2023 預見汽車行業(yè)十大年度創(chuàng)新技術

文 /中國汽車工程學會 編輯部

L3 級自動駕駛、NOA、20000rpm 以上電驅動總成、富鋰錳基正極材料、主動懸架、國產(chǎn)EHB、多元材料多點式混合一體成形技術、跨域融合智能芯片、智能座艙、預期功能安全十大技術引發(fā)高度關注。

2023 年11 月24 日，中國汽車工程學會發(fā)布“CSAE 汽車科技預見”研究成果：L3 級自動駕駛、NOA 城市領航輔助駕駛、20000rpm 以上電驅動總成、富鋰錳基正極材料、主動懸架、國產(chǎn)EHB、多元材料多點式混合一體成形技術、跨域融合智能芯片、智能座艙、預期功能安全“十大年度創(chuàng)新技術”，引發(fā)行業(yè)高度關注。

“十大年度創(chuàng)新技術”重點圍繞《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0》的關鍵“九大領域”，聚焦“實現(xiàn)重大突破的技術”、“實現(xiàn)新量產(chǎn)的技術”和“應用規(guī)模顯著提升的技術”三類技術，采用德爾菲調(diào)查方法，依托中國汽車工程學會的梯隊化專家?guī)欤嫦蚱髽I(yè)CTO、專家學者、技術骨干等開展了四輪充分調(diào)研與研討，共有來自147 家單位的385 位專家參與研究，最終凝練形成相關共識。

01 L3 級自動駕駛有望小規(guī)模量產(chǎn)應用

L3 級是邁向自動駕駛的重要分水嶺，標志著駕駛控制主體由駕駛員轉向自動駕駛系統(tǒng)。目前，支持L3 自動駕駛的車端軟硬件技術與功能日趨成熟，大算力智駕芯片、高性能傳感器、智能底盤滲透率持續(xù)上升，跨域融合的控制器技術與“中央計算+區(qū)域控制”新一代電子電氣架構實現(xiàn)突破，疊加人工智能大模型的強勢賦能，自動駕駛通用泛化能力顯著加強；基礎設施端，5G+V2X 車聯(lián)網(wǎng)支持的C-ADAS 功能、云端數(shù)據(jù)閉環(huán)能力等網(wǎng)聯(lián)通信技術不斷完善，可為車輛提供高速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸和交互平臺，加快推進L3 級別自動駕駛技術落地。2023 年11 月17 日，工業(yè)和信息化部等四部委聯(lián)合發(fā)布了《關于開展智能網(wǎng)聯(lián)汽車準入和上路通行試點工作的通知》。

縱橫快評：在國內(nèi)，寶馬、奔馳、智己等陸續(xù)獲得了北京市、上海市L3 級有條件自動駕駛道路測試牌照。小鵬、理想、蔚來、問界、阿維塔和長城等整車企業(yè)也具備了L3 級自動駕駛整車量產(chǎn)能力。從全球來看，德國、日本、美國和英國已陸續(xù)放開自動駕駛汽車商用化許可，奔馳和本田率先開啟L3 商業(yè)化應用。L3 級別自動駕駛前裝整車將隨著法規(guī)開放實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)上市。

02 NOA 將廣泛覆蓋全國重點城市

城市領航輔助駕駛(NOA)可在復雜城市道路場景實現(xiàn)點到點“領航輔助駕駛”功能，是邁向高級別自動駕駛的關鍵發(fā)展階段。在實際體驗中，城市NOA 可實現(xiàn)車主在導航上設定目的地，車輛全程輔助駕駛到達終點，在復雜城市路途中完成跟車、變道、超車、轉彎、過紅綠燈等動作，極大提升駕駛便捷性并降低疲勞感。“BEV+Transformer+Occupancy”算法架構疊加多傳感器融合的協(xié)同部署成為城市NOA 量產(chǎn)應用的新范式。Transformer架構以自注意力機制為核心，可以從不同視角的傳感器中提取特征信息，理解不同區(qū)域語義元素之間的關系，完成BEV 圖像拼接，形成全面的場景認知。OccupancyNetwork（占用網(wǎng)絡）則相當于BEV 模型的3D 版本，增加場景深度、物體高度等信息，同時還具備更高的靈活性和泛化性，可以建模任意形狀的物體和任意形式的運動，提升對異形障礙物識別能力，為NOA 車輛應對長尾問題提供了新的解決方案。

