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汽車零部件十大技術趨勢

時間:2017-07-26 14:23:34來源:網絡轉載

導語:?技術是汽車發(fā)展的驅動力?;ヂ?lián)網、半導體、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有了新變化、新趨勢。那么,這些汽車零部件新技術未來會有怎樣的發(fā)展,又將帶領汽車走向何方。

技術是汽車發(fā)展的驅動力。互聯(lián)網、半導體、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有了新變化、新趨勢。那么,這些汽車零部件新技術未來會有怎樣的發(fā)展,又將帶領汽車走向何方。

1、發(fā)動機動力提升打出“組合拳”:兩級增壓技術

近幾年,小排量發(fā)動機受到廣大汽車企業(yè)推崇,渦輪增壓技術為小排量發(fā)動機動力提升、燃油經濟性優(yōu)化做出突出貢獻,漸成一種技術潮流。伴隨環(huán)保標準、排放法規(guī)的不斷加嚴以及發(fā)動機技術的不斷提升,多種增壓技術組合來提升發(fā)動機性能的技術方案成為未來發(fā)動機技術趨勢之一。

目前,兩級增壓已成為增壓技術領域的討論熱點之一,包括兩級渦輪增壓(由一大一小兩個廢氣渦輪增壓器構成)、機械增壓+渦輪增壓等型式,能夠大幅度提升發(fā)動機的升功率和低速扭矩,解決發(fā)動機低速啟動動力不足的問題,對于提升發(fā)動機性能有著極大幫助。

據了解,國外整車和相關零部件企業(yè)紛紛采用和研究兩級增壓技術,技術成熟度較高。大眾率先將采用渦輪增壓和機械增壓兩種不同型式的雙增壓系統(tǒng)發(fā)動機應用在量產車型上;英菲尼迪研發(fā)的全新3.0LV6雙渦輪增壓發(fā)動機“VR30”正式投產;博格華納不斷推進兩級渦輪增壓技術(R2S)提升;霍尼韋爾推出采用兩個不同尺寸VNT渦輪增壓器的最新兩級增壓系統(tǒng)。但國內水平較高的增壓器企業(yè)不多,湖南天雁2015年投資415萬元進行兩級渦輪增壓器項目研究,目前1個項目通過客戶性能試驗??偟膩砜?,國內企業(yè)在兩級增壓技術上水平不高,面臨很大挑戰(zhàn)。

2、直噴發(fā)動機排放升級“新捕手”:汽油機顆粒捕集器(GPF)

缸內直噴汽油機(GDI)因較好的動力性、燃油經濟性等優(yōu)點,在乘用車上得到愈來愈廣泛的應用。但由于GDI汽油機的燃油直接噴入氣缸,導致油氣混合不均勻和燃油濕壁使顆粒物排放質量和數(shù)量顯著增加。

越來越嚴苛的法規(guī)要求直噴汽油機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)對顆粒物排放質量限制更加嚴格,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量方法(中國第六階段)》也加嚴了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)動機技術不斷進步,單純靠機內凈化難以滿足排放法規(guī)的升級需求,因此,汽油機顆粒捕集器(GPF)被認為是應對GDI汽油機顆粒物排放限值最有效、最可靠的潛在技術。

目前,最新發(fā)布的《外商投資產業(yè)指導目錄》(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技術且已在市場上應用,大眾集團宣布將于2017年6月逐步在汽油發(fā)動機上全面普及GPF。其實,很多企業(yè)制定了GPF策略,但并未正式公布全線布局,國內也有企業(yè)走GPF路線,威孚、貴研等企業(yè)也擁有該技術,與國外技術相比差距較大。隨著排放法規(guī)的逐步推進,未來GPF有望成為標配。

3、新能源汽車驅動技術的未來:輪轂電機技術

新能源汽車與傳統(tǒng)汽車在驅動方式上有著不小的區(qū)別,主要靠電機驅動,包括永磁同步電機、輪邊電機、輪轂電機等,其中輪轂電機技術被認為是新能源驅動技術的未來,擁有廣闊的發(fā)展前景。

輪轂電機技術最大的特點是將動力、傳動和制動裝置整合到車輪內,**簡化了電動車輛的機械部分。從全球范圍看,日系、美系、德系、法系等車企均有涉及,國內車企則是在近幾年開始嘗試輪轂電機技術,但都停留在測試階段。

近年來,國外輪轂電機驅動技術的應用主要體現(xiàn)在兩個方面:一是以輪胎生產商或汽車零部件生產商為代表的研發(fā)團隊開發(fā)的集成化電動系統(tǒng);二是整車生產商與輪轂電機驅動系統(tǒng)生產商聯(lián)合開發(fā)的電動汽車。

