中國(guó)汽車報(bào) 2017-01-04 08:13:30
2016年是傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵一年,互聯(lián)網(wǎng)、半導(dǎo)體、軟件算法等企業(yè)與汽車企業(yè)的深度融合,促使汽車及汽車零部件技術(shù)有了新變化、新趨勢(shì)。那么,這些汽車零部件新技術(shù)未來會(huì)有怎樣的發(fā)展,又將帶領(lǐng)汽車走向何方。
編前:技術(shù)是汽車發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。2016年是傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵一年,互聯(lián)網(wǎng)、半導(dǎo)體、軟件算法等企業(yè)與汽車企業(yè)的深度融合,促使汽車及汽車零部件技術(shù)有了新變化、新趨勢(shì)。那么,這些汽車零部件新技術(shù)未來會(huì)有怎樣的發(fā)展,又將帶領(lǐng)汽車走向何方。
1.發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力提升打出“組合拳”:兩級(jí)增壓技術(shù)
近幾年,小排量發(fā)動(dòng)機(jī)受到廣大汽車企業(yè)推崇,渦輪增壓技術(shù)為小排量發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力提升、燃油經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化做出突出貢獻(xiàn),漸成一種技術(shù)潮流。伴隨環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、排放法規(guī)的不斷加嚴(yán)以及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的不斷提升,多種增壓技術(shù)組合來提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能的技術(shù)方案成為未來發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)趨勢(shì)之一。
目前,兩級(jí)增壓已成為增壓技術(shù)領(lǐng)域的討論熱點(diǎn)之一,包括兩級(jí)渦輪增壓(由一大一小兩個(gè)廢氣渦輪增壓器構(gòu)成)、機(jī)械增壓+渦輪增壓等型式,能夠大幅度提升發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率和低速扭矩,解決發(fā)動(dòng)機(jī)低速啟動(dòng)動(dòng)力不足的問題,對(duì)于提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能有著極大幫助。
據(jù)了解,國(guó)外整車和相關(guān)零部件企業(yè)紛紛采用和研究?jī)杉?jí)增壓技術(shù),技術(shù)成熟度較高。大眾率先將采用渦輪增壓和機(jī)械增壓兩種不同型式的雙增壓系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用在量產(chǎn)車型上;英菲尼迪研發(fā)的全新3.0L V6雙渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)“VR30”正式投產(chǎn);博格華納不斷推進(jìn)兩級(jí)渦輪增壓技術(shù)(R2S)提升;霍尼韋爾推出采用兩個(gè)不同尺寸VNT渦輪增壓器的最新兩級(jí)增壓系統(tǒng)。但國(guó)內(nèi)水平較高的增壓器企業(yè)不多,湖南天雁2015年投資415萬元進(jìn)行兩級(jí)渦輪增壓器項(xiàng)目研究,目前1個(gè)項(xiàng)目通過客戶性能試驗(yàn)。總的來看,國(guó)內(nèi)企業(yè)在兩級(jí)增壓技術(shù)上水平不高,面臨很大挑戰(zhàn)。
2.直噴發(fā)動(dòng)機(jī)排放升級(jí)“新捕手”:汽油機(jī)顆粒捕集器(GPF)
缸內(nèi)直噴汽油機(jī)(GDI)因較好的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn),在乘用車上得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。但由于GDI汽油機(jī)的燃油直接噴入氣缸,導(dǎo)致油氣混合不均勻和燃油濕壁使顆粒物排放質(zhì)量和數(shù)量顯著增加。
