聚焦五大领域洞见产业趋势 ——第十六届汽车动力系统技术年会（TMC 2024）侧记

  7月4日，由中国汽车工程学会主办的第十六届汽车动力系统技术年会（TMC 2024）在山东青岛举行。本届年会围绕电驱动、混合动力、驱动电机、功率半导体和商用车动力系统五大板块展开，聚集全世界创新技术，力促全产业链融合与发展。中国汽车工程学会副理事长兼秘书长侯福深表示，我国汽车产业已迈入高水平发展的新阶段，以科学技术创新推动产业创新，以科学技术创新培育新质生产力，壮大新动能，进而推动产业高端化、智能化、绿色化转型，将是未来一段时期汽车行业的中心任务。侯福深指出，我国汽车产业在攻克一系列技术难题、实现加快速度进行发展的同时也要认识到，随技术创新的深入，在产业基础能力特别是在基础零部件及元器件、基础材料、基础工艺、工业基础软件和产业技术基础，这工业“五基”方面仍存在制约。对于未来的发展，他提出三点建议，第一，要注重汽车节能技术的发展。进一步提升燃油车和新能源汽车能效水平，是实现“双碳”目标的重要支撑；第二，要更看重商用车低碳零碳技术的发展；第三，要更看重汽车动力系统相关的基础研究。随着我们国家汽车动力系统技术创新逐步实现并跑，甚至在部分领域实现领跑，行业必须加强基础研究，要在原创技术和颠覆性技术上下更大功夫。作为汽车的“心脏”，动力系统的重要性不言而喻。不论是对于提升传统汽车节能减排水平，还是新能源汽车战略性新兴起的产业的重大发展来说，都具备极其重大的核心支撑作用。记者通过调查了解到，在混动系统方面，乘用车机电耦合总成产品呈现多挡化、多模与平台化发展的新趋势，深度集成高效换热以及多动力协调的多域融合智能化控制，成为重要技术方向。我国混动专用发动机热效率持续提升，多家车企发动机热效率超过45％。同时，插电式混动乘用车机电耦合系统实现了大规模市场化应用。此外，内燃机技术持续升级迭代，DCT、AT等自动变速器技术也在逐渐完备和实现技术突破，氢内燃机和氢氨融合等零碳内燃机技术成为创新热点。中国第一汽车集团有限公司（以下简称“中国一汽”）研发总院首席赵雪松表示，从今年汽车销量数据和预测来看，纯电动车型的增速逐渐放缓，插电式混动车型的渗透率快速提升，传统燃油车、插混、纯电动三线并行成为行业共识性的判断。一汽红旗开发的鸿鹄混动平台有1.5升和2.0升两款混动发动机，通过自研开发混动专用驱动桥、高效率节约能源热管理和智慧能量管理等实现结合，其中1.5升混动发动机的热效率突破45％。上汽集团创新研究开发总院副院长、上海捷能汽车技术有限公司总经理仇杰指出，目前混动技术主要聚焦在四个方面：发动机、变速器、热管理和控制管理系统。他认为，只有发动机是不够的，要实现总系统的最优化，需对每个方面进行设计开发，才能推动发动机实现最佳热效率。最近，上汽荣威公布消息，其送检的DMH混动发动机最高指示热效率48.1％，有效热效率46.3％。整车平台化趋势日盛，慢慢的变多的车企为更好地控制成本、统一生产标准，开始探索平台化的生产模式。中国一汽研发总院红旗·天工纯电平台总架构师禹真透露，新能源汽车下一步的发展趋势将是电动化和智能化深层次地融合的新型产品；底盘是整车电动化技术最核心的载体，将围绕使用者真实的体验、驾乘安全及低碳方向加快速度进行发展，一体化、线控化和智能化成为研发热点。从今年行业趋势来看，具有AI属性的智能底盘，与其他零部件的融合控制有望快速在量产车上落地。禹真认为，汽车电动化技术将呈现以下发展的新趋势。