技高勝一籌2021汽車行業(yè)十大年度創(chuàng)新技術(shù)

文 / 編輯部

汽車新技術(shù)和新變革加速落地。技術(shù)創(chuàng)新正成為驅(qū)動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新引擎。

2021年，伴隨著電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)在汽車領(lǐng)域的深入發(fā)展，中國汽車產(chǎn)業(yè)在技術(shù)層面正革故鼎新。汽車新技術(shù)的廣泛應(yīng)用讓中國汽車產(chǎn)業(yè)在全球電動(dòng)化與智能化變革浪潮中獨(dú)樹一幟，加速推進(jìn)“中國制造”向“中國創(chuàng)造”深度轉(zhuǎn)變。為此，《汽車縱橫》梳理出汽車行業(yè)十大年度創(chuàng)新技術(shù)，以饗讀者。

永磁同步VS交流異步：永磁+1分

技術(shù)名：超高性能永磁同步電驅(qū)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

超高性能永磁同步電驅(qū)系統(tǒng)如今在關(guān)鍵技術(shù)方面取得新進(jìn)展。在中電壓（410V）條件下，可以使永磁同步電驅(qū)性能突破極限，并以此攻克在超高性能下的高效率、超靜音等過往難以實(shí)現(xiàn)的系列技術(shù)國際難題。中國第一汽車集團(tuán)在研究該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，還附帶300kW超高性能、極限工況強(qiáng)動(dòng)力、大數(shù)據(jù)在線監(jiān)控等眾多技術(shù)創(chuàng)新，使得綜合性能達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

縱橫快評：節(jié)能對新能源汽車行業(yè)的意義同樣重大。同等車況下，通常永磁同步電機(jī)比異步電機(jī)節(jié)能20%以上，相對應(yīng)可使得續(xù)航里程適當(dāng)增加。當(dāng)前市面上超過300kW的乘用車電驅(qū)系統(tǒng)仍多采用交流異步電機(jī)技術(shù)，盡管這一技術(shù)的確具備不易退磁的可靠性優(yōu)點(diǎn)，但不可否認(rèn)仍存在高速功率下降快、效率低、重量大等弊病。永磁同步技術(shù)的新突破，將加大新能源汽車中的同步電機(jī)應(yīng)用占比，讓汽車行業(yè)的節(jié)能變革更進(jìn)一步。

2 行駛階段碳減排，電動(dòng)汽車熱源優(yōu)化

技術(shù)名：優(yōu)化熱源的電動(dòng)汽車熱泵技術(shù)

這種將低位熱源的熱能轉(zhuǎn)移到高位熱源的空調(diào)裝置，通過使用業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的八向控制閥與空調(diào)系統(tǒng)控制軟件相結(jié)合，有效提升了制熱效率，降低能耗和成本，進(jìn)而提升了車輛冬季的充電與續(xù)航能力，保障了行駛的舒適性和安全性。目前這種優(yōu)化熱源的熱泵系統(tǒng)已在中國制造的特斯拉 Model 3和Model Y車型上搭載。

縱橫快評：提升熱循環(huán)效率，不僅僅是熱泵與整車更高集成度的工藝提升，對降低交通領(lǐng)域碳排放同樣至關(guān)重要。據(jù)聯(lián)合國組織統(tǒng)計(jì)，交通領(lǐng)域碳排放已達(dá)全球碳排放總量的14%。此項(xiàng)優(yōu)化熱源的電動(dòng)汽車熱泵技術(shù)可以有效降低汽車行駛階段的碳排放能力，并高度契合中國“雙碳”目標(biāo)以及聯(lián)合國應(yīng)對全球氣候變化的號(hào)召。

3 “集成架構(gòu)”促使電動(dòng)乘用車性能大進(jìn)

技術(shù)名：高性能純電動(dòng)乘用車高壓深度集成架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)

此項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電池系統(tǒng)、功率模塊和充電技術(shù)三方面“攜手并進(jìn)”的可行舉措。可以實(shí)現(xiàn)整車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性和充電便利性的協(xié)同提升。

縱橫快評：新能源汽車正在成為世界各國解決能源問題和環(huán)保問題的共同舉措。而在全產(chǎn)業(yè)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型浪潮中，目前客觀存在的續(xù)航能力問題、補(bǔ)能焦慮和安全性問題已成為新能源汽車推廣的障礙。比亞迪的這項(xiàng)新技術(shù)對解決當(dāng)前電動(dòng)汽車安全、續(xù)航、充電和動(dòng)力等性能協(xié)同提升難題提供了一種全新“集成方案”。

