自从19世纪末德国人卡尔·苯茨发明世界上首台内燃机汽车以来，汽车工业已经走过了一百多年波澜壮阔的历史。汽车为人类带来了移动的自由，非常显著地拓展了人们的活动范围，丰富了人们的社会活动，从而全方位地推动了经济、文化的发展。但是，受到能源短缺、全球暖化等问题的影响，传统的内燃机汽车面临严峻挑战，而这在中国尤其突出。我国应该主动迎接这一历史性挑战，迎难而上，全面推动以电动汽车为代表的新能源汽车的发展，将我国打造成为电动汽车的王国，实现人类社会与地球的和谐共生。
一、中国面临的挑战最为迫切
未来30年，汽车行业，从技术、生产到使用的各个环节都将进行一场史无前例的剧烈变革，而以电动汽车为代表的新能源汽车正是这场革命的主角。我国应该抓住难得的历史机遇，主动参与并引领这场深刻的变革，努力将中国打造成为电动汽车的王国。这是一条充满希望的发展之路，同时也是我们仅有的出路。这些年，我国汽车工业发展迅速，从2009年开始成为世界第一大汽车产销国，2010年产销量突破1800万。截至2011年8月底，全国汽车保有量首次突破1亿辆，由此引发了对石油的大量需求：2010年，我国消费石油超过4亿5000千万吨，其中55%依靠。汽车的燃油消耗量占到成品汽油、柴油表观消费量的80%和42%，并成为新增石油消耗的主体。我国的能源安全面临严峻考验：我国对外石油依存度从2000年的约30%，迅速上升到2010年的55%。尽管我国汽车保有量巨大，但每千人汽车保有量小于60辆，还不到世界平均值的一半。未来二十年间，我国将要实现汽车普及率接近发达国家的水平，如果按欧洲的一半，即每千人300辆计算，届时，我国汽车总保有量将超过4.5亿辆。由此可测算出，如果不全面推广电动汽车，我国汽车燃油需求将存在巨大的缺口。此外，燃油汽车所带来的温室气体排放也是惊人的。据预测，到2020年，我国全年汽车年成品油消耗将达到3亿吨，按照60%的成品油率来换算，年消耗原油约5亿吨，由此而造成的二氧化碳排放量应该在12.5亿吨到15亿吨之间。这无疑是我国乃至世界难以承受的严重后果。在2009年哥本哈根气候大会前夕，中国政府向世界作出了负责任的承诺：到2020年，我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。为了达成这一目标，大力发展电动汽车产业，从而逐步降低对燃油汽车的依赖将是我们的必然选择。
二、工程哲学指导电动汽车发展
电动汽车产业是一种革命性的产业，它势必会对传统燃油汽车产业造成冲击。电动汽车又是一个新兴产业。电动汽车的功能、主要零部件、生产方式、产业链等和传统汽车有很大区别。因此，不能再用传统汽车的眼光来评价电动汽车。我们一定要用开放的思维和坚定的勇气去迎接挑战。随着插电式电动汽车的普及，电动汽车对现有电网领域的影响也不容小觑。因此，所有参与到电动汽车产业的各方都需要保持一种开放、妥协的心态，共同努力来促进该产业的快速且健康的发展。发展电动汽车产业是一项庞大、复杂的系统工程，它涉及到电动汽车产品的研发、配套基础设施的建设、商业模式的设计、政府政策法规的制定等多个方面。因而我认为，要以工程哲学来指导电动汽车产业的发展。
那么，什么是工程?从科学、技术、工程三元论的角度来界定，科学是以发现为核心，科学是对自然的本质及其运行规律的探索、发现和揭示，并最终归纳为真理。科学家的探索往往是出于好奇心，并没有明确的实用目的。技术是以发明为核心，技术本质上是改善人类社会生活的手段，它可以是方法、装置、工具、仪器仪表或过程。技术讲求的是技巧。工程则是集成科学、技术和管理，并以此解决实际问题。具体说来，工程是利用科学原理和技术手段在一定边界条件下进行集成优化和综合优化，有目的地完成设计、构建、运行等项目。工程具有系统性、复杂性、交叉性、综合性等特征。工程是社会经济发展的发动机。随着社会经济的急速发展，工程师们一方面要了解科学家有什么新发现，另一方面更要了解社会有什么需求，不仅把科学家的发现和社会的需求联系起来，还要把知识、行动和道德结合起来，明确应该做什么，不应该做什么，不断拓宽基础，拓宽视野，拓宽使命感。集成和创新是工程的灵魂。创新就是要把新的技术商业化，这意味着成功地提出新的事物，该事物必须具备相当的技术含量，并在商业上获得成功，创造价值。
