汽車(chē)+X 雙碳背景之下十大技術(shù)趨勢(shì)預(yù)測(cè)

2021年對(duì)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)來(lái)說(shuō)是具有特殊意義的一年。既是“十四五”開(kāi)局之年，也是踐行“二氧化碳排放達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)，邁向《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》新征程的歷史起點(diǎn)。那么，在這樣的背景下，汽車(chē)行業(yè)將迎來(lái)哪些創(chuàng)新？

10月19-21日，由中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)主辦的2021中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)年會(huì)暨展覽會(huì)在上海汽車(chē)展覽中心舉行。本次大會(huì)主題為“汽車(chē)+X，雙碳背景下的汽車(chē)科技創(chuàng)新”，旨在實(shí)現(xiàn)汽車(chē)行業(yè)二氧化碳排放峰值和碳中和的目標(biāo)。本次大會(huì)圍繞汽車(chē)電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、共享化的發(fā)展趨勢(shì)，深入探討汽車(chē)與能源、交通、信息通信等的深度融合與協(xié)同。

在雙碳目標(biāo)下，需要跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的合作。

2021年9月，在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上，總書(shū)記代表中國(guó)提出“二氧化碳排放2030年達(dá)到峰值，2060年實(shí)現(xiàn)碳中和”的發(fā)展目標(biāo)。在繪制全國(guó)各地區(qū)低碳發(fā)展新藍(lán)圖的同時(shí)，也明確了目標(biāo)，為中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化、綠色低碳發(fā)展指明了方向。

中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)傅

然而，在汽車(chē)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)雙碳目標(biāo)并不是一件容易的事情。中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)傅指出，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)“雙碳”目標(biāo)是一項(xiàng)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要汽車(chē)產(chǎn)業(yè)、技術(shù)、市場(chǎng)全面轉(zhuǎn)型，需要跨產(chǎn)業(yè)、跨領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新、融合發(fā)展。

傅強(qiáng)調(diào)，“二氧化碳排放峰值、碳中和”目標(biāo)進(jìn)一步加快了跨行業(yè)、跨領(lǐng)域融合的發(fā)展進(jìn)程，以“汽車(chē)+X”為核心的技術(shù)交叉融合不僅賦能了汽車(chē)產(chǎn)業(yè)自身的低碳轉(zhuǎn)型，也成為推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)發(fā)展增長(zhǎng)的內(nèi)生動(dòng)力。

比如以“車(chē)-路-云-網(wǎng)”數(shù)字互聯(lián)、協(xié)同自動(dòng)駕駛為代表的智能駕駛、車(chē)-網(wǎng)融合技術(shù)，不斷為汽車(chē)賦能，為城市道路交通實(shí)現(xiàn)低碳高效的移動(dòng)出行提供顛覆性解決方案，持續(xù)推動(dòng)汽車(chē)、交通、城市的融合發(fā)展。

再者，有序充電、V2G、退役電池分步利用以及“光儲(chǔ)充放”等相關(guān)技術(shù)的融合，可以有效提高電力系統(tǒng)的靈活性，促進(jìn)新能源汽車(chē)與可再生能源的融合，實(shí)現(xiàn)調(diào)峰填谷，有效緩解用電高峰時(shí)段的供電壓力，對(duì)持續(xù)降低燃煤電機(jī)裝配工產(chǎn)能、推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型起到積極作用。

2022年中國(guó)汽車(chē)技術(shù)十大趨勢(shì)

在雙碳的背景下，各種先進(jìn)技術(shù)趨勢(shì)也層出不窮。中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)、國(guó)際汽車(chē)工程科技創(chuàng)新戰(zhàn)略研究院執(zhí)行院長(zhǎng)侯宣布“2022中國(guó)汽車(chē)技術(shù)趨勢(shì)發(fā)布”。他說(shuō)，2022年有十大技術(shù)趨勢(shì)值得我們高度關(guān)注。

趨勢(shì)一:汽車(chē)用大規(guī)模計(jì)算芯片明年量產(chǎn)裝車(chē)。高計(jì)算能力的車(chē)規(guī)級(jí)計(jì)算芯片是我們實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)駕駛的非常核心的部件。預(yù)計(jì)明年自主車(chē)規(guī)級(jí)計(jì)算芯片單個(gè)芯片的計(jì)算能力為100TOPS，將會(huì)使用多種車(chē)輛前置應(yīng)用。