越來越嚴(yán)苛的法規(guī)要求直噴汽油機(jī)在更寬范圍的工況都保持穩(wěn)定而且較低的PM排放。歐Ⅵ排放法規(guī)對(duì)顆粒物排放質(zhì)量限制更加嚴(yán)格,PM限值降為4.5mg/km。近日發(fā)布的《輕型車污染物排放限值及測(cè)量方法(中國(guó)第六階段)》也加嚴(yán)了PM限值要求,第一階段為4.5mg/km,第二階段將為3mg/km 。盡管GDI發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)不斷進(jìn)步,單純靠機(jī)內(nèi)凈化難以滿足排放法規(guī)的升級(jí)需求,因此,汽油機(jī)顆粒捕集器(GPF)被認(rèn)為是應(yīng)對(duì)GDI汽油機(jī)顆粒物排放限值最有效、最可靠的潛在技術(shù)。
目前,最新發(fā)布的《外商投資產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄》(修訂稿)中將“柴油顆粒捕集器”改為“顆粒捕集器”,意在除柴油顆粒捕捉器也鼓勵(lì)外商投資GPF。國(guó)外零部件企業(yè)如佛吉亞、巴斯夫等都在研究GPF技術(shù)且已在市場(chǎng)上應(yīng)用,大眾集團(tuán)宣布將于2017年6月逐步在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上全面普及GPF。其實(shí),很多企業(yè)制定了GPF策略,但并未正式公布全線布局,國(guó)內(nèi)也有企業(yè)走GPF路線,威孚、貴研等企業(yè)也擁有該技術(shù),與國(guó)外技術(shù)相比差距較大。隨著排放法規(guī)的逐步推進(jìn),未來GPF有望成為標(biāo)配。
3.新能源汽車驅(qū)動(dòng)技術(shù)的未來:輪轂電機(jī)技術(shù)
新能源汽車與傳統(tǒng)汽車在驅(qū)動(dòng)方式上有著不小的區(qū)別,主要靠電機(jī)驅(qū)動(dòng),包括永磁同步電機(jī)、輪邊電機(jī)、輪轂電機(jī)等,其中輪轂電機(jī)技術(shù)被認(rèn)為是新能源驅(qū)動(dòng)技術(shù)的未來,擁有廣闊的發(fā)展前景。
輪轂電機(jī)技術(shù)最大的特點(diǎn)是將動(dòng)力、傳動(dòng)和制動(dòng)裝置整合到車輪內(nèi),大大簡(jiǎn)化了電動(dòng)車輛的機(jī)械部分。從全球范圍看,日系、美系、德系、法系等車企均有涉及,國(guó)內(nèi)車企則是在近幾年開始嘗試輪轂電機(jī)技術(shù),但都停留在測(cè)試階段。
近年來,國(guó)外輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是以輪胎生產(chǎn)商或汽車零部件生產(chǎn)商為代表的研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的集成化電動(dòng)系統(tǒng);二是整車生產(chǎn)商與輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)生產(chǎn)商聯(lián)合開發(fā)的電動(dòng)汽車。
國(guó)內(nèi)零部件企業(yè)看好輪轂電機(jī)技術(shù)的發(fā)展,亞太股份參股歐洲輪轂電機(jī)技術(shù)公司ELAPHE并在國(guó)內(nèi)建立合資公司,預(yù)計(jì)2017年實(shí)現(xiàn)小批量配套,2018年批量生產(chǎn);天津天海同步器集團(tuán)收購(gòu)荷蘭e-Traction公司100%股權(quán),并在湖北荊門建立湖北泰特機(jī)電有限公司,計(jì)劃2017年投產(chǎn)輪轂電機(jī)。
伴隨新能源汽車持續(xù)發(fā)展和企業(yè)的持續(xù)推動(dòng),輪轂電機(jī)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化時(shí)代將很快到來。
4.排放升級(jí)的“高性價(jià)比”方案:48V弱混系統(tǒng)
弱混系統(tǒng)是一種低成本而有效的汽車節(jié)能技術(shù)方案。目前車輛普遍使用的是12V動(dòng)力系統(tǒng),此系統(tǒng)可以通過啟停功能和制動(dòng)能量回收實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,但是功率制約了它的節(jié)能效果。48V系統(tǒng)可以說是12V系統(tǒng)的加強(qiáng)版,能為整車上越來越多的電氣系統(tǒng)提供支持,更有效地發(fā)揮啟停功能,從而減少燃油消耗。