4 可終結(jié)高鎳電池?zé)崾Э氐摹叭髦巍?/h2>

技術(shù)名：多功能復(fù)合集流體技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)在材料和結(jié)構(gòu)上顛覆了傳統(tǒng)集流體，全新構(gòu)建了“金屬導(dǎo)電層—高分子支撐層—金屬導(dǎo)電層”三明治結(jié)構(gòu)復(fù)合集流體，通過金屬層與高分子層機(jī)械-電-熱性能的多重耦合關(guān)系，突破了傳統(tǒng)集流體功能局限。同時(shí)，在使用過程中不易斷裂，有利于降低微短路風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而提升電池安全性能。目前該項(xiàng)技術(shù)已在業(yè)內(nèi)率先解決高鎳三元電池內(nèi)短路難題，并通過萊茵TüV認(rèn)證。多功能復(fù)合集流體技術(shù)是寧德時(shí)代研發(fā)的一項(xiàng)新型創(chuàng)新技術(shù)。

縱橫快評：頻繁的電動(dòng)車安全事故，正在對“高歌猛進(jìn)”的新能源汽車行業(yè)敲響警鐘。隨著電池能量密度不斷提高，高能級電池安全問題已成為影響新能源汽車發(fā)展的頭頂“利劍”。寧德時(shí)代的這項(xiàng)在電池輔材設(shè)計(jì)方面的創(chuàng)新升級，不僅客觀層面上終結(jié)了高鎳三元體系動(dòng)力電池短路易引發(fā)熱失控的行業(yè)痛點(diǎn)，對打消公眾對新能源汽車的安全、續(xù)航和壽命顧慮，加快新能源汽車的有效普及，同樣意義長遠(yuǎn)。

5 “無鈷化”成動(dòng)力電池必由之路

技術(shù)名：動(dòng)力電池正極材料無鈷突破性技術(shù)

動(dòng)力電池?zé)o鈷化是當(dāng)前各大電池廠家的發(fā)展重點(diǎn)。蜂巢能源通過著力陽離子摻雜技術(shù)、單晶技術(shù)、納米網(wǎng)絡(luò)化包覆等前沿發(fā)展，顯著改善無鈷層狀材料的鎳鋰離子混排問題以及循環(huán)壽命的問題，使無鈷材料終于跨過這些關(guān)鍵障礙，走到規(guī)模化應(yīng)用的階段。與此同時(shí)，蜂巢能源基此研發(fā)的無鈷電池產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上車。

縱橫快評：物以稀為貴，地殼中鈷的平均豐度僅為0.0025%，不但分布分散，供應(yīng)還不穩(wěn)定。從行業(yè)層面來說，無鈷電池不僅可以降低貴金屬鈷元素的使用，降低材料和電池的成本，同時(shí)還可以提升電池能量密度。對于終端消費(fèi)者來說，在保證電池性能的同時(shí)，還能降低購買的成本。

6 燃料電池向大功率“突進(jìn)”

技術(shù)名：大功率金屬極板燃料電池電堆技術(shù)

金屬極板電堆具有功率密度高、冷啟動(dòng)性能好和抗振性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，是未來車用燃料電池的主流方向，同時(shí)金屬極板采用沖壓、焊接和涂裝等高效工藝，易于實(shí)現(xiàn)大批量、低成本制造。燃料電池電堆由數(shù)百片雙極板、膜電極、密封元件等關(guān)鍵部件層疊裝配而成，電堆設(shè)計(jì)、部件匹配、電堆可靠性等方面面臨技術(shù)挑戰(zhàn)，上海氫晨掌握了高功率、重負(fù)載、車規(guī)級燃料電池的完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，國內(nèi)首家實(shí)現(xiàn)了單電堆150kW，單系統(tǒng)130kW以上的持續(xù)高功率輸出，已廣泛應(yīng)用于半掛車、自卸車和城市客車等多種類型多款重型商用公告車型，產(chǎn)品在電池性能、可靠性與成本方面具有顯著優(yōu)勢。

縱橫快評：大功率金屬極板燃料電池電堆技術(shù)的研發(fā)與制造，實(shí)現(xiàn)了高可靠性及良好環(huán)境適應(yīng)性，并保證產(chǎn)品的高質(zhì)量快速批量制造，適合中長途、中重型商用車等長途重載領(lǐng)域的多場景應(yīng)用，助力燃料電池重卡推廣和燃料電池示范城市建設(shè)。

7 5G通信促使車聯(lián)網(wǎng)有望“登高”

技術(shù)名：5G-V2X通信技術(shù)

5G-V2X是指5G通信的V2X標(biāo)準(zhǔn)，也被稱作NR-V2X。由于前代4G-LTE技術(shù)設(shè)計(jì)之初并未充分考慮到車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的快速進(jìn)步，所以隨之智能汽車發(fā)展而來的5G-V2X便考慮到了多種智能網(wǎng)聯(lián)方面的需求。如今，5G-V2X擁有網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算和功能虛擬化三大技術(shù)亮點(diǎn)以及增強(qiáng)型移動(dòng)帶寬、超高可靠性和低時(shí)延通信、大規(guī)模機(jī)器類通信三大應(yīng)用場景，可滿足車路協(xié)同應(yīng)用的多種網(wǎng)絡(luò)通信需求。

