清华担当

谭晶宝

在中国汽车技术换道超车的说法甚嚣尘上之时，杨殿阁教授却充满不安。今年4月，在清华大学108周年校庆的系列活动中，一件事颇引人关注——拥有39年历史的汽车工程系正式升级为车辆与运载学院。在业界享有盛誉的清华汽车系，源自1932年成立的机械工程系。在战火纷飞的岁月，以庄前鼎先生为代表的一批学子在国家民族危难之际毅然学成归国，从清华园到西南联大，转战南北，开创了中国汽车工业人才培养的先河。1952年清华大学汽车专业正式确立，1980年独立建系。

这是一次普通的院系改名还是另有深意？这是在汽车产业技术变革历史潮流中的应景之策，还是深谋远虑之举？带着几分好奇，《汽车观察》杂志对清华大学车辆与运载学院（以下简称车辆学院）首任院长杨殿阁教授进行了独家专访。

拓展学术方向应对产业变革

如果仅仅是改个名称那么简单，杨殿阁教授也不会如此忙碌。

上一场会议刚结束，杨殿阁教授便赶回办公室。比约定的时间晚了几分钟，杨教授在表达歉意的同时，也流露出一丝苦恼。目前，清华车辆学院的人才输出主要以硕士和博士为主，本科生直接就业率仅占10%到20%，研究生已经成为车辆学院人才培养的主体。清华大学每年新进博士生已经接近3000多人，毕业2000多人，这意味着每年需要解决近千名博士生新增的住宿问题。同时兼任学校规划处处长的杨殿阁为此绞尽了脑汁。此外，车辆学院师资团队将由原来的70人左右将扩充至90多人，师资队伍的扩大需要更多的实验室和配套资源，这些问题似乎和那些学术难题一样让杨教授费神。

年轻就是有优势。既要忙于学校的事业规划、校园规划、学科规划，又要负责车辆学院的日常工作，还要带领研究生团队，经常加班到深夜的他却看不出一丝疲倦。杨殿阁告诉记者，车辆学院新增的人员个个都是领域内的精英。

对于这次由系升级学院，杨殿阁教授认为关键不在于改名，而在于学术方向的拓展。除了发动机、车身、底盘等这些传统的汽车领域以外，学院在学科设置和人才培养上将朝着新型能源和移动出行方向发展。未来，与移动出行相关的AI、大数据、云计算等前沿技术都将包含在学院的学术范围内，学院将以学科规划为抓手，通过学校资源的配置和学科的交叉融合，用最先进的科研项目来培育最优秀的汽车人才。他介绍，早在2016年，清华大学就已经意识到汽车产业的技术变革趋势，今年成立车辆与运载学院，既是清华大学的既定发展目标，也是对这场技术变革带来的发展机遇的有力把握。

杨教授认为，基础研究与产业应用之间一定是相通的。“作为世界一流的大学，要在行业内做到引领，关键基础技术的沉淀必不可少。只要是核心技术，不管它当前离产业化有多远，最终一定会发挥重要作用。”清华大学一直专注于“啃最硬的骨头”，通过承接国家重大专项、开展关键技术攻关帮助企业突破其无法完成的技术瓶颈，迅速实现前沿技术的产业化。

清华大学的责任与担当不单单局限于技术的突破及应用上，当新的技术大量出现的时候，到底哪条路才是对的方向？清华大学要发出强有力的声音，引领正确的道路。

弄清底层机理才能有效“救火”

最近关于电动车自燃的新闻频频登上新闻头条，让新能源汽车市场蒙上了一层安全隐患的阴影。市场对电动汽车续航里程的关注大幅增加了对电池能量密度的要求，而能量密度的提升同时伴随着安全隐患的增加。导致这一问题的机理层原因到底是什么呢？

当被问及这一问题的时候，杨殿阁教授告诉《汽车观察》：“清华车辆学院在动力电池安全性问题上会有重大突破，欧阳明高教授团队发表了该领域的系列论文。一层层剥开这些问题的底层面纱，弄清问题背后的真相，是一件非常有趣的事情。”

电动汽车的安全隐患很多来源于电池的内失控。电池因为外力碰撞或者制造等原因内部出现瑕疵，瑕疵会使得电池内部发生变化并发出热量，严重时导致电池燃烧甚至爆炸。根据车辆学院的研究，内失控的一个重要原因是电池的内短路，其引起的失控让电池在短短几秒之内就会着火燃烧。但根据近几年的进一步探索发现，内短路产生的热量并不是导致燃烧的完全绝对热量，正极释氧与负极之间产生的氧化还原反应也是非常重要的热量来源。进一步研究后又发现，热失控释放的总热量与短路和正负极氧化还原释放的热量相比依然存在差异，剩下的这一部分热量是哪里发出来的呢？只有把这些底层原因探索清楚后，电池厂商才能更好地开发出对应的防治措施完成“救火”。

面对百花齐放的新能源技术路线，杨殿阁教授认为，各种技术路线都有它的市场空间，但传统汽车依旧具备很强的生命力，其技术还在不断发展和进步。到2030年，至少60%-70%的车辆仍然是传统燃油车。