縱橫快評：城市NOA 布局進程將快速擴大至全國百城，NOA 車型銷量將達到百萬輛以上。目前，小鵬、理想、華為、智己、長城、蔚來、比亞迪和飛凡等品牌均在加緊進行道路測試。預計2024 年城市NOA 布局范圍將擴大至全國200 余個城市，具備城市NOA 功能的車型銷量有望突破150 萬輛。

03最高轉速20000rpm 以上電驅動總成將量產(chǎn)

對電驅動系統(tǒng)而言，為滿足新能源汽車強動力、高速度、低能耗等性能追求，持續(xù)提高轉速、效率、功率密度等核心指標是關鍵創(chuàng)新方向。電驅動總成核心性能的提升有賴于核心材料及集成技術的協(xié)同突破，隨著高電壓平臺、碳化硅控制器、低損耗硅鋼片、多合一深度耦合等技術進步，電驅動系統(tǒng)總成將實現(xiàn)轉速20000-25000rpm，峰值效率92%-93%，高壓平臺功率密度2.2-2.3kW/kg。

縱橫快評：最高轉速超過20000rpm 的高效率高密度電驅動總成2024 年將在乘用車上率先實現(xiàn)量產(chǎn)應用。上汽、一汽、小鵬、比亞迪和華為等企業(yè)均在積極研發(fā)20000rpm以上的電驅動總成。上汽推出了最高轉速21000rpm 的三合一電驅，已量產(chǎn)搭載2023款智己LS6。一汽的最高轉速22000rpm 三合一電驅已完成公告，即將在2024 年量產(chǎn)。華為正在開發(fā)最高轉速達25000rpm 的高速扁線電機，集成高速扁線電機的多合一電驅即將在2024 年量產(chǎn)。

04富鋰錳基正極材料將小規(guī)模試制

富鋰錳基正極材料具有“理論容量超三元、生產(chǎn)成本接近鐵鋰”的雙重優(yōu)勢，是最具潛力的下一代高比能鋰離子電池正極材料。性能方面，富鋰正極材料中特殊的Li-O-Li 構型能夠引發(fā)可逆的陰離子（氧）氧化還原反應，參與鋰的脫嵌過程，實現(xiàn)更多的電荷轉移，使其理論容量超300mAh/g，較三元材料提升30%以上。據(jù)測算，基于富鋰錳基材料與硅碳負極材料制備的軟包電池比能量可達到400Wh/kg 以上，循環(huán)300 次，能量保持率達到85%。成本方面，與鎳、鈷元素相比，錳元素較高的地殼豐度賦予富鋰錳基正極材料低成本特性，具備大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化競爭優(yōu)勢。

縱橫快評：克服富鋰錳基材料容量衰減和結構穩(wěn)定性差等挑戰(zhàn)，支撐動力電池能量密度實現(xiàn)400Wh/kg 以上。攻關富鋰錳基技術的關鍵突破點是引入孿晶結構構筑三維鋰離子擴散通道，有效促進鋰離子擴散、抑制錳離子遷移，提高整體結構穩(wěn)定性并抑制循環(huán)過程中的電壓衰降和容量衰減。目前，北大、北理工、中科院物理所和中科院寧波所等科研團隊正在攻關相關技術，寧德時代、寧夏漢堯等電池及材料企業(yè)則重點聚焦批量化生產(chǎn)，預計2024 年將開展富鋰錳基正極材料的小規(guī)模試制驗證，未來2-3 年內(nèi)迎來規(guī)模應用。

