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        技術(shù)演進:從引進追趕到輸出

        2023-09-19 09:56:38崔智明
        汽車縱橫 2023年9期
        關(guān)鍵詞:熱效率氫能車身

        文 / 本刊記者 崔智明

        自1953年至今,中國汽車技術(shù)不斷升級,成就了中國汽車工業(yè)70年的發(fā)展壯大。

        1953年,我國汽車工業(yè)在“無經(jīng)驗、無資料、無工裝、無設(shè)備、無技術(shù)”的“五無”條件下,以模仿、再創(chuàng)造走的方式開啟了篳路藍縷的創(chuàng)業(yè)之路。此后通過不斷的技術(shù)積累,中國車企逐漸走到了世界汽車市場的舞臺中央。其中,發(fā)動機技術(shù)、三電(電池、電機、電控)技術(shù)、氫能技術(shù)、智能化技術(shù)分別體現(xiàn)了我國汽車工業(yè)在不同時期的技術(shù)成就。

        發(fā)動機升級:熱效率從30%上升至50%

        發(fā)動機是燃油車的心臟,發(fā)動機技術(shù)是燃油車的核心技術(shù)。我國車企的發(fā)動機技術(shù)經(jīng)過數(shù)十年的引進吸收和自主研發(fā),其開發(fā)水平有了極大提升。在逐步配備了渦輪增壓、缸內(nèi)直噴、雙VVT、DVVT、CVVL、可變排量機油泵、中空充鈉氣門、低摩擦活塞、減摩擦表面涂層、啟停等技術(shù)后,我國主流車企陸續(xù)推出了能夠滿足市場需求甚至與合資、外資車企競爭的發(fā)動機產(chǎn)品。

        尾氣排放標準不斷加嚴和突出的熱效率表現(xiàn)從側(cè)面體現(xiàn)了我國發(fā)動機技術(shù)的提高。2001年7月1日,國一標準在全國范圍內(nèi)全面實施;2023年7月1日,國六b 標準對所有燃油車全面實施。從國一到國六,機動車排放標準中每一項污染物限制數(shù)值的具體要求不斷加嚴。為滿足相應(yīng)的排放標準,我國車企不斷對發(fā)動機技術(shù)進行研發(fā)攻關(guān),生產(chǎn)滿足市場需求的車輛,車輛的燃油經(jīng)濟性、可靠性也隨之得到提升。

        熱效率方面,我國汽油車的有效熱效率已經(jīng)由20年前的30%左右提高到了40%-42%,正在向45%到50%的效率邁進。以廣汽2018年發(fā)布的第三代1.5TM 直列三缸增壓直噴發(fā)動機為例,其熱效率高達40%,已到達世界領(lǐng)先水平,與豐田、本田等車企的熱效率技術(shù)水平比肩平齊。

        另外,我國重型內(nèi)燃機的熱效率也屢創(chuàng)世界新高,得到了國際檢測機構(gòu)的認證。2022年11月,濰柴動力發(fā)布全球首款本體熱效率52.28%商業(yè)化柴油機和全球首款本體熱效率54.16%商業(yè)化天然氣發(fā)動機。

        CTB 技術(shù)對純電車型的升級就像燃油車時代非承載式車身向承載式車身進化一樣,簡化了車身結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝,使得純電車型的車身安全、底盤操控、駕乘舒適等方面得以全面優(yōu)化。CTB 技術(shù)將搭載磷酸鐵鋰電池新能源車的續(xù)駛里程上限推至700 公里。

        三電、氫能技術(shù)凸顯新能源實力

        近年來,隨著新能源汽車產(chǎn)銷量的大幅增長,我國在新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域也逐漸成為了全球領(lǐng)跑者之一。新能源汽車包括三種動力形式,分別為插電混動新能源汽車、純電新能源汽車、氫能新能源汽車。目前,已經(jīng)有傳統(tǒng)跨國車企向中國車企拜師學藝、采購新能源汽車技術(shù)。

        2011年11月,工信部發(fā)布的《“十二五”產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新規(guī)劃》為中國新能源汽車的技術(shù)發(fā)展方向提供了關(guān)鍵指引。此后,相關(guān)部門制定的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新財政獎勵資金管理暫行辦法》為中國汽車行業(yè)在新能源汽車領(lǐng)域加強自主技術(shù)創(chuàng)新和推進重大關(guān)鍵技術(shù)突破提供了資金支持。

