动力电动化 产品智能化 开发数字化 第十五届汽车动力系统技术年会开幕
7月13日,第十五届汽车动力系统技术年会(TMC 2023)在山东青岛开幕,会议由中国汽车工程学会、青岛市工业和信息化局主办,中汽翰思管理咨询公司协办。
近年来,TMC围绕电驱动和混合动力的探讨越来越深入,今年已经发展成围绕电驱动、混合动力、功率半导体以及商用车动力系统等多个领域议题在内的综合性论坛,研讨内容覆盖电动化和混动动力系统的各个领域。
本届会议共形成了113场行业领袖、企业高层及专家的演讲、106家企业的新产品新技术展示,吸引了来自国内外500多家机构近2000位专业代表参加。
■ 聚合!行业之变
从本届论坛开始,TMC论坛正式更名为“动力系统技术年会”。中国汽车工程学会名誉理事长付于武表示,TMC的成长和名称的变革反映了中国汽车动力系统的技术发展趋势,更体现了十余年来我国节能与新能源技术领域的发展壮大。
全球汽车产业正在经历着史无前例、百年一遇的科技创新和产业变革,“新四化”正给全球的汽车业带来前所未有的挑战和机遇,汽车动力系统的转型升级是其中的关键。除了乘用车,商用车动力系统的低碳、零碳技术探索,也正成为行业越来越关注的议题。
中国汽车工程学会副秘书长赵莲芳指出,电驱动系统已经进入高压、高速、功能融合、智能化、数字化开发等全方位、深层次的迭代创新阶段;混合动力系统性、深层次的技术创新也进行得如火如荼;驱动电机除在高速、高压、扁线、油冷方向深耕之外,还在新型电机、材料及工艺、热管理及系统优化等方面蓄力技术突破;商用车动力系统为践行“双碳”战略,布局基于应用场景和资源多元化技术路线的探索,这些都是此次行业聚会的重要话题。
赵莲芳
值得一提的是,此次会议首次设立了功率半导体论坛,这也是一次突破性的创新。随着汽车产业智能化、电动化进一步加速,芯片等功率半导体在整车及零部件中起到的作用也越来越不可替代。
中国工程院院士、中国汽车工程学会会士、中国中车首席科学家、湖南大学无锡智能控制研究院院长丁荣军指出,功率半导体是能量传递、电能质量控制、系统储能和绿色低碳的物质保障。在新能源汽车电动化、智能化、网联化背景下,整车对电驱系统提出更高要求。高压化、集成化、轻量化趋势更加明晰,与此同时,新能源汽车运行的工况、环境复杂,且性能、成本等方面要求严苛,对功率半导体器件技术也提出了挑战。
未来,汽车功率芯片将朝着超结、智能化、高压化、高效能方向发展,丁荣军强调,功率器件技术演进也将助力新能源汽车向高性能、充电快、长续航等方向发展。
丁荣军
■ 驱动系统新看点涌现
电驱作为三电核心部件之一,对整车动力性、经济性、舒适性、安全性有着重要影响,清华大学汽车产业与技术战略研究院院长、FISITA终身名誉主席赵福全认为,应当从整个汽车产业发展大势中去谈趋势预判。
首先,毫无疑问未来汽车动力电动化,产品智能化、服务化,在这一大环境下,就要求技术专业化、运营数字化、用户体验化、商业协同化,这里核心是数据化,构成一个生态化的产业是整个行业的共同指向。
赵福全
赵福全指出,汽车技术路线将呈现多元化趋势,但占比会受不确定因素影响,企业需根据车型、能力、品牌定位平衡好法规、成本和市场需求关系以确定技术路线。目前来看,中国幅员辽阔,市场较大,EV在多方面存在局限,PHEV作为重要补充,在2035年前会有很大发展空间。电驱动集成化产品则将向电力电子集成、多物理场耦合、软硬件融合应用方向发展,未来电驱动的高度集成不再是简单的机械方案,主机厂应思考如何建立电驱动系统的核心能力,即“硬件同质化,软件个性化。”
在论坛上,汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程研究中心首席科学家、哈尔滨理工大学教授、俄罗斯工程院外籍院士蔡蔚针对新能源汽车电机系统的产品创新与技术前沿做了主题分享,一些带有前瞻性的领域也展现了行业在电机、电驱动领域的探索方向。
“在看到我国新能源汽车整体渗透率突飞猛进的时候,还应该冷静地认识到一个事实,也就是我们的混合动力汽车的渗透率远低于此前预期。”蔡蔚从双碳背景下汽车低碳化的路径分析入手,分享了对在双碳目标下电力系统发展的一些预判,得出在迈向碳中和阶段的时候,混合动力系统仍然具有非常重要的战略意义,“从这个角度看,我们汽车行业的电动化,尤其是混合动力,还有很长的路要走。”
聚焦到电机、电驱动领域,蔡蔚通过大量的追踪、研究实验,从眼下的产业实际以及未来的产业前景角度,进行了分析、总结。
“驱动电机当中,永磁电机是主流;扁线油冷是趋势;功率电子控制器领域,IGBT功率模块是主流,SiC模块将是趋势;传动机构角度看,减速器是主流,变速是趋势;电驱总成领域,三合一是主流,多合一是趋势;系统电压方面,280-400V是主流,800V甚至更高的电压是趋势;而冷却系统角度来看,间接冷却是主流,直接冷却是趋势;关于轮毂电机,直接驱动是主流,匹配减速器是趋势。”他说。
