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下一代電動化平臺定義研討會及會議觀點

發布時間:2025-01-09 來源:中國汽車工程學會

汽車電動化和智能化加速融合發展,為了進一步鞏固和提升我國新能源汽車的國際競爭力,需提前定義下一代電動化平臺,明確技術及產品發展路線,并給出關鍵技術指標提升方向。為此,在電動汽車聯盟2025年成員大會期間,聯盟秘書處組織召開了“下一代電動化平臺定義研討會—EV先鋒論壇”,吸引了來自高校、科研院所、整車企業、零部件企業共計近100人參加。會議共分為能源與動力、新型底盤、平臺定義三個議題,由聯盟電機工作組主任貢俊和底盤工作組主任張俊智共同主持。

 

會議現場

聯盟電機工作組主任、上海智能汽車融合創新中心總經理貢俊

聯盟底盤工作組主任、清華大學教授張俊智

 

 

 

一、能源與動力

分布式驅動和全固態電池賦能智能底盤打造下一代電動化平臺

蘇州匯川聯合動力系統股份有限公司技術總成研發總工薛輝

蘇州匯川總工薛輝做題為《分布式電驅動技術進展》的引導報告。雙電機中央分布式電驅在中國、美國、歐洲三大市場空間需求較明顯,高功率、高扭矩、高功率密度等成為共性需求。典型的分布式輔驅架構包括異步雙電機、永磁同步雙電機、永磁同步雙電機輔驅+斷開。分布式驅動技術可實現智能矢量控制、泊車輔助、四輪轉矩控制、轉向輔助、原地掉頭、動態矢量控制等功能,下一步發展趨勢是小型化、多樣化、高效化、集成化、融合化,并在中長期實現分布式擴展能力、XYZ融合控制、XYZ深度融合。

中國科學院物理研究所副主任工程師俞海龍

中科院物理所副主任工程師俞海龍做題為《全固態動力電池技術進展》的引導報告。全固態電池成為全球研究和產業界焦點,日本38家機構聯合研發全固態鋰電池,實驗原型全固態電池能量密度已達400Wh/kg;國內CATL、江蘇清陶、珈偉股份、贛鋒鋰業、北京衛藍通過混合固液和原位固態化(電解液占比<5%)比能量在360-500Wh/kg;LG、SAMSUNG、目前水平400-500Wh/kg,混合固液和薄膜電池技術路線。高安全可靠性、新材料兼容性、雙極性電池是全固態電池的體系優勢,但仍面臨挑戰,如熱管理策略、安全邊界、充放電曲線、SOC預測、安全預警等。

討論環節,就分布式驅動最佳應用場景及產業化挑戰、全固態電池對熱管理及集成技術體系的改變、能源轉型下如何保持和穩固我國動力電池產業優勢等話題展開積極熱烈的討論,形成如下觀點。

1)目前分布式驅動主要應用在軍用特種車輛、高端乘用車、低地板公交車等性能要求高且成本不敏感場景,提升轉矩密度是一條重要技術方向。分布式驅動是未來電動化發展進程的重要選擇,目前國內有高校正研發60Nm/kg電機,可有效降低簧下質量,高轉矩密度對集中式驅動也是一個發展方向,可以把轉速降下來,把可靠性和效率提上去,徑向磁通電機具備更高轉矩密度潛力。

2)輪轂電機作為分布式驅動其中一條重要技術路線,其在乘用車領域的大規模量產應用仍有較長的路要走。輪邊電機和輪轂電機是分布式驅動的兩條重要技術路線,輪邊電機已在高端乘用車和低地板公交車等車型應用,但輪轂電機的產業化還面臨設計、成本、可靠性等挑戰。從十一五開始,國家研發項目一直支持輪轂電機,目前比較突出的兩個難點是功耗效率和動密封壽命。

3)全固態電池理論上溫度適應性更好,可簡化熱管理系統。全固態電池產熱能力與電池內阻和導熱系數等相關,理論上固態電解質電導率更大、電池內阻更低,但目前的技術水平僅能實現與液態電池相當的內阻。因為全固態電池在高溫下的材料活性更高和其安全性更高,因此可取消電池散熱功能,僅保留電池加熱與保溫功能,可一定程度上簡化熱管理系統。

4)全固態電池的產業鏈建設還不完善,預計還需要至少10年時間才能形成大規模量產能力。雖然全固態電池有望在2027-2028年量產上車,但電池材料體系的變革和導入并形成量產能力需要10-20年,目前固態電解質已形成百噸、千噸級供貨能力,但尚不支持全固態電池量產;同時生產工藝和設備與液態電池相比顛覆性較大,尚未形成成熟方案,預計還需要10-15年達到全固態電池大規模量產能力。

 

 

二、新型底盤

EMB和角模塊有利于實現新型底盤的平臺化和模塊化

理想汽車電子制動總監陳琰

理想總監陳琰做題為《EMB技術及標準法規推進》的引導報告。EMB實現了機械解耦和純電制動,有利于實現底盤的平臺化和模塊化,也是未來實現底盤端到端的基石;預計EMB在2026年實現量產落地,一方面產業鏈在逐漸成熟,另一方面配套法規也在逐漸完善;EMB新架構在供電安全、通訊安全、連接安全、輪端環境可靠性帶來了新挑戰,雖然GB 21670新增了供電裝置、儲能裝置、EMB制動系統等約束,但由于市場上EMB方案各不相同并且失效情況多種多樣,因此該標準面向EMB量產仍然不夠,還應該進一步加強在系統安全方面的約束,可不用關注系統具體失效模式,而應該更加關注失效之后對整車的影響,并劃分了四種系統失效降級模式。

