全面電動(dòng)化普及 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)行業(yè)向“新”而生
7月8日,第十三屆國(guó)際汽車(chē)變速器及驅(qū)動(dòng)技術(shù)研討會(huì)(TMC 2021)在滬開(kāi)幕。這是在《節(jié)能與新能源技術(shù)路線圖2.0》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《技術(shù)路線圖2.0》)發(fā)布9個(gè)月、《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021~2035年》印發(fā)8個(gè)月后,驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)領(lǐng)域的首個(gè)行業(yè)性大會(huì)。而在我國(guó)提出碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的背景下,驅(qū)動(dòng)電機(jī)及傳動(dòng)、控制系統(tǒng)作為節(jié)能與新能源汽車(chē)的核心零部件,其發(fā)展方向與市場(chǎng)趨勢(shì)成為了業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。TMC 2021同期召開(kāi)了60場(chǎng)核心技術(shù)演講及2場(chǎng)熱點(diǎn)問(wèn)題高層互動(dòng)論壇,近80家知名動(dòng)力總成、零部件企業(yè)攜最新技術(shù)及產(chǎn)品參與展出,1000多位來(lái)自整車(chē)、變速器及驅(qū)動(dòng)總成、零部件和工程咨詢等領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人士參會(huì)。
汽車(chē)的電動(dòng)化進(jìn)程不斷加快,而全面電動(dòng)化首先是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)化,驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制系統(tǒng)作為各類(lèi)新能源汽車(chē)的核心零部件,是整車(chē)實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。
中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)張旭明在TMC 2021上指出:“得益于我國(guó)良好的電機(jī)工業(yè)基礎(chǔ)和豐富的稀土資源,驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)在全球資源限制條件下具有比較明顯的優(yōu)勢(shì);更有賴于過(guò)去10多年在研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化上的堅(jiān)持,我國(guó)在高集成度三合一/多合一電驅(qū)動(dòng)總成、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)NVH性能提升、高效高速驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)及核心零部件、高效高密度電機(jī)控制器技術(shù)、高速減速器、輪轂電機(jī)等方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。”
電力驅(qū)動(dòng)是汽車(chē)能源和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)變革,引領(lǐng)全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)向新能源汽車(chē)方向轉(zhuǎn)型升級(jí),也成為核心競(jìng)爭(zhēng)能力的標(biāo)志之一。同時(shí),電力驅(qū)動(dòng)還將引發(fā)汽車(chē)電子電氣架構(gòu)和智能控制系統(tǒng)的系統(tǒng)性變革。
張旭明表示,按照《技術(shù)路線圖2.0》的愿景規(guī)劃,到2035年,我國(guó)節(jié)能與新能源汽車(chē)將各占50%,而在節(jié)能汽車(chē)中,混合動(dòng)力汽車(chē)將占100%,其市場(chǎng)前景十分廣闊。我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)全面電動(dòng)化、智能化轉(zhuǎn)型的勢(shì)頭迅猛,正踏上由汽車(chē)大國(guó)向汽車(chē)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的新征程。