在更具体的商用车细分领域当中,蔡蔚认为,商用车电驱动存在四大趋势:电机永磁化、高速化;轻量化、模块化、标准化、集成化;减速传动与多挡位传动并存;系统冷却多样化。同时,蔡蔚对当前电机的噪声、质量功率密度、体积功率密度、不同电机类型的整车匹配选择、少(重)稀土材料驱动电机的发展等等细分方向进行了详细分析。
方正电机董事长兼总经理牛铭奎在接受《中国汽车报》记者采访时,从更为专业的角度介绍了驱动系统的几大技术趋势。电驱动系统涉及峰值功率、峰值扭矩、工况效率、功率密度几个关键技术指标,而新能源汽车电驱动技术及产业化发展会更趋向高度集成、高压化、小型化和标准化。
“800V高压平台、更高转速以及油冷电机已经成为行业开发共识,未来电机将不会是主机厂产品的主要差异点,我们更认为电机会成为一种标准化部件。”牛铭奎指出。
■ 商用车减碳引行业瞩目
随着商用车智能化、电动化的进程加速,今年大众对相关平行论坛的关注度也愈发高涨。“我们特别要注重商用车动力系统的低碳、零碳转型。进入最近十年,中国的新能源电动化转型、智能化转型足够快,实现了跨越式发展。但是也要非常遗憾地看到,在商用车的减碳、低碳上,我们的节能技术、新能源技术是滞后的。所以,商用车企业从产业上要加倍努力。”付于武在大会致辞中表示。双碳目标对商用车的发展带来了新挑战,也有新机遇。
“我们对世界主要国家地区商用车电动化的进展进行了分析,(他们)往往都有一个共同特点,当以气侯变化为主要目标的时候,在考虑关于整个商用车行业的推进时,往往是考虑‘抓大放小’。”中国汽车技术研究中心有限公司中汽数据有限公司副总工程师任焕焕表示,“这也对我们形成了启发,在关注具体行业(的减碳)时,除了要衡量自己行业单独节能减排,还要横向的比较不同产业之间的成本差异,以及国家整体碳减排的进程。”
“从我们前期的调研情况看,商用车企业对于新能源、电动化做了很充分的准备、布局。目前来看,轻型车是主力,城市物流、环卫等领域随着公共领域电动化政策的推进也有明显增长。”任焕焕分析认为,“对于未来的产品规划,我们建议企业在短期重点关注比较有潜力领域的电动化发展,例如能够达到5万年销量规模的环卫车、公共领域车辆,包括20万(年销量)规模里面3.5到12吨的物流车,和12吨以上的短途运输牵引车等等,以及40万以上(年销量)规模的3.5吨以下的物流车。”
在商用车领域当中,混动技术路线同样引起了行业关注。
“我国商用车产品品类非常丰富,用户的使用场景非常多样化。这就决定了我们在商用车减碳、脱碳的道路上,不会是一条技术路线‘整齐划一’,而是纯电动、混动、插电混合动力、氢燃料电池以及传统内燃机多种技术路线的动力形式并存的。” 北京航空航天大学交通科学与工程学院教授、学术委员会主任徐向阳表示,“城际之间、城乡之间为代表的一些场景非常适合推广混动技术路线。我认为不仅仅是商用车主机厂从双碳角度应当给予混动路线足够的重视,从另一个角度来看,由于商用车的生产资料属性,用户非常关注产品的使用成本以及TCO,混动技术在特定使用场景的情况下,能够给用户带来较大幅度的燃油成本节约,这很可能反过来促进商用车主机厂更加注重混动技术路线在商用车产品领域的推广与应用。”
东风商用车技术中心副中心长张衡介绍了他们在新技术路线发展下的探讨和研究:“对于用户而言,如何利用生产资料赚更多的钱永远是第一思考,这种场景不同造就了在技术研发和技术应用方面的不同考虑。”他表示,在混合动力、纯电、燃料电池多种动力情况下,智能网联在商用车的应用场景是动态的,并不是一成不变的。因此要根据技术的发展本身,推动场景的不断应用,这跟原材料的价格和产品所带来的投入、产出比密切相关。
■ 三点建议寄望中国汽车产业未来
时值第十五届TMC会议,同时也是中国汽车产业70年华诞,开幕式当天同时也是第一辆解放汽车下线的日子。付于武对此深有感触,他表示,中国汽车工业经历的70年是一个创业的历史,也是一个创新的历程,是中国汽车人一代又一代创造的事业。
付于武
对于中国汽车动力系统的转型升级和今后发展,付于武给出了3点建议:
首先要坚持长期主义,就是在继承上发展,要高质量绿色发展,不图一日之功,要打造百年伟业。
他指出,长期主义就是要按汽车的发展规律办事,既要讲究创新发展的速度,更要讲究创新发展的效率。长期主义就是要坚持品质至上,给消费者提供不断符合消费者需要的更好的产品。长期主义就是我们汽车人要打正规战,不打游击战,要坚持创新,不屈不挠。长期主义就是说我们要比以往任何时候都要尊重创新,都要尊重团队,尊重人才。
第二,汽车产业要稳定产业链、供应链,保证产业的安全和高质量发展,要推动产业链瓶颈技术的全面突破,且不可盲目自信。行业诸多核心技术仍面临“卡脖子”问题难以攻破,这将成为产业进一步发展的阻碍。
第三,要在坚持纯电驱动发展战略的同时,统筹推进节能和新能源汽车的协调发展。轻量化技术、材料技术、低分子技术、后处理装置等节能技术的发展,仍然是要行业着重推进的重要课题。
编辑:薛亚培