清华大学车辆与运载学院积极应对行业变革和未来技术挑战

作者:晓风 文章来源:AI《汽车制造业》 点击数:22 发布时间:2019-04-30
清华大学汽车系正式更名为车辆与运载学院,蕴含了清华大学应对行业变革和产业难题、聚焦国际学术前沿、勇于自我调整和重新定位的决心和承诺。
清华大学车辆与运载学院积极应对行业变革和未来技术挑战

 

2019年4月27日,清华大学车辆与运载学院(以下简称为“车辆学院”)成立大会在清华大学主楼隆重举行,全国政协副主席万钢和清华大学校长邱勇为车辆学院揭牌。

 

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成立大会之后,清华大学车辆与运载学院院长杨殿阁教授和书记李建秋教授接受了AI《汽车制造业》采访,结合行业发展和变革畅谈人才培养的调整策略,以及新能源汽车、智能汽车等未来汽车行业新动向。从中我们看到,从汽车系更名为车辆学院,蕴含了清华大学应对行业变革和产业难题、聚焦国际学术前沿、勇于自我调整和重新定位的决心和承诺。

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应对行业变革和未来技术挑战

“汽车新四化”提出了电动化、智能化、网联化、共享化的未来发展方向。电动化指的是新能源动力系统领域;智能化指的是无人驾驶或者驾驶辅助子系统;网联化便指的是车联网布局;共享化,指的是汽车共享与移动出行。“从汽车系升级为车辆学院,正是为了应对这样的产业变革和未来技术挑战。”杨殿阁教授表示。

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“以前我们的学生懂汽车设计、懂汽车构造、懂机械设计,出去做传统汽车没问题,但是现在我们都发现,目前汽车行业最前沿的研究是要利用人工智能、大数据去做环境感知、自动驾驶、做共享汽车,所有汽车行业现有人才的知识体系显然是都不够用了。新能源汽车也一样,研究动力电池安全性、燃料电池,就需要懂材料、懂电化学,原有的知识结构都明显不够,要在课程上做比较大的调整,整个教学体系要全部重构。这就为什么我们升级为车辆学院以后,整个方向将从原来的‘vehicle’扩展到‘mobility’,整个教学体系要进行重构,应对行业变革,培养符合行业和企业需求的人才。”杨殿阁教授进一步谈到。

据了解,今后,车辆学院将从校内、校外两方面加强合作,培养更符合需求的人才。一方面,学院成立以后会与校内其他院系加强交叉融合,因为以往的人才培养侧重于动力、机械和车辆,而未来汽车行业人才需要更多加入人工智能、大数据、计算机、电子等技术知识,而大学恰恰有这个优势和资源,可以充分利用其他院系的资源改进课程设计,进行课程体系的重构,促进教学升级,当然在科研方面也一样,各种各样的科研平台同样可以加强融合,联合做更多先进技术的探索。另一方面,车辆学院将与校外机构和企业加强合作,特别是IT企业、移动出行公司、新势力造车企业等,比如百度、滴滴等。

杨殿阁教授再次强调说:“总之,我们会更多地会从‘vehicle’扩展出去,扩展到‘mobility’,扩展到更宽更广的方向,这对我们学院的未来发展是至关重要的。”

 

智能化、网联化的挑战

智能化、网联化是必然的趋势,我国制定技术路线的时候就同时强调“智能”和“网联”。

智能化方面,车的智能主要有两种形式:一种是单车智能,所有的感知决策控制完全基于车辆本身的传感器来进行;第二种是协同式智能,需要车载通讯,做到车车相通、车路相通。

杨殿阁教授谈到:“自动驾驶分L1到L5共5级,从L1到L3的辅助驾驶,单车智能就足够了,但如果要到L4和L5,特别是到L5级完全自动驾驶的时候,单车智能是远远不够的,一定要通过车联网、通过车路协同,增强车的感知能力和决策能力,才能实现安全的完全自动驾驶。”

智能化与网联化相辅相成。众所周知,机器决策的能力不如人,因为人所有的行为是有法律法规来规范的,但是自动驾驶还缺乏法律法规的规范,所以我们就必须要采取很多技术手段来避免各种风险的发生,比如用激光雷达增强它的感知能力,用人工智能增强它的决策能力。假设车子行驶的时候,车与车之间有遮挡,突然出现一个人,如果前车看到信息能及时传给后车,后车的感知能力也增强了很多,安全性就会大大提升,网联化有这样好的好处。