因此,在燃油消耗和排放標(biāo)準(zhǔn)愈加嚴(yán)格的當(dāng)下,用48V系統(tǒng)替代目前汽車中采用的12V系統(tǒng)是大勢(shì)所趨。同時(shí),從目前各大主流整車廠與零部件廠商公布的規(guī)劃來看,2017年將迎來48V弱混系統(tǒng)量產(chǎn)的小高潮。
2016年,江淮發(fā)布的全新瑞風(fēng)M4 搭載了48V弱混系統(tǒng),法雷奧的e4Boost 48V動(dòng)力系統(tǒng)將于2017年年初量產(chǎn)并在中國(guó)落地,博世推出了第二代48V輕混系統(tǒng),并表示正在研發(fā)的48V輕混系統(tǒng)將于2017年投入量產(chǎn)。
此外,在48V的關(guān)鍵技術(shù)上,各零部件企業(yè)也紛紛搶灘布局。舍弗勒48V啟停系統(tǒng)項(xiàng)目已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),目前其48V產(chǎn)品還有48V電動(dòng)渦輪增壓器、48V電驅(qū)動(dòng)橋。法雷奧的48V iBSG起發(fā)電一體機(jī)、48V電子增壓器產(chǎn)品作為其48V系統(tǒng)中的核心部件,也備受整車廠關(guān)注。
5.更精準(zhǔn)的智能駕駛之“眼”:77GHz雷達(dá)
在智能駕駛和無人駕駛發(fā)展浪潮下,多種傳感器融合應(yīng)用是未來必然趨勢(shì),毫米波雷達(dá)具有探測(cè)性能穩(wěn)定、不易受對(duì)象表面形狀和顏色影響、環(huán)境適應(yīng)性好等特點(diǎn),因此將成為未來的主力傳感器。
研究機(jī)構(gòu)Plunkeet Research 預(yù)測(cè),到2020 年全球汽車毫米波雷達(dá)將近7000 萬個(gè),2015~2020 年的年均復(fù)合增速約為24%。汽車毫米波雷達(dá)的主要頻段為24GHz和77GHz,而77GHz目前更多地被認(rèn)為是未來的主流方向,但77GHz雷達(dá)開發(fā)難度高,目前只有大陸、博世、天合、海拉、德爾福等國(guó)外零部件巨頭掌握。
國(guó)內(nèi)企業(yè)在毫米波雷達(dá)上與國(guó)外差距較大,但華域汽車、廈門意行、四創(chuàng)電子、國(guó)??萍肌⒓{雷科技、北京行易道等企業(yè)均有所突破,北京行易道公司生產(chǎn)的77GHz遠(yuǎn)程防撞雷達(dá)已經(jīng)裝配在自主品牌無人車上,沈陽承泰科技有限公司在研發(fā)77GHz汽車毫米波雷達(dá)上也取得突破。近日,工信部委托車載信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用聯(lián)盟開展77~81GHz毫米波雷達(dá)無線電頻率技術(shù)研究試驗(yàn)工作。
當(dāng)前,24GHz毫米波雷達(dá)仍是主流,未來三年是77GHz毫米波雷達(dá)全面替代24GHz毫米波雷達(dá)的時(shí)期。2016年是毫米波雷達(dá)的關(guān)鍵年,各企業(yè)紛紛對(duì)毫米波雷達(dá)資源進(jìn)行戰(zhàn)略布局,2017年將成為汽車毫米波雷達(dá)行業(yè)的收獲期。
6.攝像頭讓汽車變得更敏感:雙目攝像頭
車載攝像頭是高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的主要視覺傳感器,將圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)感知車輛周邊的路況情況,幫助實(shí)現(xiàn)前向碰撞預(yù)警、車道偏移預(yù)警和行人檢測(cè)等ADAS功能。
車載攝像頭分為單目攝像頭、雙目攝像頭、后視攝像頭、立體攝像頭和環(huán)視攝像頭,市場(chǎng)上主要以單目攝像頭為主。目前,車載攝像頭基本在中高端車型上成為標(biāo)配,主要應(yīng)用于倒車影像系統(tǒng)中,車載攝像頭逐漸替代后視鏡也是一種發(fā)展趨勢(shì)。
當(dāng)前,汽車零部件巨頭日立、博世、法雷奧、大陸、麥格納、采埃孚天合等是車載攝像頭的主要生產(chǎn)企業(yè),同時(shí)這些企業(yè)還在繼續(xù)加大研發(fā)投入,注重芯片和算法的提升,Mobileye是全球領(lǐng)先的視覺處理系統(tǒng)供應(yīng)商,占全球視覺處理90%以上的市場(chǎng)份額。國(guó)內(nèi)攝像頭算法公司主要有Minieye、深圳前向啟創(chuàng)、Maxieye、南京創(chuàng)來科技、縱目科技等,可實(shí)現(xiàn)預(yù)警和泊車功能,目前只有深圳前向啟創(chuàng)和縱目科技進(jìn)入前裝市場(chǎng)。