國內零部件企業(yè)看好輪轂電機技術的發(fā)展,亞太股份參股歐洲輪轂電機技術公司ELAPHE并在國內建立合資公司,預計2017年實現(xiàn)小批量配套,2018年批量生產;天津天海同步器集團收購荷蘭e-Traction公司100%股權,并在湖北荊門建立湖北泰特機電有限公司,計劃2017年投產輪轂電機。

伴隨新能源汽車持續(xù)發(fā)展和企業(yè)的持續(xù)推動,輪轂電機技術產業(yè)化時代將很快到來。

4、排放升級的“高性價比”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)能技術方案。目前車輛普遍使用的是12V動力系統(tǒng),此系統(tǒng)可以通過啟停功能和制動能量回收實現(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準愈加嚴格的當下,用48V系統(tǒng)替代目前汽車中采用的12V系統(tǒng)是大勢所趨。同時,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)量產的小**。

2016年,江淮發(fā)布的全新瑞風M4搭載了48V弱混系統(tǒng),法雷奧的e4Boost48V動力系統(tǒng)將于2017年年初量產并在中國落地,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。

此外,在48V的關鍵技術上,各零部件企業(yè)也紛紛搶灘布局。舍弗勒48V啟停系統(tǒng)項目已經實現(xiàn)量產,目前其48V產品還有48V電動渦輪增壓器、48V電驅動橋。法雷奧的48ViBSG起發(fā)電一體機、48V電子增壓器產品作為其48V系統(tǒng)中的核心部件,也備受整車廠關注。

5、更精準的智能駕駛之“眼”:77GHz雷達

在智能駕駛和無人駕駛發(fā)展浪潮下,多種傳感器融合應用是未來必然趨勢,毫米波雷達具有探測性能穩(wěn)定、不易受對象表面形狀和顏色影響、環(huán)境適應性好等特點,因此將成為未來的主力傳感器。

研究機構PlunkeetResearch預測,到2020年全球汽車毫米波雷達將近7000萬個,2015~2020年的年均復合增速約為24%。汽車毫米波雷達的主要頻段為24GHz和77GHz,而77GHz目前更多地被認為是未來的主流方向,但77GHz雷達開發(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。

國內企業(yè)在毫米波雷達上與國外差距較大,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的77GHz遠程防撞雷達已經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汽車毫米波雷達上也取得突破。近日,工信部委托車載信息服務產業(yè)應用聯(lián)盟開展77~81GHz毫米波雷達無線電頻率技術研究試驗工作。

當前,24GHz毫米波雷達仍是主流,未來三年是77GHz毫米波雷達全面替代24GHz毫米波雷達的時期。2016年是毫米波雷達的關鍵年,各企業(yè)紛紛對毫米波雷達資源進行戰(zhàn)略布局,2017年將成為汽車毫米波雷達行業(yè)的收獲期。

6、攝像頭讓汽車變得更敏感:雙目攝像頭

車載攝像頭是高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的主要視覺傳感器,將圖像轉化為數(shù)字信號,從而實現(xiàn)感知車輛周邊的路況情況,幫助實現(xiàn)前向碰撞預警、車道偏移預警和行人檢測等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配,主要應用于倒車影像系統(tǒng)中,車載攝像頭逐漸替代后視鏡也是一種發(fā)展趨勢。

當前,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企業(yè),同時這些企業(yè)還在繼續(xù)加大研發(fā)投入,注重芯片和算法的提升,Mobileye是全球領先的視覺處理系統(tǒng)供應商,占全球視覺處理90%以上的市場份額。國內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,可實現(xiàn)預警和泊車功能,目前只有深圳前向啟創(chuàng)和縱目科技進入前裝市場。

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算來確定距離,更為精準。中科慧眼的雙目攝像頭產品已完成樣機,正在進行大規(guī)模路測。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。

7、為安全保駕護航的主動性手段:自動緊急制動技術(AEB)

AEB是一種汽車主動安全技術。在駕駛員沒有及時踩制動踏板的情況下,AEB系統(tǒng)會啟動,使汽車自動制動,從而為安全出行保駕護航。

目前,全球主流的整車廠基本都有自己的預碰撞安全系統(tǒng),雖然名稱略有不同,但實現(xiàn)效果基本類似。大部分國際零部件廠商,如博世、TRW、德爾福、威伯科等也有相對比較成熟的AEB技術。當然,國內制動技術企業(yè)也開始加緊開發(fā)AEB及相關產品,比如萬向集團聯(lián)合MINIEYE公司聯(lián)合發(fā)布了最新的AEB樣件,預計2017年量產。

2016年10月,包括大眾、奧迪、寶馬、福特、通用等品牌在內的十大汽車品牌簽署協(xié)議,計劃未來在美國出售的所有新車上,都將安裝AEB系統(tǒng)。相比于國際上AEB普及情況,國內AEB的普及進程相對較慢。但從發(fā)展情況來看,自動緊急制動技術已逐步成熟并投放市場,AEB安裝率預計在明年有較大提升。

