【編者按】2011年7月14日，2011第八屆中國(guó)（長(zhǎng)春）國(guó)際汽車(chē)博覽會(huì)（長(zhǎng)春車(chē)展）盛大開(kāi)幕。搜狐汽車(chē)作為本屆車(chē)展官方合作伙伴，派出了強(qiáng)大的記者團(tuán)隊(duì)全程進(jìn)行報(bào)道。7月16日，中國(guó)長(zhǎng)春先進(jìn)車(chē)輛與集成技術(shù)國(guó)際論壇成功召開(kāi)。在此次論壇中，臺(tái)灣清華大學(xué)教授洪哲文做了演講。

 
    臺(tái)灣清華大學(xué)教授洪哲文：大家好。非常榮幸能夠來(lái)這里跟大家交流。

　　能源是可以轉(zhuǎn)換的，這是能源轉(zhuǎn)換的公式。想減少能源的消耗，我們可以使用燃燒，可以將化學(xué)能源轉(zhuǎn)化為熱能源。我們使用發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪機(jī)能夠?qū)⑺D(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)能源，之后也可以將它轉(zhuǎn)換為能源車(chē)輛。

　　同時(shí)，我們也可以將電力轉(zhuǎn)換成熱能源，也可以將能源轉(zhuǎn)化為化學(xué)能源，比如說(shuō)電池。我們也可以進(jìn)行反向的推算，可以將電子能源轉(zhuǎn)換為電池?？梢詫C(jī)械能源轉(zhuǎn)換為電動(dòng)汽車(chē)。這是一種非常典型的電動(dòng)汽車(chē)原理。

　　當(dāng)我們提到綠色能源的時(shí)候，第一個(gè)原則是量子顆粒理論。它也是一種可以保存的特性，它的潛力和動(dòng)力學(xué)的能源是可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換的。這里是傳統(tǒng)能源、這里是轉(zhuǎn)換函數(shù)，最終得出來(lái)的就是可再生能源。我們可以將光伏轉(zhuǎn)換成為電子能源。我們也可以將電子能源通過(guò)LED轉(zhuǎn)換為光伏。也可以將光伏使用太陽(yáng)能加熱器對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換。之后也可以用倒退的方式轉(zhuǎn)換為熱電子能。

　　這里我們稱之為綠色能源車(chē)輛，我主要負(fù)責(zé)兩個(gè)功能，綠色能源實(shí)驗(yàn)室、分子能源實(shí)驗(yàn)室。我們的工作是將能源進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在這個(gè)過(guò)程中不產(chǎn)生任何污染。從量子到納米到微即，到Meso，再到宏觀的級(jí)別。對(duì)燃料電池和電解進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在這里，我還負(fù)責(zé)我們另外兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室。主要是負(fù)責(zé)生物光子的轉(zhuǎn)換。我們的目標(biāo)是將綠色能源車(chē)輛的設(shè)計(jì)和智能車(chē)輛成為現(xiàn)實(shí)。我們研究領(lǐng)域生物太陽(yáng)能電池、OLED、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、插入式混合電動(dòng)車(chē)輛的設(shè)計(jì)，個(gè)人移動(dòng)電子車(chē)輛，包括燃料電池，加上電池的組合。

　　對(duì)于所有的研究都是基于共同的基礎(chǔ)之上的，比如說(shuō)Macro—Scale的模擬、之后還有一些持續(xù)例子的研究。我們也可以來(lái)做微觀層面的模擬，包括LBM的模擬、電池的模擬。還有AMD的研究、DSI和MD的研究，還有光子的研究，以及質(zhì)子的研究，最后會(huì)有量子級(jí)的研究。

　　這是我們光子的研究，整個(gè)研究體系是由低到高一個(gè)非常完整的體系。這是我們傳統(tǒng)的燃料電池、鋰電池、常規(guī)電池，及電容器的研究。還有一些燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)，比如說(shuō)渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，這些發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生一些非常嚴(yán)重的空氣污染的問(wèn)題。我們也正在努力，希望能夠研制出來(lái)更多燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)，另一方面減少對(duì)環(huán)境的污染。

　　下面我們跟大家舉一些例子，我們?cè)谘邪l(fā)一種低溫、多維度的模擬器，主要目標(biāo)是利用這種模擬器進(jìn)行電池燃料的設(shè)計(jì)。首先我們開(kāi)始了量子的模擬，我們對(duì)于這些量子的顆粒進(jìn)行模擬。我們也對(duì)于分子進(jìn)行模擬。通過(guò)這種分子模擬對(duì)于整個(gè)特性進(jìn)行估計(jì)之后，我們也會(huì)對(duì)于整個(gè)底線進(jìn)行分析，性能條件的預(yù)測(cè)，我們可以對(duì)于不同模擬情況的效果進(jìn)行衡量，來(lái)進(jìn)行測(cè)試。這是我們使用的一種最為常規(guī)的方法，這是量子級(jí)的模擬，這是杜邦的膜產(chǎn)品。它是一種基于蔡丸基礎(chǔ)的模擬。我們使用了這種技術(shù)來(lái)做模擬。我們通過(guò)模型的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，SPEEKE可以最大限度的降低H3的含量，我們也對(duì)H3O和H2O的含量進(jìn)行對(duì)比。最為重要的就是，在理論設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們需要了解的是氧的還原，SNT的表面在原來(lái)電池、電級(jí)的還原。我們很難對(duì)這些氧分子進(jìn)行分離，我們也在這里對(duì)氧進(jìn)行了還原的分析，我們可以通過(guò)SNT表面動(dòng)態(tài)的模擬，也可以來(lái)使用這種模式，在燃料電池陰級(jí)上使用的分析模式。

