环保男爵——宝马530 Le对话环保科技先锋
作者: AM 编辑：alanlau
汽车行业电动化的趋势非常明显，宝马的目标就是要超越所有现有竞争对手和行业新进入者，在高档电动车领域成为第一名，全新BMW5系插电式混合动力携带一系列黑科技优雅亮相，让我们借此机会跟不同的业界大咖，从不同角度不同维度深入浅出地了解混动和相关先进的信息。
张新房
中组部“千人计划”专家，日本学术振兴会外国人特别研究员，北京科技大学冶金与生态工程学院副院长
许鸿德
前拓璞新能源产业研究员，中嘉通资本副总裁，《汽车杂志》首席评论员
王加助
AceGear尚隐主编，530Li（F18）车主
陈政义
《汽车杂志》执行总编辑&热火全媒体执行总编辑
1、明明没有纯电动那么“零排放”，甚至有人说多增加了一个电池的重量，为什么宝马和其他众多品牌依旧大力发展插电混合？
陈政义：目前纯电动车的环境尚未成熟，而插电式混合动力，具备足够一般市区行驶的纯电续航里程，还可以利用晚上的时间进行充电，有汽油机做保障，不会有纯电动车的里程焦虑，所以在纯电动车的环境成熟之前，PHEV插电式混合动力在未来估计十年之内都是新能源车重要组成。
许鸿德：目前电动车许多关键的元器件，像电动机、三元锂电池的产能都严重不足，看特斯拉Model 3的遭遇就能理解。
像中国这么庞大的消费者的需求，PHEV插电式混合动力是目前最能满足大规模需求的一个新能源解决方案。过去汽车工程的数据显示，内燃机在低速行驶最没有效率，PHEV车型的电池动力刚好避开了这个区间？对环境的友好和提高车辆的能量效率（尤其是油耗），这是目前最完美的方式。
王加助：就我的体验而言，电动车虽然方便但充电是很大的问题，工作日还好，周末长途用车时，容易出现里程忧虑，担心到底能不能回得了家，内燃机就不需要担心，毕竟加油站非常普及。可见纯电动车的普及，还需要时间去完善配套的硬件设施，也因而宝马和其他品牌都在持续开发PHEV车型。
2、我们这次测试宝马5系插电式混合动力，竟然驾驶乐趣依旧保持极高水准，甚至可以原厂状态下从容地进行赛道大幅度漂移，请谈谈宝马5系插电式混合动力与其他品牌混动的不同之处。
陈政义：5系PHEV的架构上有先天优势，纵置发动机后轮驱动，让发动机跟变速箱在同一根轴上，变速箱受到的体积限制较小，而且，5系PHEV在一开始设计时，就是针对插电式混合动力去规划的整个架构，不用牺牲行李箱空间来迁就电池组，可以更加平衡前后配重，且变速箱里的两部电机在跟内燃机协同运作的时候，同样会透过变速箱，所以传统变速箱的换挡乐趣并不会消失，再加上电动机回避了内燃机的低转区间，动力更加的随传随到，更加均衡，这是宝马5系PHEV与市场上其他PHEV比较大的不同之处。
王加助：身为F18世代宝马530的车主，我非常喜欢宝马的操控性，把5系PHEV的ESP关掉后，在弯道里面的驾驶乐趣跟其他采用插电系统的车型是不一样的，对于有操控诉求的人，宝马先天FR的后驱车，即便是插电式油电混合也不会失去原本的运动基因。
3、大家展望一下宝马在电动化发展，尤其在整体战略布局上。宝马新5系插电式混合动力是一个信号，拥有目前能量密度最高的插电混合动力电池包，能量密度111Wh/kg（比上代上升70%），重量117kg（比上代下降45%），这个进步其实非常大。
陈政义：现在的iPerformance，跟M部门一样是宝马的独立子公司，不难发现，宝马是将包括电动车的周边、充电、车主服务、软硬件架构等在内做了全盘化考虑，iPerformance要做的不光是PHEV或纯电汽车的研发，可能还包含新的电池技术、新的材料科技、新的充电科技等上下游节点。我相信在不久的未来就可以看到更多iPerformance公司所提出的关于电动未来的新概念。