據悉,中國關于AEB的國家標準已經完成立項和標準起草工作,預計2017年發(fā)布,新政策的推出必將會推動我國AEB市場進入高增長。

8、幫你看到眼前看不到的內容:增強現(xiàn)實感技術(AR)

汽車“黑科技”改變汽車生態(tài),增強現(xiàn)實感技術(AR)可算做其中之一。AR技術是在在現(xiàn)實的基礎上,通過計算機處理能力,將虛擬數(shù)據疊加在現(xiàn)實環(huán)境當中,再利用同一個畫面進行顯示而帶來的一種交互模式。

AR技術正在汽車上“一步步落地”。目前,主要汽車應用產品包括汽車抬頭顯示系統(tǒng)(HUD),如捷豹路虎的HUD技術,可在汽車前擋風玻璃上顯示地圖、虛擬行車路線等內容;汽車專用AR眼鏡,如寶馬聯(lián)合高通推出的AR眼鏡,駕駛員在開車時能看到導航數(shù)據、行駛速度、限速提示、岔口信息等。

就技術掌握來看,簡單的AR技術應用如HUD,國內外汽車電子相關的零部件企業(yè)均已掌握,并有成熟的產品應用;更進一步的AR技術,主要掌握在互聯(lián)網和計算機軟件企業(yè)手中,當然國內外整車企業(yè)也正在跟這些企業(yè)合作,探索AR技術與汽車的深度融合。

無人駕駛汽車的發(fā)展需要AR技術來幫助實現(xiàn)更好的汽車體驗,解放人的雙手和雙眼,一旦解決技術應用痛點,汽車AR技術將很快迎來爆發(fā)期。

9、更具“人性”的汽車:人機交互技術

人機交互系統(tǒng)是信息化技術發(fā)展的產物,該系統(tǒng)實現(xiàn)了人與車之間的對話功能。未來的自動駕駛汽車不是冷冰冰的機器,而被賦予人性的伙伴。

汽車交互設計決定了智能汽車發(fā)展的水平,在現(xiàn)階段智能汽車發(fā)展如火如荼的大背景下,各汽車企業(yè)、零部件公司、研究機構等都給予人機交互足夠的重視,法雷奧、德爾福等國際零部件巨頭有深入的研究,國內汽車電子企業(yè)如航盛、華陽等對此有一定的技術積累。目前,常見的人機交互系統(tǒng)有寶馬的iDrive、奔馳的COMAND、奧迪的MMI、沃爾沃的Sensus以及豐田的RemoteTouch。

雖然人機交互技術仍有不足,但隨著技術的成熟,已經從高端車型逐漸普及到國產的中級合資品牌車型上,如長安福特蒙迪歐致勝的HMI系統(tǒng)、廣汽豐田凱美瑞的G-BOOK系統(tǒng);國產自主品牌的代表是上汽榮威350,其inkaNet3G智能網絡行車系統(tǒng)功能更加豐富。

人機交互技術讓汽車更加具有“人性”,最看重的自然是用戶體驗。這是人機交互技術的落腳點,未來,體感交互、眼動交互、生物識別、語音交互等都可能會是交互設計的趨勢。

10、變廢為寶的汽車能量循環(huán):制動能量回收技術

制動能量回收是電動汽車與混合動力汽車的重要技術之一,目前受到廣泛關注。在電動汽車與混合動力汽車上,車輛在減速和制動時浪費的運動能量可通過制動能量回收技術轉變?yōu)殡娔懿Υ嬗谛铍姵刂?,并進一步轉化為驅動能量。因此,制動能量回收技術是提高能源利用效率、體現(xiàn)電動汽車技術優(yōu)勢和特點的重要技術。

目前,電動汽車和混合動力汽車基本都配裝制動能量系統(tǒng)。博世、大陸、法雷奧、威伯科等國際零部件企業(yè)均已掌握制動能量回收技術,很多國內汽車零部件企業(yè)也正在研發(fā)制動能量回收系統(tǒng),并取得了一定成績。

亞太股份和武漢元豐汽車電控系統(tǒng)有限公司是國內較早開發(fā)制動能量回收技術的企業(yè)。亞太股份在ABS基礎上開發(fā)了新能源汽車制動能量回收系統(tǒng),其能量回收式電動汽車制動系統(tǒng)正在北汽、奇瑞、福田、上汽等多種新能源車型上配裝試驗;武漢元豐與國內汽車企業(yè)等合作開發(fā)了基于制動能量回收系統(tǒng)的液壓ABS,能夠應用于混合動力汽車和純電動汽車。

此外,奇瑞首款插電混合動力汽車艾瑞澤7PHEV和長安純電動車型歐諾EV都安裝了制動能量回收系統(tǒng)。未來,隨著電動汽車和混合動力汽車的發(fā)展,制動能量回收技術將被廣泛采用。

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