具體而言,雙目攝像頭利用與人眼相似的原理,主要通過兩幅圖像的視差計(jì)算來確定距離,更為精準(zhǔn)。中科慧眼的雙目攝像頭產(chǎn)品已完成樣機(jī),正在進(jìn)行大規(guī)模路測(cè)。如果解決成本和小型化的問題,未來雙目攝像頭將有廣闊的發(fā)展前景。
7.為安全保駕護(hù)航的主動(dòng)性手段:自動(dòng)緊急制動(dòng)技術(shù)(AEB)
AEB是一種汽車主動(dòng)安全技術(shù)。在駕駛員沒有及時(shí)踩制動(dòng)踏板的情況下,AEB系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng),使汽車自動(dòng)制動(dòng),從而為安全出行保駕護(hù)航。
目前,全球主流的整車廠基本都有自己的預(yù)碰撞安全系統(tǒng),雖然名稱略有不同,但實(shí)現(xiàn)效果基本類似。大部分國(guó)際零部件廠商,如博世、TRW、德爾福、威伯科等也有相對(duì)比較成熟的AEB技術(shù)。當(dāng)然,國(guó)內(nèi)制動(dòng)技術(shù)企業(yè)也開始加緊開發(fā)AEB及相關(guān)產(chǎn)品,比如萬向集團(tuán)聯(lián)合MINIEYE公司聯(lián)合發(fā)布了最新的AEB樣件,預(yù)計(jì)2017年量產(chǎn)。
2016年10月,包括大眾、奧迪、寶馬、福特、通用等品牌在內(nèi)的十大汽車品牌簽署協(xié)議,計(jì)劃未來在美國(guó)出售的所有新車上,都將安裝AEB系統(tǒng)。相比于國(guó)際上AEB普及情況,國(guó)內(nèi)AEB的普及進(jìn)程相對(duì)較慢。但從發(fā)展情況來看,自動(dòng)緊急制動(dòng)技術(shù)已逐步成熟并投放市場(chǎng),AEB安裝率預(yù)計(jì)在明年有較大提升。
據(jù)悉,中國(guó)關(guān)于AEB的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成立項(xiàng)和標(biāo)準(zhǔn)起草工作,預(yù)計(jì)2017年發(fā)布,新政策的推出必將會(huì)推動(dòng)我國(guó)AEB市場(chǎng)進(jìn)入高增長(zhǎng)。
8.幫你看到眼前看不到的內(nèi)容:增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)感技術(shù)(AR)
汽車“黑科技”改變汽車生態(tài),增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)感技術(shù)(AR)可算做其中之一。AR技術(shù)是在在現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上,通過計(jì)算機(jī)處理能力,將虛擬數(shù)據(jù)疊加在現(xiàn)實(shí)環(huán)境當(dāng)中,再利用同一個(gè)畫面進(jìn)行顯示而帶來的一種交互模式。
AR技術(shù)正在汽車上“一步步落地”。目前,主要汽車應(yīng)用產(chǎn)品包括汽車抬頭顯示系統(tǒng)(HUD),如捷豹路虎的HUD技術(shù),可在汽車前擋風(fēng)玻璃上顯示地圖、虛擬行車路線等內(nèi)容;汽車專用AR眼鏡,如寶馬聯(lián)合高通推出的AR 眼鏡,駕駛員在開車時(shí)能看到導(dǎo)航數(shù)據(jù)、行駛速度、限速提示、岔口信息等。
就技術(shù)掌握來看,簡(jiǎn)單的AR技術(shù)應(yīng)用如HUD,國(guó)內(nèi)外汽車電子相關(guān)的零部件企業(yè)均已掌握,并有成熟的產(chǎn)品應(yīng)用;更進(jìn)一步的AR技術(shù),主要掌握在互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)軟件企業(yè)手中,當(dāng)然國(guó)內(nèi)外整車企業(yè)也正在跟這些企業(yè)合作,探索AR技術(shù)與汽車的深度融合。
無人駕駛汽車的發(fā)展需要AR技術(shù)來幫助實(shí)現(xiàn)更好的汽車體驗(yàn),解放人的雙手和雙眼,一旦解決技術(shù)應(yīng)用痛點(diǎn),汽車AR技術(shù)將很快迎來爆發(fā)期。
9.更具“人性”的汽車:人機(jī)交互技術(shù)