无论是电动汽车还是燃料电池汽车，最重大的变化实际是能量补充方式上的改变。目前很多纯电动汽车续航里程达到400-500公里左右，基本可以满足用户的日常需求，但依然无法消除消费者心中的焦虑。这种焦虑与其说是续航里程焦虑，倒不如说是对充电便利性上的焦虑。杨殿阁教授判断，未来5-10年内，电池的能量密度将在现有基础上提高50%。此外，整车的能耗控制也将得到明显优化，到十三五末，A级车在技术上将实现每百公里12度电的能耗目标，在现有水平上提升40%-50%。两大技术突破不仅将会解决用户对续航的担忧，还能降低用户的使用成本。如果在充电效率上进一步提升，外加政策优势，在A00-A级车的细分市场上，新能源汽车的综合成本和便利性将能够与燃油车媲美。

燃料电池汽车的能量补充则更加困难。2008年，为开展奥运示范，清华大学和亿华通牵头在北京永丰建立了第一座加氢站，但10年过去了，第二座加氢站还一直没有建起来，建设加氢站的难度和挑战超乎想象。加氢站的建立由相应的制度和规范限制，需要专用空间，与周围的环境须进行合理安全设计。与飞机的点式交通和铁路的线式交通不同，乘用车是面式交通，这要求能量补充方式也必须为面式分布。因此，燃料电池的特点决定了其更加适用于行驶在固定路线的公交、物流等商用車领域，其最终替代的目标将是柴油机。也正因如此，根据中国新能源汽车技术路线图的预测，到2030年，在中国，燃料电池汽车的总保有量可能只会在100万左右，与每年接近3000万辆的汽车产量相比，燃料电池汽车还只是一个很小的比例。燃料电池汽车成熟的条件不仅仅是单车技术问题，更是系统问题。

换道不代表肯定就能超车

在谈到当前最热门的自动驾驶话题时，杨殿阁教授认为，每个级别的自动驾驶要产业化落地都必须有来自市场的推动方。 L1-L3级别自动驾驶技术发展的推动力来自车企和用户，紧急制动、车道保持、自适应巡航、自动泊车等功能都是用户所需求的，会有越来越多的消费者愿意为这些功能买单。到2030年，中国所有的新车都将是L1-L2级别的智能汽车。换句话说，是否具备这些功能是汽车能否卖得出去的必要因素。在这种模式下，汽车最终依然是由车企卖给终端用户，成本是绕不过去的坎儿，这也决定了L1-L3必定是低成本技术方案。L4级自动驾驶的推动力则来源于运营方，需求来自港口、矿山、物流园区以及滴滴、优步这样的网约车平台公司，他们对车辆直接成本的敏感程度更低，更在意整个运营过程中收益与成本之间的平衡。至于L5级自动驾驶的推动方或者市场主体是谁，现在还说不清楚，需要L4级自动驾驶的不断发展才能培育出其市场主体。

说到中国的汽车技术与全球同步的问题，杨殿阁教授忍不住分享了他亲身经历的故事。继麻省理工学院、斯坦福大学和密西根大学之后，丰田与清华共同成立了其全球第四个自动驾驶人工智能联合研究中心。今年1月，杨殿阁教授带领来自清华车辆学院、电子系和计算机系的青年学者，首次参加了原来只有这三所美国名校参加的自动驾驶学术论坛。他的学生看到参会名单后难掩激动之情，因为这次论坛聚集了北美自动驾驶领域的半数以上权威专家，以前只能在文章和书中看到的大牛，这次可以跟他们聚在一起开会讨论了。

“会议当天，主持人向参会嘉宾介绍来自中国清华大学的新团队，当我和一起参会的十几位老师集体站起来与到场的近200位专家打招呼的时候，我感到特别自豪。但正式进入会议之后，我受到了更大的触动。进行学术分享的上百位专家，所做的研究可以用天马行空来形容，真的是只有你想不到，没有他做不到。”说到这儿杨殿阁教授感慨万千。

丰田早已投资让全球上百位顶级专家帮其探索自动驾驶的技术路径，值得深思的是，丰田在整个过程中不索取一行代码，举世界之力，只为获取全球最先进的思想，而正是这些天马行空的想法，是所有创新的根源。反观中国的现状，由于企业研发能力不足，很多高校实际在做企业的工作，很多创新还主要集中在执行层面。

在这种情形下，中国汽车技术换道超车的说法却甚嚣尘上。对此，杨殿阁教授充满了深深的危机感，因为中国的传感器、芯片、算法、计算平台、操作系统等都还面临被他国“卡脖子”的困境。电动化与智能网联化的出现确实给汽车产业画了两条新的跑道，并重新划出了一个起跑线。在部分领域，中国起跑较早，取得了一点优势，但这是一场漫长的马拉松，我们不得不承认，国外很多优秀的企业，一旦起跑，不仅加速快，而且耐力足。

楊教授最后总结道，道是换了，重新起跑也是真的，但我们是否能够超车却不一定，需要我们不仅有爆发力，还要有持续力。