趨勢(shì)二:第三代半導(dǎo)體電機(jī)控制器將實(shí)現(xiàn)多車(chē)企量產(chǎn)應(yīng)用。第三代半導(dǎo)體電機(jī)控制器是實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)高效、高速、高密度的關(guān)鍵部件。預(yù)計(jì)明年第三代半導(dǎo)體電機(jī)控制器將在多家整車(chē)企業(yè)量產(chǎn)，市場(chǎng)規(guī)模有望超過(guò)60萬(wàn)臺(tái)。

趨勢(shì)三:安全技術(shù)的提升推動(dòng)了300Wh/kg高比能量動(dòng)力電池裝車(chē)的應(yīng)用。動(dòng)力電池系統(tǒng)安全技術(shù)是高比能量動(dòng)力電池應(yīng)用于整車(chē)的重要前提。預(yù)計(jì)明年隨著動(dòng)力電池系統(tǒng)安全技術(shù)的提升，300Wh/kg動(dòng)力電池將率先在高端車(chē)型中支持裝車(chē)。

趨勢(shì)四:長(zhǎng)壽命燃料電池系統(tǒng)將在商用車(chē)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)多場(chǎng)景應(yīng)用。長(zhǎng)壽命是燃料電池系統(tǒng)長(zhǎng)距離重載應(yīng)用的基本要求。預(yù)計(jì)在燃料電池推廣政策的支持和推動(dòng)下，明年使用壽命超過(guò)10000小時(shí)的燃料電池系統(tǒng)將在物流、長(zhǎng)途運(yùn)輸、碼頭、礦山、長(zhǎng)途客運(yùn)等長(zhǎng)途、重載領(lǐng)域多場(chǎng)景使用。

趨勢(shì)五:基于專(zhuān)用平臺(tái)的純電動(dòng)乘用車(chē)市場(chǎng)份額將超過(guò)65%。純電動(dòng)平臺(tái)的應(yīng)用有利于動(dòng)力電池車(chē)身底盤(pán)的一體化設(shè)計(jì)和整車(chē)整體性能的提升。預(yù)計(jì)到明年，純電動(dòng)平臺(tái)將被中國(guó)品牌廣泛使用，市場(chǎng)份額將大幅提升65%以上。

趨勢(shì)六:國(guó)產(chǎn)高性能純電動(dòng)乘用車(chē)將更多采用800 V高壓平臺(tái)。核心電氣元件，突破800 V高壓，能顯著提升整車(chē)效率，尤其是大功率充電和極速充電，幫助很大。預(yù)計(jì)明年將有一批中國(guó)企業(yè)推出800伏高壓高性能生產(chǎn)車(chē)型。

趨勢(shì)七:智能熱管理技術(shù)大幅提升新能源汽車(chē)低溫適應(yīng)性。預(yù)計(jì)到明年，智能熱管理技術(shù)的應(yīng)用將有效支撐新能源汽車(chē)，實(shí)現(xiàn)零下30度的環(huán)保應(yīng)用，也將極大解決我們目前面臨的痛點(diǎn)問(wèn)題。

趨勢(shì)8:域控制器將實(shí)現(xiàn)從單域控制到跨域集成的技術(shù)突破。明年，這一突破將進(jìn)一步降低硬件、軟件和功能之間的耦合性，降低車(chē)內(nèi)電子架構(gòu)的復(fù)雜性，構(gòu)建智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)新生態(tài)。

趨勢(shì)九:車(chē)輛信息安全防護(hù)技術(shù)將從邊界防御向主動(dòng)防御縱深體系飛躍。預(yù)計(jì)明年，通過(guò)我們技術(shù)的進(jìn)步，我們將提前實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)意識(shí)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)更高效、更安全的車(chē)輛防護(hù)。

趨勢(shì)10:DHT混動(dòng)系統(tǒng)的裝載規(guī)模將翻倍。DHT混動(dòng)技術(shù)是乘用車(chē)節(jié)能降碳的主要功能。明年將應(yīng)用多車(chē)企DHT混動(dòng)系統(tǒng)的前期研發(fā)成果，更多混動(dòng)車(chē)型上市銷(xiāo)售。DHT混合動(dòng)力系統(tǒng)預(yù)計(jì)將達(dá)到150萬(wàn)套車(chē)載應(yīng)用。

要注意兩個(gè)基本創(chuàng)新方向。

在本次大會(huì)上，中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)教授李俊發(fā)表了題為《中國(guó)汽車(chē)工業(yè)應(yīng)高度重視的兩大基礎(chǔ)的創(chuàng)新方向》的演講。他指出，目前有兩個(gè)2.0值得我們關(guān)注:一個(gè)是Autonomy2.0，另一個(gè)是氨=氫2.0。