第一，市场趋于理性，主流电动车的续驶里程将维持在500～700公里范围，百公里加速时间为5～7秒，但车企为了体现自己品牌标签，将更多聚焦长续驶、强动力甚至超快充技术，核心是提高续驶里程和降低能耗；第二，在平台构型方面，相较集中式驱动，以分布式驱动为主的主流驱动方式，在横纵垂方向能够给整车控制自由度提供颠覆式的差异变化，是未来纯电动平台技术发展的核心方向之一；第三，底盘智能化是适应未来高阶无人驾驶和高冗余安全的必然选择，下一代低阻高效技术和材料工艺的革新性进步，将是推动整车轻量化发展的动力；第四，行业对少磁化、高效化和轻量化，以及低噪声、高可靠性、高安全的电驱技术已达成共识；第五，电池技术将围绕用户充电和使用需求，向高比能、超快充、高安全和耐低温方向发展。禹真预判，“动底一体化”平台未来将成为汽车产业新的热点，同时其所对应的核心零部件，如轮毂电机等都将陆续实现突破。动力系统高效化、低碳化、零碳化、智能化不断取得新的进展，有力推动了汽车产业绿色低碳转型。在纯电驱动方面，驱动电机峰值功率密度已实现5.5～7.2千瓦／公斤，最高效率达到97.5％，多家企业推出的碳化硅电机控制器功率密度提升至35～45千瓦／升，峰值效率高达99％，分布式驱动在乘用车领域开始批量化导入，800V高压平台在中高端车型上的应用比例也在快速提升。俄罗斯工程院外籍院士、哈尔滨理工大学头雁教授蔡蔚介绍称，我国电驱动行业发展较早，近十年取得长足发展，电驱动总成功率密度从原来的0.5千瓦／公斤，发展到如今普遍的2.5千瓦／公斤，个别没有投入量产的能做到4千瓦／公斤，但与国外领先水平尤其是上游产业链相比，仍有一些落后的地方需要改进。他建议，进一步利用国际平台，建立长远规划，使整个新能源汽车尤其是电驱动等核心零部件得到更快发展。采埃孚电驱动技术事业部电控与电机研发部亚太负责人苑绍志表示，市场需求一直在变化，但行业共识基本一致，电驱动产品未来的发展趋势是更小、更轻、更强、更高效。他认为，到2026年，电驱动系统在峰值、扭矩、效率、体积、功率等性能上都将实现跨跃式发展。为满足多样化需求，企业迫切地需要构建电驱动平台，在标准化定义下，利用模块衍生出不同组合，更高效地为用户更好的提供解决方案。本届延续了功率半导体论坛，依旧吸引产业链上下游企业的关注。随着汽车电动化、智能化的逐步发展，功率半导体的作用愈发重要。在国家电能高密度转换全国重点实验室主任、中国电源学会常务理事康勇看来，新能源汽车加快速度进行发展，使得行业对碳化硅元器件的创新抱有很大期望，但实际发展状况并不令人满意。“过去，我们大家都认为碳化硅有非常大的潜力，将推动功率半导体性能大幅度的提高，然而从目前应用来看，其耐高温性与硅基产品相比没太大区别，工作频率也没有如预期般翻倍。归根到底还是创新不够，元器件发展不够。”他称。想解决这一问题，还是要靠创新。康勇强调，半导体的开发创新要瞄准需求，有的放矢，才能充分的发挥创新的效用。从技术体系来看，做好宽禁带半导体是当务之急。芯联动力总经理陆珏分享道，新技术“浪潮”迎面而来，智能电动汽车产业大发展对半导体芯片制造提出诸多要求。他说：“全球半导体迎来复苏，汽车半导体也将实现进一步的增长。比如，智能汽车、AI和高性能计算需求量开始上涨，都将逐步推动模拟集成电路增长，汽车模拟集成电路有望成为增长最快的赛道。”此外，陆珏还表示，功率芯片在汽车上的应用将持续增长，预计2024年将成为车载主驱大批量应用碳化硅的元年。值得一提的是，本届年会还特设“油品专题”论坛。润滑及冷却对电驱动总成的正常运行至关重要。随着新能源汽车关键零部件的技术发展，新型润滑油的研究与应用也必须跟上发展脚步。壳牌润滑油中国及亚太地区研发技术总经理文海表示，不仅汽车业在转型，传统油业也在积极探索，不仅开发出一系列针对新能源汽车的产品，同时在积极探索电池预测性维护等方面的工作。不同的电驱系统，技术设计都有独特的要求，可以简单分为两类：传统的干式电机与现在新能源汽车使用的湿式油冷电机。它们对于油品的需求也不一样，涉及怎么来实现粘度下降、效率提升，以及硬件设备保护之间的平衡等。对油品厂商来说，这些都是新的挑战。