许鸿德：新一代的PHEV车型能量密度和重量优化、续航能力都有很明显的提升。新5系PHEV的百公里综合油耗只有1.9L（官方数据），可以断定随着油价的上升宝马5系PHEV这类车型会受到更高的关注。
4、谈谈目前世界上混合动力和电动车发展的格局
许鸿德：我想混合动力发展的整个趋势和格局已经很明显了。随着成本的降低，无论是二次锂电池的容量还是电动机的性能，都在持续推动混动技术（包括插电式魂动）的发展。未来，纯电动模式行驶的里程会更长，电动机的驱动效果也会更好，价格也会更合理。过去四五年里国内外的车企们累积了丰富的经验，未来五年左右，混动（包括插电式混动）车型占比会有明显的提高。
王加助：目前世界上有两大派系，混动和纯电，油电混动车型在长途旅行时没有里程忧虑，纯电车除了不适合长途外，还会受到路况、季节以及年限等问题的影响，虽然现在有免征购置税以及上牌免摇号等优惠会觉得买电动车比较方便，但就日常实用性来说，其实我不认为电动车真的给我们的日常生活带来多大的方便。而且电动汽车普及后，电网的负担会更重，对供电也是一个考验，再就是电池寿命（结束后）的处理，也是潜在的问题。
PS：以下为中组部“千人计划”专家，日本学术振兴会外国人特别研究员，北京科技大学冶金与生态工程学院副院长 张新房教授的关于“新材料对新能源发展影响的解答”，共2282字 。
新材料对于新能源发展的影响
——1835年，美国人托马斯•达文波特制造出最原始的靠电池和电机驱动的车辆。但最终电动车受到电池和电机技术的制约，发展陷入了停滞。直到1886年，公认的世界上第一辆汽车诞生，内燃机的时代到来！因此，电动车的诞生其实更早，并非新鲜事物，中间也并没有完全中断发展，至今仍不能撼动内燃汽车的地位，其中电池的发展是很重要的一个制约因素。
汽车杂志：电池包追求的核心技术是什么？其中一个就是能量密度，大家希望能量密度更高，充一次电跑的里程更长（相同质量情况下），这主要由电芯决定。能从新材料的层面聊聊电池电芯的发展吗？（譬如公众比较熟悉的石墨烯电池、负极和正极材料硅碳负极、海面硅等等 ）
张新房教授：应用在电动汽车上的储能技术主要是电化学储能技术，即铅酸、镍氢、镍镉、锂离子、钠硫等电池储能技术。
过去这些储能技术分别在比能量、比功率、充电技术、使用寿命、安全性和成本等几方面存在严重不足。就现今市场而言，锂离子电池性能最佳，且在电动汽车上已经得到了较好的应用，现今国内多采用锂离子电池作为电动汽车的主要动力电池, 锂离子电池在技术上也不断取得较大的成就。
虽然锂电池拥有较好的性能，但锂离子电池的价格及大功率锂离子电池使用的安全性也在一定程度上制约了锂电池电动汽车的发展。
因此，新材料、新技术的开发迫在眉睫。石墨烯特殊的层状结构、超大的比表面积使石墨烯具有优良的电荷储存性能, 并成为电池体系中重要的电极材料, 这为其在储能领域的应用奠定了坚实的基础。
许多机构都声称，研制出了高性能的“石墨烯电池”，但其中存在着很多的争议。目前石墨烯主要作为添加剂加入到锂离子电池中，改善电极材料的性能。
一些实验室取得具有显著性成果，但要应用到工业生产上，也还有很长的路要走，其主要原因是因为石墨烯制备困难、价格昂贵。石墨烯电池的进一步发展还要依托于未来石墨烯制备技术的突破。
关于锂离子正极材料，目前多是在传统正极材料（LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等）的基础上，发展相关的各类衍生材料，通过相关技术手段来综合提高其性能。