　　氣泡的去除也是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)電池時(shí)候非常重要的一個(gè)步驟。我們可以使用TLBM的模型進(jìn)一步的控制泡沫的密度。我們也可以使用幾何效率來(lái)控制泡沫。我們到了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)和控制，因?yàn)樵谶@里大家可以看到，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，每一個(gè)組件的控制不是最重要的，最重要的是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的控制。對(duì)空氣的輸入、氫的流動(dòng)、H2O、尾氣的排放，所以我們需要一個(gè)中央控制單元來(lái)設(shè)計(jì)整個(gè)電源的體系。這是一個(gè)非常典型的例子，是關(guān)于車(chē)輛動(dòng)力總成的典型示意圖。我們也可以使用線性的公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算。做模型的線性化，而且了解頻率的響應(yīng)度。我們使用這種超級(jí)變?nèi)萜鲿?huì)有幾個(gè)優(yōu)勢(shì)，也會(huì)有劣勢(shì)，劣勢(shì)就是對(duì)于一個(gè)單元來(lái)說(shuō)，電壓過(guò)低，而且它有很高的自我放電的情況。

　　這是使用NCP的方法來(lái)用增壓器，檢查整個(gè)模型頻率的響應(yīng)情況。這個(gè)區(qū)域是溫度的變化，對(duì)于工作的溫度來(lái)說(shuō)，主要是一部分會(huì)受到影響，這部分是相應(yīng)頻率變化最大的一塊區(qū)域。這是EPA的數(shù)據(jù)，使用燃料電池，我們可以了解他的燃料電池車(chē)輛的時(shí)間，以及變化之間的比例。而且在這里可以看到，這是凈值和需求值之間的變量。對(duì)于鋰離子電池來(lái)說(shuō)，我們都是用這種QMD的分子來(lái)建造鋰電池的分的結(jié)構(gòu)。之后，使用分子動(dòng)態(tài)學(xué)的方法了解 PEO、PSO的分子情況。第一種是鏈條形式，第二種是環(huán)式。我們可以通過(guò)這樣的分析了解整個(gè)電池動(dòng)態(tài)的模擬。我們還在做動(dòng)態(tài)建模的時(shí)候也使用了AC的測(cè)試。通過(guò)這樣的測(cè)試來(lái)了解SOA的情況，電池的充電狀態(tài)的情況。之后我們打造整個(gè)體系。我們也對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了整個(gè)測(cè)試。大家可以看到，這種空調(diào)體系是使用芯片作為關(guān)鍵組件，下面我們要做的就是來(lái)設(shè)計(jì)太陽(yáng)能電池。我們目前還沒(méi)有在我們實(shí)驗(yàn)室里面使用氧化硅，因?yàn)楣柙谖覀兊膶?shí)驗(yàn)室里面還沒(méi)有做相應(yīng)的研究。我們主要使用的是DSSC的太陽(yáng)能電池。在這里打造了我們自己的TiO2電池的設(shè)計(jì)。這是分子的動(dòng)態(tài)學(xué)。之后我們得出了這樣一個(gè)結(jié)論，主要的組件是LUMO、LOMO，還有Bandgap。我們?cè)谶@里可以使用測(cè)量，了解他的VO、OO五，之后我們可以建造起他的Band Gap，我們可以知道他的顏色是怎么樣的，可以對(duì)電極進(jìn)行轉(zhuǎn)換。使用同樣的技術(shù)，我們也可以使用半導(dǎo)體的技術(shù)來(lái)做GaN，他會(huì)產(chǎn)生的顏色差異。這是葉綠素，我們可以了解它的狀態(tài)，包括密度的狀態(tài)，而且我們也可以來(lái)了解它的UV—VIS的光譜分布情況。

    這是一個(gè)氫化的過(guò)程，我們加入氫化劑，根據(jù)不同太陽(yáng)光的頻譜來(lái)涵蓋，我們也可以使用同樣的技術(shù)，也可以來(lái)了解LED，可以生成不同的顏色，綠色和藍(lán)色。這是半導(dǎo)體的熱電子學(xué)的特性。這是現(xiàn)有的狀態(tài)，在現(xiàn)有的狀態(tài)中，最大的ZT是在這個(gè)比值的范圍之內(nèi)。它的最大值能夠達(dá)到1。在這個(gè)研究中使用的主要研究技術(shù)就是使用技術(shù)來(lái)增加熱的導(dǎo)電性。熱的導(dǎo)電性在過(guò)去五年中已經(jīng)做了研究。但是研究的凈值并不是特別大。我們可以使用納米技術(shù)將ZT提升到3到5之間。還可以使用納米線圈的熱電子發(fā)電機(jī)進(jìn)行模擬。同時(shí)我們也能夠了解光子的分布情況。這是我們?cè)谠O(shè)計(jì)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的時(shí)候采用的技術(shù)。除此之外我們還有高溫的燃料電池，可以來(lái)打造我們的APU。