工程哲学就是要深刻理解科学、技术、工程和创新之间的相互联系的基础上，进行系统集成优化。概言之，工程哲学讲求理论联系实际，做到系统集成优化贯穿产、学、研、用、管等各个环节。而系统集成优化的思想原则又可归纳为如下六条：1)辩论、定义、修订和追求目标：系统有能力完成目标，结果印证措施的正确性;2)整体思想：整体大于个体的总和，个体大于整体的分解;3)创造性：看到树木之前，先看到森林;4)遵守学科程序：分而攻之，合而治之;5)考虑人的因素：人是会犯错误的，需要反馈监管机制;6)管理项目和团队精神：大家为人人，人人为大家。这其中1是确定目标，2到4是思想方法问题，5和6是管理问题。
就我国发展电动汽车产业的技术路线而言，集中力量发展车或插电式新能源汽车更符合国情。也不排斥有能力的企业发展混合动力汽车。电动汽车也是汽车的一种，电动汽车所必需的传统汽车的基本技术也必需抓住而不能绕过。中国的国情在于：首先，我国对能源、环保的压力要比外国大，技术和市场的发展都很快，我国应该抓住机会，稳健快速进入;其次，发展混合动力汽车，我们很难跟丰田等国外成熟的车企竞争。对方经过二十多年的努力，在内燃机和变速器的改进、整车能量控制器等方面都形成了坚实的技术壁垒，很难实现有效突破。事实上，如果有能力的厂家成功开发出混合动力车并受到市场的接受，也是好事，但政府应重点支持纯电动车技术的发展，特别是支持动力电池系统技术的发展。利用我国自然资源、市场、人力资源的优势，首先大力发展有市场需求、能有效节能减排的小型低速电动汽车和城市公交电动汽车或，也不排除市场能接受的其它型式混合动力汽车、积累经验，不断提高在动力电池、电机电力电子电控、动力总成等核心技术，向新一代先进的电动汽车跨越发展。
三、决定电动汽车产业化成功与否的关键因素
电动汽车产业化成功的关键因素为：1)价格不高于传统车;2)使用方便程度与传统车相当;3)能耗和排放低于传统车。目前最难做的是第一个。任何产品要取得成功，除了要有好的性能和好的产能外，还要有消费者的青睐。电动汽车和传统汽车比较，多了又重又贵的动力电池，怎么能做到其价钱跟传统汽车一样呢?对消费者有何传统车所没有的附加值?这就要把电池的附加值发挥出来，这就使电池的初始成本不要只让车主来承担。为了降低成本，必须以整体思想来考虑问题。应该认识到，电动汽车不但是一种交通工具，它还是一种能源工具。电动汽车集群将形成一个庞大的电能储存系统，如果能和电网交互使用，不但可以起到削峰填谷的作用，有助于提高电网的稳定性和运行效率，而且还将有助于风能、太阳能等间歇式新能源的开发和利用。如果在政府主导下，消费者、电动车制造商、电网运营商、能源服务商等共同设计出一种多赢的商业模式，则电动汽车的附加价值会得以充分体现，从而促使其价格大幅下降，最终为消费者所接受。各有关方面共同在能源补给模式上进行创新，根据不同的车型和用途，才用最安全、经济、有效的能源补给模式，包括慢速充电、机会充电、特殊情况下的快速充电、特种用途的更换电池模式、电池租赁服务等。
总之，发展电动汽车产业要做到三好：1)好的产品。即性能优良、价格合理;2)好的基础设施。即方便和经济，可采用智能充电、慢速充电、快速充电、更换电池、储能充电等多种模式;3)好的商业模式。要大胆采用创新的商业模式，集合汽车、电力、能源、信息、服务、金融、保险、销售等多个行业的优势互补，共享利益，共担风险。这需要各参与方保持一种开放的心态，精诚合作，在利益分配上采取相互妥协态度，共同将这个产业做大做强。主要的是汽车行业与电力行业要真诚握手并取得妥协，政府要推出有效的政策法规进行指导和促进。
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四、我国电动汽车产业发展的问题