阿克曼矩陣技術(上海)有限公司技術總監齊洪元

阿克曼矩陣技術總監齊洪元做題為《新型汽車行駛單位技術及產品》的引導報告。角模塊執行系統簡化了大量的機械連接裝置及液壓/氣壓等輔助裝置,并增加了控制功能,是高級別自動駕駛汽車執行端的基石;分布式驅動的控制架構分為三級:第一級是總控制器,第二級包括平臺本體主控制器和模塊化載荷控制器,第三級是分布式子控制器,三級控制器架構通過各級CAN總線進行數據通信;角模塊系統的關鍵技術及創新點包括:高功率密度的長壽命輪轂電機系統、帶有內外輪轉角分配裝置的轉向系統設計、懸掛系統優化—車身姿態與路面深度解耦、全棧自研高速 EMB 的制動系統設計等。

討論環節,就智能汽車端到端技術對底盤域控的挑戰和全新定位、新型底盤可能帶來的供應鏈合作模式的革新等話題展開積極熱烈的討論,形成如下觀點。

1)EMB取消了機械連接,其導入對整車企業和用戶均有價值。對整車企業而言由于EMB實現了軟硬解耦,從而擺脫了對電磁閥的依賴,還可實現軟件自主可控,從而打造產品差異化的競爭力;對用戶而言可以縮短制動距離、減少智能駕駛執行端的延遲從而提升智能駕駛安全性、EMB可以主動分配制動力做到舒適制動、不用更換制動液實現免維護等。

2)預計2026年是EMB量產元年,未來整車企業與供應商之間的關系將發生改變。整車企業和供應商在積極推動EMB產業化,EMB沒有高精密件,如果經過市場驗證是安全可靠的,那么經過2-3年的技術成熟期,預計2028年會迎來市場爆發,到時產能不是瓶頸。整車企業希望掌握制動力的控制權,做系統集成,供應商僅提供執行器硬件。

3)未來要實現L4自動駕駛,底盤端到端是一個必經之路。底盤端到端面臨的挑戰一是需要將感知的信息和地面的觸覺信息做融合,這是非常大的數據量;二是訓練大模型需要高質量數據的獲取,這需要時間的積累和龐大團隊的支撐;三是地面這些傳感器的響應時間和感知的頻率相差近一個數量級,如何讓兩者盡可能接近對于算力和模型都是挑戰。

 

 

三、平臺定義

機械架構和數字架構加快車型快速迭代開發

上海蔚來汽車有限公司技術規劃部高級顧問金曦

蔚來高級顧問金曦做題為《下一代電動化平臺技術趨勢》的引導報告,傳統汽車的架構已經難以滿足智能電動汽車的需求,高階智能化需要多控制器協同配合,要進行全生命周期迭代升級與維護。蔚來將整車研發分為了機械架構與數字架構兩部分,其中數字架構包括了計算平臺、傳感器、通信、電源、軟件、工具鏈、云&數據。數字架構有下層的智能硬件、中層的操作系統、上層的算法和應用,是分層解耦的計算和通信框架,因此是智能系統的地基,決定了汽車智能化進化的速度與高度。下一代智能電動汽車必須要有強大的算力、超高帶寬和極低時延、極致可靠、精準的能源管理。

討論環節,就軟件定義汽車對平臺戰略生命周期的影響、如何建設跨領域技術“貨架”并導入產品應用等話題展開積極熱烈的討論。

1)  機械架構和數字架構是一個有機的結合,通過數字架構的建設可實現機械架構的迭代和優化。機械架構包括底盤、三電、各類執行器硬件等,可以通過數字架構的設計讓機械架構更穩定更安全更快捷,從而維持最新狀態。

2)  軟件定義汽車是一種以軟件為核心的汽車架構,其與先進數字架構強相關。智能駕駛、智能座艙、能源服務等跟汽車緊密相關,通過軟件的設計能夠實時更新收集的數據量,場景的定義能夠讓智能駕駛更穩定更安全;通過OTA升級能夠讓用戶享受最新的座艙。這些應用都離不開軟件本身對它們的維護和更新。

3)  把機械架構和數字架構中的一些模塊化東西進行包裝,跨領域技術“貨架”可以實現車型快速迭代開發。整車企業開發新車型時,可以把這些模塊化的設計導入,從而實現車型的快速迭代開發。另外,對于不同品牌的迭代,由于數字架構的整個邏輯是相同的,可以快速的把這些模塊導入不同品牌,這樣對車企的國際化拓展也非常有幫助。


 

張俊智教授在會議總結時指出,電動化平臺性能的進一步提升嚴重依賴電機、電池、底盤,包括數字化、信息化和智能駕駛。當前創新全方位打開,以制動系統為例,除EMB以外,液壓制動和氣壓制動的執行機構及底層控制已發生變化,底盤防滑控制的底層邏輯也在發生變化。國外暫未實現EMB大規模產業化,因此打通EMB產業鏈及供應鏈將填補我國長期在底盤方面的短板;同時,要把動力系統的技術基礎和創新發展移植到底盤上,充分發揮電機系統在制動和底盤動力學控制中的作用。

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