人機(jī)交互系統(tǒng)是信息化技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物,該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了人與車之間的對(duì)話功能。未來的自動(dòng)駕駛汽車不是冷冰冰的機(jī)器,而被賦予人性的伙伴。
汽車交互設(shè)計(jì)決定了智能汽車發(fā)展的水平,在現(xiàn)階段智能汽車發(fā)展如火如荼的大背景下,各汽車企業(yè)、零部件公司、研究機(jī)構(gòu)等都給予人機(jī)交互足夠的重視,法雷奧、德爾福等國(guó)際零部件巨頭有深入的研究,國(guó)內(nèi)汽車電子企業(yè)如航盛、華陽等對(duì)此有一定的技術(shù)積累。目前,常見的人機(jī)交互系統(tǒng)有寶馬的iDrive、奔馳的COMAND、奧迪的MMI、沃爾沃的Sensus以及豐田的Remote Touch。
雖然人機(jī)交互技術(shù)仍有不足,但隨著技術(shù)的成熟,已經(jīng)從高端車型逐漸普及到國(guó)產(chǎn)的中級(jí)合資品牌車型上,如長(zhǎng)安福特蒙迪歐致勝的HMI系統(tǒng)、廣汽豐田凱美瑞的G-BOOK系統(tǒng);國(guó)產(chǎn)自主品牌的代表是上汽榮威350,其inkaNet 3G智能網(wǎng)絡(luò)行車系統(tǒng)功能更加豐富。
人機(jī)交互技術(shù)讓汽車更加具有“人性”,最看重的自然是用戶體驗(yàn)。這是人機(jī)交互技術(shù)的落腳點(diǎn),未來,體感交互、眼動(dòng)交互、生物識(shí)別、語音交互等都可能會(huì)是交互設(shè)計(jì)的趨勢(shì)。
10.變廢為寶的汽車能量循環(huán):制動(dòng)能量回收技術(shù)
制動(dòng)能量回收是電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力汽車的重要技術(shù)之一,目前受到廣泛關(guān)注。在電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力汽車上,車輛在減速和制動(dòng)時(shí)浪費(fèi)的運(yùn)動(dòng)能量可通過制動(dòng)能量回收技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿?chǔ)存于蓄電池中,并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)能量。因此,制動(dòng)能量回收技術(shù)是提高能源利用效率、體現(xiàn)電動(dòng)汽車技術(shù)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)的重要技術(shù)。
目前,電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車基本都配裝制動(dòng)能量系統(tǒng)。博世、大陸、法雷奧、威伯科等國(guó)際零部件企業(yè)均已掌握制動(dòng)能量回收技術(shù),很多國(guó)內(nèi)汽車零部件企業(yè)也正在研發(fā)制動(dòng)能量回收系統(tǒng),并取得了一定成績(jī)。
亞太股份和武漢元豐汽車電控系統(tǒng)有限公司是國(guó)內(nèi)較早開發(fā)制動(dòng)能量回收技術(shù)的企業(yè)。亞太股份在ABS基礎(chǔ)上開發(fā)了新能源汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng),其能量回收式電動(dòng)汽車制動(dòng)系統(tǒng)正在北汽、奇瑞、福田、上汽等多種新能源車型上配裝試驗(yàn);武漢元豐與國(guó)內(nèi)汽車企業(yè)等合作開發(fā)了基于制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的液壓ABS,能夠應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車。
此外,奇瑞首款插電混合動(dòng)力汽車艾瑞澤7 PHEV和長(zhǎng)安純電動(dòng)車型歐諾EV都安裝了制動(dòng)能量回收系統(tǒng)。未來,隨著電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的發(fā)展,制動(dòng)能量回收技術(shù)將被廣泛采用。
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