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,國外整車和相關(guān)零部件企業(yè)紛紛采用和研究兩級(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)??偟膩砜?,國內(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、德爾福等國外零部件巨頭掌握。
國內(nèi)企業(yè)在毫米波雷達(dá)上與國外差距較大,但華域汽車、廈門意行、四創(chuàng)電子、國??萍?、納雷科技、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。