本報記者 葉偉
電驅動總成、混動總成、驅動電機、商用車動力系統(tǒng)、材料及流體、開發(fā)測試及軟件……6月12-13日,在江蘇省南通市舉行的第十七屆國際汽車動力系統(tǒng)技術年會(TMC2025)上,諸多汽車動力系統(tǒng)關鍵和前沿技術集中展示,人們可以從中窺見未來汽車動力系統(tǒng)發(fā)展新趨勢。
“當前,汽車動力系統(tǒng)正朝著高效化、集成化、智能化方向發(fā)展,其技術創(chuàng)新呈現三大特點,需要產業(yè)鏈上下游強化產學研合作,共同推動汽車動力系統(tǒng)技術創(chuàng)新再上新臺階,進而促進汽車產業(yè)高質量發(fā)展?!敝袊嚬こ虒W會副理事長兼秘書長侯福深在年會上表示。
支持汽車產業(yè)“四化”
作為汽車的“心臟”,動力系統(tǒng)的重要性不言而喻,是決定車輛行駛性能的關鍵因素,如動力性、經濟性、穩(wěn)定性、環(huán)保性等。
侯福深說:“汽車動力系統(tǒng)創(chuàng)新作為汽車產業(yè)低碳化、電動化、智能化轉型的核心支撐,近年來取得顯著進展。”
據了解,在低碳化技術方面,目前,混動專用變速器的構型和效率持續(xù)優(yōu)化,混動專用發(fā)動機熱效率達到46%,與2020年相比提高超13個百分點,柴油發(fā)動機的熱效率超過48%,相比2020年提升4.3%,達到國際先進的水平;低碳、零碳燃料內燃機關鍵技術不斷突破。在電驅動技術方面,驅動電機峰值功率密度最高達到每公斤7000瓦以上;基于碳化硅功率器件的高性能電機控制器的功率密度最高達到每升45千瓦,與2020年相比提升近50%;扁線電機高效冷卻系統(tǒng)、碳化硅器件等關鍵零部件與高電壓平臺功能安全、網絡安全等核心技術在電驅動總成產品上實現應用。
“乘用車機電總成實現平臺化發(fā)展,其功率密度、效率、噪聲等關鍵性能指標持續(xù)提升;商用車無論是純電混動還是燃料電池,各條技術路線技術創(chuàng)新都取得了明顯進展?!焙罡I钫f。
“我國電驅動行業(yè)取得長足發(fā)展,電機有效功率密度在4.5-7.8千瓦/公斤,電驅動總成功率密度從原來的0.5千瓦/公斤,發(fā)展到如今普遍的2.5千瓦/公斤,個別沒有投入量產的可以做到4千瓦/公斤。在增程式電驅動總成技術方面,攻克了多動力源機電耦合效率提升難題,實現了驅動電機最高效率98.1%、機械傳動最高效率98.4%、發(fā)電單元油電轉換系數≥3.63kWh/L?!惫枮I理工大學教授蔡蔚表示,電驅動向高安全可靠、高效、高功率密度方向發(fā)展,有力支撐汽車產業(yè)電動化、智能化、低碳化、全球化。
技術創(chuàng)新成果不斷涌現
中國中車的第五代純電多合一電驅總成、沃爾興的第三代軸接地環(huán)、嘉實多的下一代超低粘度油冷電動車變速箱油、芯聯集成的高功率密度的SiC MiniHPD模塊、英特模的30000rpm新能源高速直驅電機測試臺……大會期間,13個技術和產品入選“TMC2025年度創(chuàng)新技術”。
這些汽車動力系統(tǒng)技術和產品,將是未來3-5年重塑汽車行業(yè)格局的顛覆性成果,為汽車動力系統(tǒng)發(fā)展探尋新的解題思路。
“當前,汽車動力系統(tǒng)技術呈現出多元化并行發(fā)展趨勢。汽車動力系統(tǒng)技術突破和進步,有助于行業(yè)痛點問題的解決。”長安汽車平臺及模組開發(fā)部副總經理劉斌表示,長安汽車積極推進動力系統(tǒng)的平臺化、模塊化、通用化和組合狀態(tài)最小化,持續(xù)打造動力系統(tǒng)“根技術”。
“傳統(tǒng)電機在效率和功率密度方面逐漸難以滿足市場需求。為了克服傳統(tǒng)電機的瓶頸,提升整車的性能和能效表現,開發(fā)新型電機技術成為了必然選擇?!睆V汽平臺技術研究院電驅系統(tǒng)部部長喻皓表示,廣汽夸克電驅技術憑借高效率、高功率密度、高速化和高集成四大特點,持續(xù)引領行業(yè)發(fā)展,不僅能夠顯著提升電機的性能,還可以提升能效,進而提升新能源汽車的續(xù)航能力。目前,廣汽夸克電驅2.0非晶—碳纖維超級電驅已實現小批量裝車,即將實現規(guī)?;可a。
需要加快系統(tǒng)間融合
侯福深認為,當前,汽車動力系統(tǒng)技術創(chuàng)新主要呈現三大特點:系統(tǒng)集成向更深層次發(fā)展,并邁向多域融合。集成核心驅動單元、高壓充配電系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、整車控制單元、熱管理系統(tǒng)等模塊的多合一構型,將動力系統(tǒng)集成推向新的高度,可實現體積和線束數量的大幅縮減,顯著提升功率密度和空間利用率。同時通過動力操控、智駕、信息娛樂等功能的底層數據互通與協(xié)作控制,不斷拓寬動力系統(tǒng)的邊界,進入動力融合、跨域協(xié)同的新階段。
材料與工藝創(chuàng)新正成為汽車動力系統(tǒng)創(chuàng)新的焦點。在材料方面,碳化硅、碳纖維、非晶合金、高強度鋼、軟磁復合材料等加快導入應用,不僅優(yōu)化整車輕量化水平和動力性能,還拓寬了汽車設計的邊界;在工藝方面,激光焊接、三維堆疊封裝、3D打印、等離子噴涂、碳纖維包裹、雙面冷卻封裝等工藝創(chuàng)新,進一步推動生產效率和產品質量的雙躍升。
人工智能等智能化技術賦能動力系統(tǒng)創(chuàng)新。汽車動力系統(tǒng)正在從傳統(tǒng)的機電一體化控制向全鏈路的智能化控制演進。例如通過AI算法實現毫秒級的扭矩分配,顯著提升極端工況穩(wěn)定性;融合多元數據的智能熱管理系統(tǒng),實現熱能的按需分配與高效利用,提升整車高低溫續(xù)航保持率等。
企業(yè)如何把握行業(yè)發(fā)展特點,實現發(fā)展?蔡蔚表示,電驅動系統(tǒng)正向高效、高安全、高可靠性發(fā)展,行業(yè)企業(yè)要在高電壓、高功率密度等關鍵技術上發(fā)力,同時關注稀土永磁、碳化硅等材料的創(chuàng)新應用,推動動力系統(tǒng)技術顛覆性變革。
劉斌表示,未來要聚焦汽車動力系統(tǒng)的智能化、系統(tǒng)性重構、全新生態(tài)的打造等方面,實現動力系統(tǒng)高機動性、高安全、可靠性。同時需要與底盤系統(tǒng)、高階自動駕駛系統(tǒng)等融合,以提升汽車安全、健康、舒適、矯健、駕趣、聰慧等性能。
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