國(guó)際汽車(chē)變速器及驅(qū)動(dòng)技術(shù)研討會(huì)“卓越貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”頒獎(jiǎng)活動(dòng)在TMC 2021上舉行,中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)院常務(wù)副理事長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)張進(jìn)華為葛安林頒獎(jiǎng),由吉林大學(xué)汽車(chē)工程學(xué)院院長(zhǎng)、汽車(chē)仿真與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任高振海代為領(lǐng)獎(jiǎng)。據(jù)介紹,葛安林曾任吉林大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、傳動(dòng)中心主任、液力機(jī)械傳動(dòng)研究所所長(zhǎng),全國(guó)汽車(chē)學(xué)會(huì)傳動(dòng)學(xué)組組長(zhǎng)、特聘專(zhuān)家,是我國(guó)自動(dòng)變速器開(kāi)拓者、奠基人。
碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)自提出便成為各行各業(yè)發(fā)展中考慮的首要問(wèn)題之一,政府部門(mén)、行業(yè)協(xié)會(huì)、科研機(jī)構(gòu)都在開(kāi)展碳足跡的識(shí)別,研究實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的路徑,企業(yè)也在積極探索低碳化轉(zhuǎn)型的課題。
“使用低碳技術(shù),特別是電網(wǎng)清潔化和燃料效率提升,是中國(guó)乘用車(chē)生命周期碳減排的關(guān)鍵路徑。”浙江吉利汽車(chē)集團(tuán)高級(jí)副總裁、乘用車(chē)動(dòng)力總成專(zhuān)業(yè)委員會(huì)理事長(zhǎng)王瑞平介紹道,“減少碳排放絕不能僅僅從汽車(chē)的終端使用著手,要從車(chē)輛的全生命周期角度進(jìn)行考量,包括燃料的采集、運(yùn)輸、儲(chǔ)存以及在車(chē)輛上的使用過(guò)程等。燃油車(chē)能源的電氣化轉(zhuǎn)型刻不容緩,我們必須要加快推進(jìn)電氣化和高效化技術(shù),按照既定目標(biāo)持續(xù)優(yōu)化,向混合動(dòng)力轉(zhuǎn)型;同時(shí),還可以深入推動(dòng)清潔合成染料技術(shù)—E-FUELS的開(kāi)發(fā),爭(zhēng)取早日全部采用可再生電力、生物質(zhì)制備低碳以及可再生綠色甲醇等綠色能源。這就是吉利基于對(duì)全生命周期碳排放的思考,從燃料周期和車(chē)輛周期兩個(gè)維度開(kāi)展的‘藍(lán)色吉利’行動(dòng)。”
上海汽車(chē)變速器有限公司HSR/E2平臺(tái)集成高級(jí)技術(shù)經(jīng)理?xiàng)钗臐榻B了當(dāng)下電驅(qū)發(fā)展的趨勢(shì)及核心特性。他表示:“未來(lái)電驅(qū)發(fā)展的趨勢(shì)表現(xiàn)為超高速、大速比、高功率密度、高集成度和多檔化。電驅(qū)系統(tǒng)的一個(gè)核心特性,或者說(shuō)面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)——NVH將是電驅(qū)企業(yè)必須要考慮的重點(diǎn)和難點(diǎn)。我們已在相關(guān)難點(diǎn)方面取得突破,提出提升整個(gè)電驅(qū)系統(tǒng)NVH性能的方案,并有實(shí)例驗(yàn)證。”
采埃孚電驅(qū)動(dòng)技術(shù)事業(yè)部亞太研發(fā)中心總監(jiān)王岳稱(chēng):“傳統(tǒng)動(dòng)力在電動(dòng)汽車(chē)上實(shí)現(xiàn)四驅(qū)的可能性和難度在降低,越來(lái)越多的車(chē)型開(kāi)始采用四驅(qū)配置,為用戶帶來(lái)更好的動(dòng)力性能及更穩(wěn)定的操控性能,但同時(shí)也帶來(lái)一些挑戰(zhàn),主要就是效率問(wèn)題。采埃孚通過(guò)800V高壓技術(shù)應(yīng)用,碳化硅應(yīng)用、脫開(kāi)裝置和其他完整系統(tǒng)的優(yōu)化,為客戶提供了高效的戰(zhàn)略解決方案。”
“當(dāng)前技術(shù)的應(yīng)用,除了單純的節(jié)能減排,還要面向更適宜用戶需求的場(chǎng)景進(jìn)行開(kāi)發(fā)。”重慶長(zhǎng)安汽車(chē)股份有限公司混合動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)師劉寅童認(rèn)為,“過(guò)去及當(dāng)下,行業(yè)在節(jié)能減排方面關(guān)注的重點(diǎn)還是在動(dòng)力系統(tǒng)上,針對(duì)未來(lái)更加嚴(yán)格的油耗法規(guī)、節(jié)能目標(biāo),不僅要關(guān)注動(dòng)力系統(tǒng),對(duì)整車(chē)的關(guān)注也要相應(yīng)加大。針對(duì)混合動(dòng)力的ECMS算法已應(yīng)用于量產(chǎn)產(chǎn)品上,一方面是滿足油耗法規(guī)的要求,另一方面更多地要考慮適應(yīng)更多的用戶場(chǎng)景,實(shí)現(xiàn)效率分配的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)以及更高效的能量管理。”