尽管我国电动汽车发展已取得了一定的成绩，但依然存在很多问题。首先，在整车、关键零部件、公共平台等方面我们并不完全掌握核心技术。以电池技术为例，近些年，我国动力电池技术发展得很快，单体容量比国外同类产品大，价格也比相对便宜。但也存在两个弱点：第一，缺乏深层次的机理分析，业界应该从电化学材料、物理、电工、机械、散热、安全性、可靠性、智能管理等方面进行系统分析，建立数学模型，以提高产品质量;第二，缺乏有效的电池系统评价体系，较快地、科学地评估电池系统在电动汽车工况下的性能、可靠性和安全性。政府应更大支持动力电池的研发和整个产业链的发展，促进从矿产、原料、装备、工艺到系统组装、测试、评估等各个环节的全面发展。”十二·五”期间动力蓄电池以能量型动力蓄电池为主要发展方向，兼顾功率型动力蓄电池和超级电容器的发展，重点突破动力蓄电池系统安全性、一致性、耐久性与低成本等关键技术，促进动力蓄电池系统集成和模块化技术发展，带动关键材料化，实现动力蓄电池产业技术快速升级、瞄准国际前沿技术，深入开展新型车用动力蓄电池自主创新研究。我们的目标要达到电动汽车用高能量型蓄电池系统的能量密度达到150-250Wh/kg,成本低于3元/Wh，寿命2000-5000次循环，充电率2C,放电率3C。我认为目前最重要的是提高动力电池系统的一致性，可靠性和寿命，即使在目前可达到的能量密度约100Wh/kg的情况下，重点突破一定市场，例如城市短途公交、社区和中小城市小型电动汽车、一定范围的出租汽车等，配合一定的基础实施和商业模式，就可推广，不断积累经验，不断提高动力电池的性能指标。总之，对于核心技术的研发，我们的广大科研工作者一定要有踏踏实实、实事求是的工作态度和埋头苦干的工作热情，切不可浮躁冒进。
其次，尽管我们在政策体制方面做了很多工作，但总体来说，对产业的推进效果不太理想，或者说，在政策具体执行层面还存在很多问题。比如，2009年启动的”十城千辆”大规模示范推广工程，搞了25个试点城市，看起来很多，但实际上每个城市真正进行路测的新能源车屈指可数，有些地方甚至沦为了”面子工程”：领导来了开出来转一转，领导一走又收起来。这样的面子工程显然不可能有什么好的收效。在我看来，不必铺这么大的摊子，应该挑选几个具备经济实力、污染严重或环保需求强烈的城市来试点，每个城市根据实际情况分配不同的示范和测试任务，并且一定要有相当大的投入量，多跑多开，把问题试出来，把对能源安全和环境保护的贡献精确计算出来，这样对这个行业的发展才有积极意义。此外，我们在有些地方看到了对小型短途或低速电动车的限制，把它看成是”垃圾车”，认为它不具备”技术含量”，并且强调只有等电池容量提高到电动车能跑300公里以上才能推广。这种观点是值得商榷的，在我看来，推广新能源车首先要看重在哪个市场范围内最能发挥优势，就优先在这个市场推广。小型短途或低速电动车在我国有很广阔的市场前景，普通消费者对此有较强的需求。地方政府只要有明确的政策规范，小型短途或低速电动汽车完全可以健康发展，从小做大、从弱到强，这应该是电动轿车的必经之路，想要跳过去是不太现实的。
五、发展电动汽车、促进中国制造走向中国创造
我国现代化建设一方面取得了巨大成就，另一方面也面临着一系列重大挑战。如产业层次低，产业附加值低，工人收入低，两极分化严重等。究其原因主要是我国极端缺乏自主创新和”中国创造”的重大产业平台、关键产业体系，从而造成主要产业，特别是支柱产业，到处有短板，到处都漏水，有些产业80%-90%的附加值甚至都被外流。进而导致整个国家产业体系附加值低下，生产率徘徊，利润率很低，实体产业抛荒，工人收入微薄，低收入人群数量特别巨大，从而造成内需不足，两极分化严重。所以一定要建设技术先进、结构高效、自主开放、体系完整的中国电动汽车产业体系，在打造电动汽车王国的同时为中国新的历史时期的工业现代化和产业现代化，提供新的发展模式和重大示范。
本文作者系中国工程院院士、英国工程院院士、香港工程师学会前会长、香港大学荣誉教授
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