縱橫快評：整個(gè)車聯(lián)網(wǎng)市場正在迎來轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵期。在國家大力推廣5G、C-V2X等技術(shù)的大背景下，越來越多汽車廠商將5G-V2X技術(shù)融入到智能網(wǎng)聯(lián)汽車當(dāng)中，汽車正在從傳統(tǒng)交通工具演變成為人們的第三個(gè)生活空間，體驗(yàn)、交互、科技屬性逐步增強(qiáng)。而人-車-路之間的高效協(xié)同，將加速實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛規(guī)模商業(yè)化落地，其產(chǎn)業(yè)鏈潛力巨大，有望成為新一輪科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)競爭的制高點(diǎn)。

8 SOA架構(gòu)助力汽車實(shí)現(xiàn)“千人千面”

技術(shù)名：SOA架構(gòu)

在汽車行業(yè)，因汽車智能化與網(wǎng)聯(lián)化需求，車載系統(tǒng)SOA軟件架構(gòu)技術(shù)正受到國內(nèi)外整車企業(yè)關(guān)注。SOA架構(gòu)是一個(gè)組件化模型，可以將應(yīng)用程序的不同功能單元（服務(wù)）通過這些服務(wù)間良好的接口和契約聯(lián)系起來。其具有基于標(biāo)準(zhǔn)、松散耦合、共享服務(wù)和粗顆粒度等優(yōu)勢，表現(xiàn)出易于集成現(xiàn)有系統(tǒng)、具有標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu)、提升開發(fā)效率等特征，更加符合智能網(wǎng)聯(lián)化時(shí)代車系統(tǒng)對軟件架構(gòu)的要求。

縱橫快評：“軟件定義汽車”概念正在汽車產(chǎn)業(yè)界廣為流傳，并已逐步成為產(chǎn)業(yè)界對于智能汽車演進(jìn)方向的共識(shí)。而在SOA架構(gòu)基礎(chǔ)上，汽車可在不增加或更換硬件的條件下通過不同的軟件配置為駕駛員提供不同的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)“千人千面”。這在個(gè)性化趨勢愈發(fā)強(qiáng)烈的今日，不難理解眾多車企為何紛紛加碼車載軟件領(lǐng)域布局。

9 車載架構(gòu)以太網(wǎng)“網(wǎng)速”超快

技術(shù)名：車載架構(gòu)以太網(wǎng)

車載以太網(wǎng)是一種用以太網(wǎng)連接車內(nèi)電子單元的新型局域網(wǎng)技術(shù)，與傳統(tǒng)以太網(wǎng)使用4對非屏蔽雙絞線電纜不同，車載以太網(wǎng)在單對非屏蔽雙絞線上可實(shí)現(xiàn)100Mbit/s，甚至1Gbit/s的傳輸速率，同時(shí)還滿足汽車行業(yè)對高可靠性、低電磁輻射、低功耗、帶寬分配、低延遲以及同步實(shí)時(shí)性等方面的需要。

縱橫快評：車載網(wǎng)絡(luò)速率遠(yuǎn)低于以太網(wǎng)絡(luò)發(fā)展是不爭事實(shí)。隨著汽車電子電氣架構(gòu)日益復(fù)雜化，其中傳感器、控制器和接口越來越多，自動(dòng)駕駛也需要海量的數(shù)據(jù)用于實(shí)時(shí)分析決策。這種全新通信協(xié)議的升級，將推動(dòng)車身網(wǎng)絡(luò)向以太網(wǎng)進(jìn)化，以滿足汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的深入發(fā)展。

10 激光雷達(dá)掀起智能駕駛感知技術(shù)新熱潮

技術(shù)名：智能駕駛系統(tǒng)感知技術(shù)

伴隨著國內(nèi)外各大車企著手布局智能網(wǎng)聯(lián)，以及自動(dòng)駕駛風(fēng)聲漸起，激光雷達(dá)話題持續(xù)火熱。盡管車圈內(nèi)部對激光雷達(dá)感知策略爭議不小，如在惡劣天氣下效果不好，但不同傳感方式本就各有優(yōu)劣，激光雷達(dá)探測距離遠(yuǎn)、不受光照影響且無需深度學(xué)習(xí)算法，依舊擁躉頗多。2021年不僅有多款上市新車搭載激光雷達(dá)，而且相關(guān)激光雷達(dá)車型的售價(jià)也正在下探，市場推廣前景一片大好。

縱橫快評：不論是激光雷達(dá)還是視覺方案，本質(zhì)都是智能駕駛系統(tǒng)感知技術(shù)的路線之爭，是為實(shí)現(xiàn)更高階自動(dòng)駕駛，提升車輛感知層面能力的必由之路，但不到最后結(jié)果難料。隨著自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的量產(chǎn)和規(guī)模化，或許最終殊途同歸也說不定。