TMC 2021期間,在以“混合動(dòng)力技術(shù)”、“BEV高速、高電壓及高度集成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)BEV”、“扁線電機(jī)關(guān)鍵技術(shù)及軸向磁通電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)”、“智能執(zhí)行電機(jī)及NVH優(yōu)化”等為題的分論壇上,行業(yè)專(zhuān)家、企業(yè)代表也分享了許多技術(shù)成果和前沿觀點(diǎn)。
麥格納動(dòng)力總成產(chǎn)品工程總監(jiān)馮英連介紹了其在DHT基礎(chǔ)上擴(kuò)展開(kāi)發(fā)的DHTplus發(fā)動(dòng)機(jī)。據(jù)悉,該產(chǎn)品基于功能和性能的需求,采用了一種新的結(jié)構(gòu),做了更多的混動(dòng)化拓展,利用與電機(jī)結(jié)合,可達(dá)到降低油耗的目的。
蘇州吉孚動(dòng)力技術(shù)中國(guó)有限公司測(cè)試工程經(jīng)理王蘊(yùn)智分享了其在混合動(dòng)力控制策略最優(yōu)算法方面的一些研究,一是全局優(yōu)化,一是實(shí)時(shí)優(yōu)化。全局優(yōu)化是動(dòng)態(tài)尋優(yōu)和PMP,實(shí)時(shí)優(yōu)化是整車(chē)企業(yè)常用到的等效油耗最低算法。他表示,吉孚動(dòng)力基于兩種算法做了一些能量測(cè)試,可為車(chē)企和供應(yīng)商的產(chǎn)品改進(jìn)提供實(shí)際有用的建議。
羅蘭貝格執(zhí)行總監(jiān)時(shí)帥做了以“中國(guó)新能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)研究”為主題的演講,從政策、技術(shù)、市場(chǎng)等方面的視角,宏觀分析了全球新能源汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)。他指出,新能源汽車(chē)幾大技術(shù)趨勢(shì)逐漸明朗:48V微混、全混和純電,但也將受到電池和電機(jī)發(fā)展的影響。
華域汽車(chē)電動(dòng)系統(tǒng)有限公司電機(jī)工程科高級(jí)經(jīng)理宋志環(huán)介紹了新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的趨勢(shì)。“高電壓、高轉(zhuǎn)速以及油冷設(shè)計(jì)成為當(dāng)下和未來(lái)一段時(shí)間,新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要努力的關(guān)鍵方向。我們已看到電機(jī)的電壓從400V向800V演進(jìn)。而三大趨勢(shì)的推進(jìn)需要整車(chē)企業(yè)、電驅(qū)動(dòng)企業(yè)、潤(rùn)滑油企業(yè)的通力合作。”在他看來(lái),“在更遠(yuǎn)的未來(lái),新材料的應(yīng)用也將進(jìn)一步推動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的技術(shù)進(jìn)步。”
浙江方正電機(jī)股份有限公司新能源電驅(qū)事業(yè)部總裁牛銘奎表示,電驅(qū)系統(tǒng)的相關(guān)企業(yè)要抓住機(jī)遇,把握自己的核心優(yōu)勢(shì)并且充分發(fā)揮。他指出:“電驅(qū)動(dòng)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈,不乏新進(jìn)入的企業(yè)。對(duì)整車(chē)企業(yè)來(lái)說(shuō),將電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品掌握在自己手里還是選擇零部件供應(yīng)商是個(gè)難題。以我個(gè)人的觀察,第一,從來(lái)沒(méi)有一家獨(dú)立的零部件供應(yīng)商能夠完全‘承擔(dān)’一款車(chē)的所有電驅(qū)動(dòng)零部件;第二,車(chē)企需要綜合考慮核心競(jìng)爭(zhēng)力,隨著智能駕駛技術(shù)的進(jìn)步,軟件也成為重要一部分,如果把三合一電驅(qū)動(dòng)控制交給供應(yīng)商去做,后期與整車(chē)的軟件系統(tǒng)集成、融合可能會(huì)產(chǎn)生一些問(wèn)題,因此他們不愿把所有的零部件交給一家供應(yīng)商負(fù)責(zé)。”
