汽車業進入關鍵技術攻堅期
10月26日~28日,為期三天的第23屆中國汽車工程學會年會暨展覽會上,新能源、智能網聯與智能制造以及汽車輕量化等領域的技術創新,又一次成為會議討論的焦點。
目前,全球汽車行業向低碳化、信息化和智能化發展的技術趨勢已經十分明朗。傳統動力總成技術、混動汽車技術、新能源汽車技術實際上都在尋求小型化、輕量化、低阻技術和智能技術等新突破。美國、歐洲、日本等主要經濟體相繼發布了汽車發展戰略,如美國的《新能源汽車戰略規劃藍圖》,歐洲的《歐盟2020年戰略創新計劃》以及日本的《日本汽車戰略2014》。在這樣的背景下,《中國制造2025》也將新能源汽車、車聯網、汽車輕量化等領域確立為制造行業的發展重點。
■新能源電機、電池找到突破
近年來,迫于節能與環保壓力,各種形式的電動汽車及其電池、電機等相關新技術的研究和開發,正在成為全球汽車工業研發的熱點。
對于新能源汽車行業的核心技術而言,動力電池組長久以來存在“木桶效應”,而均衡方式被視為一種有效的解決辦法。但由于沒有考慮電池組工作狀態和電動汽車行駛狀況對均衡操作的影響,目前的耗散型均衡方式較被動且效率低。年會上,桂林電子科技大學工程與自動化學院張向文介紹,他們正在研究的雙層集散式的均衡方案,可以有效解決這一問題。該雙層集散式均衡方案較單純電阻均衡方案,平均速度更快且效率更高。
對于電動車另一項關鍵技術——電機,本屆年會也披露了相關技術創新突破——輪轂電機。相較傳統電動車電機技術而言,基于輪轂電機的四輪獨立驅動汽車的發展前景廣闊。重慶大學汽車工程院、機械傳動國家重點實驗室工程師李哲表示,目前這種高密度集成式輪轂電機技術不同于常規單極勵磁開關阻電機,常規電機在轉換期間存在磁通極性反轉,磁通轉換區間 MFR 的不平衡導致各區間鐵芯損耗,會造成能量不平衡。李哲介紹:“輪轂電機引入相電流平衡策略后,可以使得各低頻轉矩脈動以消除。這就能大幅緩解電機輸出轉矩的脈動,從而優化四輪獨立驅動電動汽車的垂向和縱向行駛性能。”
■車聯網智能體系進一步構建
除了新能源汽車的核心技術,智能網聯汽車領域的技術創新也是本次年會的重點。自從智能網聯汽車被我國列入《中國制造2015》重點發展項目之后,基于蜂窩網絡的LTE-V2X技術正在快速發展,物聯網時代的5G技術也正逐步進入人們視野。
自動駕駛作為車聯網中重要的一環,將由當前的系統輔助手動駕駛、2016年的半自動駕駛、2020年的高度自動駕駛發展到2025年的全自動無人駕駛。汽車作為整個物聯網中的一部分,更需要基于群體智能技術實時分析車輛狀態。
國家千人計劃專家、沃爾沃汽車研發總監顧劍民認為,自動駕駛是主動安全技術的自然延伸,通過自動駕駛,車輛與人、車、路溝通,可以幫助汽車從技術上實現零碰撞,也就是沃爾沃汽車的2020愿景。他介紹沃爾沃目前的Drive Me自動駕駛車輛,作為全球獨一無二的技術,其主要功能機理是通過功能各異的傳感器,與毫米波雷達、激光雷達、超聲波雷達和云端以及高精度地圖相連,進行感知、判斷、決策,然后執行干預。
奇瑞前沿技術研究院方嘯認為,通過傳感器和V2X進行深度學習、數據挖掘和機器學習等人工智能的大數據融合,同時以環境感知為前提,聯動油門制動等執行方式,可以為車輛提供后期的決策控制和集成測試相應數據。而目前,奇瑞前沿技術研究院正試圖讓互聯網企業、高校、主機廠和供應商之間的合作更緊密,真正實現沒有“圍墻”的智能汽車和智能制造研究工作。
■節能與輕量化技術潛力大
在新能源汽車技術與智能網聯汽車技術兩大新興領域之外,如中國工程院院士、吉林大學汽車學院榮譽院長郭孔輝所說,我國還需要在傳統汽車核心技術如替代燃料及其他動力技術,懸架、轉向、制動等底盤技術,車身功能與輕量化上充分挖掘低碳化潛力。
在動力總成技術方面,與會專家表示,我國清潔燃燒發動機的先進點火技術、國六 排放控制后處理技術、節能型潤滑油應用等均有較大提升空間。同時燃料質量的提高也會提升內燃機燃燒效率,甚至出現新的燃燒方式。中國工程院院士、一汽集團副總工程師兼技術中心主任李駿還基于未來汽車的碳排放控制需求,對動力總成的熱效率、風阻系數等參數做了分析。
值得一提的是,隨著汽車空氣動力學對汽車減阻節能的支撐作用愈加明顯,本屆年會還專門開設了專題分會討論汽車空氣動力學數值仿真技術方法及其最新發展趨勢。長安、一汽和泛亞汽車技術中心分享了其在此領域的相關經驗,如汽車風振噪聲機理和降低方法、整車外氣動噪聲預測方法等。
對于輕量化利好汽車節能減排,行業和車企早有共識。不過受制于輕量化技術水平低和關鍵零部件設計能力不足,且自主車企對成本接受度較低,我國汽車輕量化技術的推廣應用并不成熟。對此,中國工程院院士、同濟大學校長鐘志華強調:“輕量化技術一定要從新材料、新結構、新工藝和新裝備全方位考慮才能達到減重效果,且不影響汽車的安全和性能。”
鐘志華介紹,他主持參與的兩個汽車輕量化項目使整車減重達1/3以上,已實現產業化應用。“開發中還是要注重材料與工藝、結構等的匹配,如在焊接方式上,滿焊較點焊更能將材料強度發揮到極致”。對于作為汽車輕量化重要材料的碳纖維,鐘志華也指出,隨著碳纖維技術的發展,碳纖維的成本在快速下降,未來在汽車業大批量應用有廣闊空間。


