05主動懸架線控技術將成關鍵創(chuàng)新方向

主動懸架線控技術是提升駕乘體驗關鍵技術，通過提前主動調(diào)節(jié)懸架的高度、剛度、阻尼以及施加主動力等功能，使車輛兼顧舒適性、穩(wěn)定性、通過性和安全性。主動懸架線控技術打破了被動懸架調(diào)校單一的局限，可與自動駕駛的感知、決策、執(zhí)行系統(tǒng)聯(lián)動，利用智能傳感器實時觀測前方道路狀態(tài)信息，通過電控自主調(diào)節(jié)懸架高度、阻尼、剛度和主動力，適應更多極端、復雜用車場景需求。

縱橫快評：主動懸架線控技術將成為中高端車型懸架技術的發(fā)展方向。傳感預瞄及電控減振器、高集成作動模塊、空氣彈簧等核心硬件技術是關鍵突破點，協(xié)同自動駕駛感知系統(tǒng)聯(lián)動升級可助力主動懸架線控技術向智能化、集成化方向發(fā)展演進。比亞迪、理想、小鵬、蔚來、華為和嵐圖等積極推進該技術的搭載應用，弗迪科技、中鼎股份、保隆科技、孔輝科技和拓普集團等國內(nèi)零部件供應商也將迎來產(chǎn)品高端化、技術快迭代的新機遇。

06國產(chǎn)EHB 加快線控制動技術放量普及

線控制動是線控底盤的重要核心構成部件，One-boxEHB 具備集成度高、能量回收效率高、成本低等優(yōu)勢，是現(xiàn)階段主流技術方案。

線控制動一般分為液

壓式線控制動（EHB）

和機械式線控制動

（EMB） 兩種， 與

傳統(tǒng)的機械結構相比，

EHB 響應更加迅速，響應時

間從常規(guī)制動的400～600ms 縮短到150ms

以內(nèi)，顯著縮短制動距離，能夠更好地滿足智能化趨勢下對執(zhí)行端快速響應的要求，助力更高級別智能駕駛。目前，EHB 主要包括One-Box 和Two-Box 兩種技術方案，高集成度的One-Box 是性價比最高的解決方案。

縱橫快評：隨著國產(chǎn)EHB 產(chǎn)品日趨成熟與量產(chǎn)交付，線控制動技術滲透率將持續(xù)提升，2024 年有望達到55%以上。在線控制動市場上，博世等合資企業(yè)具有先發(fā)優(yōu)勢，占據(jù)主要份額。同時，國產(chǎn)供應商也在積極布局，2023年伯特利、弗迪、同馭、拿森等國產(chǎn)EHB 在安全性、可靠性和低成本方面逐漸形成競爭優(yōu)勢，長安等自主品牌已實現(xiàn)國產(chǎn)EHB 搭載裝車，預計2024 年EHB 技術應用規(guī)模將繼續(xù)擴大。

07多元材料多點式混合一體成形技術助力輕量化

多元材料多點式混合一體成形工藝融合熱氣脹成形、半固態(tài)壓鑄成形和注塑成形三大工藝，可實現(xiàn)15%-30%的輕量化減重效果。該工藝可顯著提升車身輕量化水平和安全性。例如，門環(huán)采用多元材料多點式混合一體成形技術后，預計將減重15%以上，在整車碰撞安全方面將提升5%以上的吸能效果，尤其對25%偏置碰貢獻較大。此外，該工藝將鋼、鋁、鎂、塑料等多種材料通過不同工藝一次性成型，進一步簡化制造工序，能夠顯著提升制造精度，提高生產(chǎn)裝配效率。

縱橫快評：多元材料多點式混合一體成形技術將在AB 柱、CCB（儀表板橫梁）、Shotgun（前艙邊梁）、副車架等車身和底盤系統(tǒng)零部件集成化方面取得突破。關鍵技術創(chuàng)新點包括裝備總體研發(fā)設計、異種材料注射與控制、模具系統(tǒng)與溫度控制等。目前，東風、長安、極氪、奇瑞、蔚來等整車企業(yè)正在開展該工藝在車身上的應用研究。