目前,混合動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展仍存在不少挑戰(zhàn),許多車(chē)企和零部件供應(yīng)商正在奮力攻關(guān)。理想汽車(chē)技術(shù)研究中心副總裁劉立國(guó)指出,除了電動(dòng)化,汽車(chē)的智能化進(jìn)程也在加速,如自動(dòng)駕駛和座艙的智能化遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在了動(dòng)力系統(tǒng)前面。從這個(gè)意義上說(shuō),動(dòng)力系統(tǒng)的智能化也將是車(chē)企和零部件供應(yīng)商下一步需要解決的重要課題。
上海捷能汽車(chē)技術(shù)有限公司電驅(qū)業(yè)務(wù)部執(zhí)行總監(jiān)王健表示:“硬件本身是有極限的,配合軟件開(kāi)發(fā)是解決問(wèn)題的重要途徑之一,也是我們正在走的一條道路。”據(jù)介紹,上海捷能致力于將大數(shù)據(jù)、云端和精度地圖應(yīng)用在整個(gè)控制策略上,能更好地了解車(chē)輛的使用工況,幫助用戶提前規(guī)劃路徑,從而更有效地利用汽油和電能之間的平衡關(guān)系,達(dá)到整個(gè)過(guò)程優(yōu)化的效果。“利用軟件可能是目前比較有效的手段之一。當(dāng)然,這一規(guī)劃還需要整車(chē)其他部分共同降低機(jī)械損耗,除動(dòng)力系統(tǒng)外,整車(chē)傳動(dòng)鏈里的輪胎滾動(dòng)、摩擦力、分阻、輪轂等方面的優(yōu)化都在考慮范圍之內(nèi)。”他補(bǔ)充道。
理想汽車(chē)資深專(zhuān)家劉軍君分享了車(chē)輛電子電氣架構(gòu)的動(dòng)態(tài)控制思考與實(shí)踐,他表示:“關(guān)鍵是系統(tǒng)融合,跨域集中的電子電氣架構(gòu)有基礎(chǔ)技術(shù)支撐,也有功能智能化的導(dǎo)向,如何使基礎(chǔ)能力充分發(fā)揮,以支撐功能化、智能化是一個(gè)系統(tǒng)融合的過(guò)程。相似系統(tǒng)可以進(jìn)行融合,如將傳感和感知系統(tǒng)融合、計(jì)算和控制系統(tǒng)融合、驅(qū)動(dòng)和執(zhí)行系統(tǒng)融合,這樣電機(jī)可以不僅僅控制驅(qū)動(dòng),還能夠協(xié)同底盤(pán)做自動(dòng)協(xié)同的控制。”
緯湃科技帶來(lái)了新一代高度集成的電動(dòng)軸驅(qū)系統(tǒng)EMR4。據(jù)介紹,這款第四代電動(dòng)軸驅(qū)系統(tǒng)集高功率密度、緊湊型體型和輕量化多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)于一體,功率范圍覆蓋80~230kW?;贓MR3及前幾代軸驅(qū)系統(tǒng)成功的研發(fā)及工業(yè)化專(zhuān)業(yè)知識(shí),緯湃科技得以實(shí)現(xiàn)新平臺(tái)的高集成化、模塊化、可擴(kuò)展化及標(biāo)準(zhǔn)化。緯湃科技投資(中國(guó))有限公司系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)理王高中表示:“相較于整車(chē)電子電氣架構(gòu),我們更側(cè)重于動(dòng)力總成??刂破鞯陌l(fā)展是一個(gè)演化過(guò)程,從區(qū)域控制器到整車(chē)控制器,隨著域融合集成的逐漸完整,當(dāng)前一個(gè)重要的趨勢(shì)是動(dòng)力底盤(pán)的融合。架構(gòu)的改變必然會(huì)對(duì)硬件提出更高的要求,同時(shí)軟件也要做出調(diào)整,來(lái)適應(yīng)架構(gòu)的變化。”他稱(chēng),“考慮到車(chē)企和零部件供應(yīng)商通用軟件不同,每款軟件之間無(wú)法進(jìn)行統(tǒng)一適用性測(cè)試,所以勢(shì)必要經(jīng)過(guò)一個(gè)多方軟件的集合過(guò)程。如果只有某一方或某一家公司來(lái)做,意義不是很大,希望行業(yè)可以按照共同標(biāo)準(zhǔn)一起開(kāi)發(fā),最后才能非常方便、快捷地把各方軟件集成到一起。”
在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的背景下,汽車(chē)行業(yè)正在積極探索動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)路線的多元化,基于油耗積分及技術(shù)成本測(cè)算各類(lèi)混動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)模,許多企業(yè)早已將全新混動(dòng)系統(tǒng)平臺(tái)技術(shù)規(guī)劃提上議事日程,未來(lái)將會(huì)有更多市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)者進(jìn)入這條“賽道”。