而镍钴锰三元材料、富锂锰基钒基材料、性能优异的复合正极材料以及高效节能的聚阴离子团正极材料才是未来锂离子电池正极材料的主流。关于负极材料，研究主要是集中在碳基材料和非碳基材料上。
如碳纳米管(CNT)、石墨烯，由于具有特殊的一维和二维柔性结构、优良的导热性和导电特性，这些特性可使得电池朝着高能量密度、高循环特性和低成本的方向发展。因此，它们成了碳基材料中的研究热点。
而非碳基材料，如Fe、Ge、Sn、Si等金属或者半导体材料是现今研究的热点，这是由于这些材料的比容量较高，尤其是Si，因此Si是下一代锂离子电池的理想正极材料，Si作为负极材料存在体积膨胀和SEI膜不稳定的问题，至今没有较好的解决，这限制了Si作为负极的应用。
汽车杂志：所谓的新能源汽车，这个产业链分成上游、中游和下游。上游简单来说，我们的区分第一个是电机材料，第二个是电池材料。电机材料的发展，也请张教授深入浅出地帮我们科普一下。
张新房教授：电机中起到决定性作用的两个部件分别是：定子（固定部分）、转子（旋转部分）。定子和转子的材料在很大程度上直接决定了电机的性能。普通电机的定子和转子的主要材料为铁芯（通常为硅钢）和绕组（铜漆包线），而在电动汽车中广泛应用的永磁无刷电机由永磁体充当转子。
铁芯材料通常采用硅钢片，但随着产品效率化、小型化的要求促使高效电机钢快速发展，高效铁芯采用无取向硅钢，无取向硅钢片的使用提高了电机的效率。
铁芯无取向硅钢片是电动汽车驱动电机的关键材料，其性能影响了驱动电机的驱动特性和服役表现，由于电动汽车的特殊性，对驱动电机中的硅钢要求也更高，既是要求磁性能的功能材料，也是要求强度和疲劳性能的结构材料。
目前国外，如新日铁、川崎、NKK、住友和德国EBG等公司有着较为先进的无取向硅钢生产线，而国内，如武钢、宝钢、太钢、鞍钢和马钢等企业也有无取向硅钢生产线，但主要高性能产品主要还依靠进口。
永磁无刷电机由永磁体充当转子，其高的矫顽力才能保证电机输出所需的磁动势，使电机工作点靠近最大磁能积，充分利用硅钢的磁性能；高的剩余磁化强度，能确保电机有较高的转速，大的输出扭矩和大功率；高的内禀矫顽力，可保证电机较强的过载、退磁及抗老化、抗低温能力；高的磁能积，使得永磁体在电机中实际运行的工作系数大。
常见的永磁体有：铁氧体永磁材料（钡铁氧体、锶铁氧体）、铝镍钴合金、钐钴稀土永磁和钕铁硼等，除了钕铁硼之外其他几种永磁体都由于其磁性能、稳定性、力学性能和价格因素等未得到广泛的应用，而钕铁硼自1983年研制成功以来，由于其优良的磁性能以及便宜的价格得到了广泛的应用，其磁能积最大可达400kJ/m3是铁氧体的12倍，是铝镍钴的8倍，是钐钴的2倍，剩磁和矫顽力很高。钕在稀土中含量是钐的十几倍，资源丰富，且铁、硼价格便宜。
在未来汽车行业对于钕铁硼等永磁材料的需求量将不断增长，有着广阔的发展前景。
汽车杂志：新材料的创制是整个未来能源变革技术发展的重要基石，包括宝马，也有消息显示2026年有望将固态电池技术量产化，请张教授把新材料对能源变革的影响跟大家分享一下，方便让更多的人愿意投身其中作出应有的努力。
张新房教授：随着化石燃料储量的逐渐减少和环境污染的日益加剧，新能源技术的突破变得迫在眉睫，而新能源技术的变革依托的是新材料技术的变革。
目前电池技术的发展主要是由于材料的限制，例如前面所提到的锂电池正负极材料，还有现在热门的燃料电池发展缓慢也是由于电极材料所限制，甚至，核能难以大规模应用也是由于各种材料的限制所导致的。因此，新材料在新能源变革中扮演着至关重要的角色。
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