“智能化与网联化需要齐头并进。我的课题组就在做智能汽车,并强调单车智能,因为这是基础,如果没有单车智能,网联汽车无从谈起,自动驾驶更是空中楼阁,当然,我们也很清楚,网联化是实现更高安全性自动驾驶的必要条件。因此,智能化与网联化是整个智能驾驶必须的内容,这两方面不能割裂开,需要相辅相成。我们车辆学院将在智能化、网联化方面深入开展基础研究和前沿课题研究,为整个行业发展提供有力支持。”杨殿阁教授表示。

 

不同的动力技术路线

谈到未来汽车技术,除了智能驾驶,新能源汽车也是一个重要的课题,其中以电动汽车和氢燃料电池备受关注。作为清华大学氢能燃料电池研究团队的负责人,李建秋教授表示,在纯电动汽车和燃料电池汽车的发展路线上,我国选择了与国外不太一样的路线。“在我国,目前我们走的是轿车纯电动化、商用车推广燃料电池的技术路线。纯电动车要替换原来汽油发动机的那些车,主要是轿车;燃料电池将来则要替换柴油发动机的那些车,主要就是商用车,还包括有轨电车等。而在国外,像丰田、本田、现代、奔驰等这些企业都以轿车作为纯电动汽车和燃料电池发展的主攻方向。”李建秋教授解释道。

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现实的情况是,燃料电池方面,轿车比较紧凑,需要高功率密度电堆组成的燃料电池发动机,但其问题是耐久性不够,金属板电堆不如石墨双极板电堆。目前我国的燃料电池主要用在公交车、物流车等这样的商用车上,其运行时间很长,像公交车一天要运行17个小时左右,对耐久性的要求非常高,所以是我国优先发展的技术,是以石墨作为材料的高功率密度的石墨双极板电堆,其额定功率密度在全球范围内也是领先的。

在电堆的技术路线上,国外以金属双极板作为燃料电池发动机主要的材料,并主要用在轿车上,而我国则采用的是石墨双极板,主要用在公交车、客车等商用车上。

随着燃料电池技术的发展越来越成熟,其应用也越来越多。在推广规模上,包括物流车、客车、公交车等,2018年我国已有1500台燃料电池车投入运营,这在全球也是很大的数量,而其他的所有国家的数量加起来还没有我们国家多。

“未来的技术性能发展上看,几个主要的方面都会有突破:燃料电池发动机的功率会越做越大,功率密度会越做越高,低温的启动性能越来越好,现在基本上做到零下30度,下一阶段会做到零下40度;电堆本身的额定功率密度目前已达到2千瓦/升,在国际上处于领先的水平,要知道丰田Mirai的峰值功率密度是3.1千瓦/升,但是额定功率密度还不到2千瓦/升,到2020年,我们将推出额定功率密度3千瓦/升的石墨双极板电堆,在国际上继续保持领先。”李建秋教授这样满怀信心地期待未来。

 

迎接全新发展机遇,布局未来交通学科

从智能驾驶和燃料电池的典型课题研究中,我们可以看到,车辆学院迎合行业变革,积极引领技术前沿,一方面致力于培养高水平人才,另一方面致力于引领科研发展,为行业发展积极贡献力量。

杨殿阁教授最后表示:“几十年来,清华汽车已成为我国高层次、高水平、复合型汽车科技和管理人才培养摇篮。进入2019,即将走过40年征程的清华大学汽车系正迎来一场全新发展机遇。清华大学将在传统优势学科的基础上,坚持新能源汽车、智能汽车的发展,进一步拓展交通能源、智能出行,布局未来交通学科,培育更加适应未来时代需求的创新拔尖人才。车辆学院的新一代清华人将再一次接棒,响应国家和时代对‘教育兴邦’、‘汽车强国’的呼唤,以更坚定、更创新、更从容、更开放的步伐迈向世界,迎接未来,与海内外校友和各界同行共同携手,为我国从汽车大国向出行强国的转变、为推动世界汽车与交通技术的进步奋力前行,贡献力量!”