07跨域融合智能芯片將小規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應用

跨域融合智能芯片是支撐跨域融合控制的關鍵底層硬件載體。汽車智能化需要支持大量復雜功能，跨域融合的控制系統(tǒng)可有效實現(xiàn)車輛軟硬件“分層解耦、跨域共用”，充分利用硬件性能和軟件算法復用率支持自動駕駛域、智能座艙域等多任務場景跨域融合。而芯片級跨域融合可實現(xiàn)性能協(xié)同和成本控制雙重效應，既能有效降低BOM 成本、縮短通訊時延，又能幫助車企更快實現(xiàn)OTA 升級，提升軟件更新頻率。

縱橫快評：跨域融合智能芯片是具備高性價比優(yōu)勢的芯片解決方案，能從底層硬件層面為多個功能域融合提供必備基礎支撐，推動智能駕駛跨域融合的應用需求穩(wěn)步上升。目前，國內(nèi)外廠商陸續(xù)發(fā)布了支持跨域計算的車載智能芯片，如英偉達2022 年發(fā)布了Thor 智能芯片，黑芝麻智能2023 年發(fā)布了C1200芯片。跨域融合智能芯片助力主機廠和Tier1實現(xiàn)中央計算功能和軟件定義汽車架構的融合，市場應用規(guī)模將迎來快速增長。

09 AI 大模型賦能智能座艙多模態(tài)交互革命

以ChatGPT 為代表的AI 大模型，可深度賦能智能座艙實現(xiàn)多模態(tài)交互的快速感知理解和智能控制，重新定義座艙交互體驗的智能化水平。AI 大模型在處理自然語言、視覺、語音、智能推薦等多個領域具有顯著優(yōu)勢，通過海量用戶真實世界數(shù)據(jù)積累與訓練，可主動識別駕駛員和乘客的語音、表情、手勢、姿態(tài)等多模態(tài)行為和需求，在應用層實現(xiàn)更便捷的智能會話管理和AI 交互界面，為駕乘人員提供更具有情感化的主動式互動體驗。

縱橫快評：2023 年，百度、華為、騰訊、科大訊飛和商湯科技等科技公司陸續(xù)發(fā)布大語言模型，整車企業(yè)通過自研或合作方式積極加快部署AI 大模型在智能座艙領域的上車應用。問界、極越、理想、蔚來、長安、長城和奇瑞等眾多車企爭相打造智能座艙多模態(tài)大模型，百余款搭載多模態(tài)大模型智能座艙的新車型將實現(xiàn)快速普及應用。

10 SOTIF 風險實時認知與防護技術應運而生

預期功能安全（SOTIF）是高級別自動駕駛汽車安全的“守門員”，是自動駕駛從L2 跨越到L3 的必備需求。隨著自動駕駛技術的發(fā)展，傳統(tǒng)ISO 26262 標準已經(jīng)無法全面覆蓋安全問題，預期功能安全（SOTIF）應運而生。SOTIF 主要用于解決自動駕駛由于性能局限、功能不足及可預見的人員誤用帶來的整車危險，最大程度上規(guī)避自動駕駛汽車安全風險。軟硬件性能提升、風險認知與防護、設計功能冗余是提升預期功能安全的三條主要技術路徑。

縱橫快評：面向高級別自動駕駛正向開發(fā)流程，SOTIF 風險認知與防護技術的關鍵突破點是通過優(yōu)化SOTIF 風險辨識與評估方法、改進邊緣場景/危害場景的防護策略、攻關安全性機器學習成長技術等，帶動智能駕駛SOTIF 風險降低至可接受水平。目前，清華大學、國汽智聯(lián)、一汽、東風和大眾等正在積極開展SOTIF相關技術研發(fā)工作。預計SOTIF 風險認知與防護技術將取得關鍵突破，助力高級別自動駕駛安全性能邁上新臺階。