中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)李俊

先看看Autonomy2.0。為什么自動(dòng)駕駛還在路上五年？早期有很多機(jī)構(gòu)和專(zhuān)家預(yù)測(cè)，自動(dòng)駕駛汽車(chē)的時(shí)代將在5年內(nèi)或者最多不超過(guò)10年后迎來(lái)。換句話說(shuō)，自動(dòng)駕駛很快就會(huì)上路，所以很多投資公司也進(jìn)行了大量的投資。

但是目前很多企業(yè)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域已經(jīng)努力了十幾年，投入了大量的資金，但是依然沒(méi)有曙光。李俊強(qiáng)調(diào)，在感知、預(yù)測(cè)、路徑規(guī)劃和測(cè)試四個(gè)方面的自動(dòng)駕駛主要任務(wù)中，只有感知段能夠完成近100%，而預(yù)測(cè)的工作完成率不到50%，路徑規(guī)劃和預(yù)測(cè)的工作完成率幾乎為零。

李俊表示，這其中的重要原因在于Autonomy1.0。場(chǎng)景感知和預(yù)測(cè)軟件基于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)，路徑規(guī)劃基于人工規(guī)則。因?yàn)槿藶榈囊?guī)則，自動(dòng)駕駛汽車(chē)的框架和方法具有長(zhǎng)尾效應(yīng)。

因此，一些組織提出了Autonomy2.0。李俊強(qiáng)調(diào)，Autonomy2.0解決了基于大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)的自動(dòng)駕駛問(wèn)題。Autonomy2.0可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可擴(kuò)展性，修復(fù)長(zhǎng)尾。

另一個(gè)是氨=氫2.0。李俊強(qiáng)調(diào)，氫能汽車(chē)具有“長(zhǎng)尾”效應(yīng)。根據(jù)規(guī)劃，氫能汽車(chē)將在2018-2021年處于項(xiàng)目示范期，2020-2025年進(jìn)入監(jiān)管期，2025-2030年進(jìn)入市場(chǎng)拓展期。但現(xiàn)實(shí)是，即使氫能汽車(chē)有幾十年的研發(fā)歷史，但單一的氫能系統(tǒng)受到運(yùn)輸、儲(chǔ)存、安全和成本的限制，使得現(xiàn)在無(wú)法大規(guī)模落地。

李俊指出，氫動(dòng)力重型商用車(chē)面臨的挑戰(zhàn)包括熱管理、氫負(fù)荷、加氫時(shí)間、加氫站間間隔、加氫標(biāo)準(zhǔn)、氫成本等。那么，如何解決這些挑戰(zhàn)呢？目前，無(wú)碳燃料有兩種，氫和氨。將氫和氨集成到新能源汽車(chē)中可能是未來(lái)的一個(gè)重要方向。

日本政府于2021年4月發(fā)布了氨能源戰(zhàn)略，氨成為應(yīng)對(duì)氣候變化的新國(guó)際戰(zhàn)略。日本的SIP明確表示，氨的直接燃燒沒(méi)有二氧化碳，氨是最大的氫載體，供應(yīng)鏈可以低成本商業(yè)化，氨燃燒的氮氧化物排放可以控制。

數(shù)據(jù)顯示，全球合成氨年產(chǎn)量2億噸，我國(guó)合成氨年產(chǎn)量5000-6000萬(wàn)噸，占全球產(chǎn)量的25-30%。全球氨聯(lián)盟預(yù)測(cè)“氨是未來(lái)綠色能源的贏家”，是真正的零碳燃料，能量密度高，易液化，儲(chǔ)運(yùn)方便，基礎(chǔ)設(shè)施完善。

因此，李俊強(qiáng)調(diào)，國(guó)外原始設(shè)備制造商已經(jīng)制定了氨能源汽車(chē)的發(fā)展戰(zhàn)略，并規(guī)劃了液氨內(nèi)燃機(jī)的前瞻性研發(fā)。此外，國(guó)外原始設(shè)備制造商也提出了未來(lái)可持續(xù)的氨能源社會(huì)。車(chē)輛上儲(chǔ)存的液氨體積能量密度是液氫的兩倍，成本只有一半。在解決氫能汽車(chē)的發(fā)展問(wèn)題時(shí)，要從能源方面考慮，氫氨一體化能源汽車(chē)將是未來(lái)重要的發(fā)展方向。或許，未來(lái)一段時(shí)間，氨能汽車(chē)將迎來(lái)一次大的市場(chǎng)爆發(fā)？