        事后證明,我國新能源汽車技術(shù)在此后的十余年里確實獲得了突飛猛進的發(fā)展,其中三電技術(shù)和氫能技術(shù)最具代表性。

        目前,我國新能源汽車主要安裝的是鋰電動力電池,鋰電的電芯技術(shù)和集成技術(shù)是我國新能源汽車在電池領(lǐng)域的主要進步方向。近些年來,新型電芯如刀片電池、軟包電池、4680 電池、固態(tài)電池等層出不窮;而新型電池的集成技術(shù)如CTP3.0 麒麟電池、CTB、CTC、彈匣電池、魔方電池等更是百花齊放。這些新技術(shù)不斷提升鋰電池的成本、續(xù)航、安全性和充電效率等性能,為新能源汽車車的可持續(xù)發(fā)展帶來了更多可能性和機遇。

        以2022年5月比亞迪發(fā)布的CTB 電池車身一體化技術(shù)(以下簡稱CTB 技術(shù))為例,CTB 技術(shù)對純電車型的升級就像燃油車時代非承載式車身向承載式車身進化一樣,簡化了車身結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝,使得純電車型的車身安全、底盤操控、駕乘舒適等方面得以全面優(yōu)化。CTB 技術(shù)將搭載磷酸鐵鋰電池新能源車的續(xù)駛里程上限推至700 公里。

        另外,寧德時代實現(xiàn)了動力電池在低溫性能方面的技術(shù)突破。2023年8月,寧德時代發(fā)布新產(chǎn)品神行超充電池,神行超充電池是全球首款采用磷酸鐵鋰材料并可實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的4C 超充電池。該電池在零下10 攝氏度低溫環(huán)境下可以在30 分鐘內(nèi)充電至80%,低溫虧電條件下零百加速性能不衰減。

        電機技術(shù)方面,電機是新能源汽車的“心臟”,高效率、高可靠性是電機技術(shù)進步的關(guān)鍵目標。近些年來,永磁同步電機、交流異步電機、無刷直流電機等技術(shù)不斷改進,實現(xiàn)了電機功率密度和能效的提高,同時降低了電機的成本和噪聲。

        電控技術(shù)方面,智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和安全性等是電控技術(shù)進步的重要方向。車輛級電控在功能、性能和可靠性等方面得到了不斷提升,特別是電動、智能化和感知技術(shù)的應(yīng)用為車輛級電控帶來了更大的可靠性、安全性和舒適性;另一方面,充電設(shè)施的智能化和控制與車輛級電控的互聯(lián)互通也在逐步實現(xiàn)。

        氫能技術(shù)方面,氫燃料電池的裝機功率最能體現(xiàn)氫能汽車的整體技術(shù)實力。2018年至2022年,我國氫燃料電池汽車的單車平均裝機功率從2018年的32.4kW 提升至2022年的98.9kW,年均復(fù)合增長率達32.1%。2021年底,億華通研發(fā)的240kW 氫燃料電池發(fā)動機“G20+”正式首發(fā);2022年初,長城上燃動力發(fā)布了大功率燃料電池發(fā)動機“超越-神州200”,額定功率達200kW。

        另外,廣西玉柴在2021年12月成功點火中國首臺燃氫發(fā)動機YCK05H,標志著我國在氫能發(fā)動機領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破。

        隨著激光雷達、超聲波雷達、毫米波雷達、車規(guī)級智能芯片、域控制器等智能設(shè)備的逐步上車,中國量產(chǎn)車的自動駕駛能力逐步從L0 級提升至L2+級,逐步具備了自動泊車、LAS 車道保持輔助和ACC 自適應(yīng)巡航等技術(shù)。小鵬汽車、蔚來汽車、理想汽車、問界汽車等車企在實現(xiàn)了高速NOA(導(dǎo)航輔助駕駛)后,逐步向更高階的城市NOA 領(lǐng)域發(fā)展。

        智能化已成中國汽車未來

        近年來,以智能駕駛和智能座艙為代表的汽車智能化技術(shù)已成為中國汽車行業(yè)未來的重點發(fā)展方向。目前,具備更多智能化功能的車型越來越受到80 后、90 后等主力購車群體的青睞,因此,智能化技術(shù)已成為中國車企的重要競爭領(lǐng)域。

        智能座艙方面,汽車座艙從2010年起由機械儀表盤、電子儀表盤逐漸向智能化方向發(fā)展。隨著人工智能技術(shù)的進步、集成化趨勢的推動,我國汽車智能座艙逐步具備了車載信息娛樂系統(tǒng)IVI、駕駛信息顯示系統(tǒng)、抬頭顯示系統(tǒng)HUD、流媒體后視鏡、智能座椅、氛圍燈。

        智能駕駛方面,隨著激光雷達、超聲波雷達、毫米波雷達、車規(guī)級智能芯片、域控制器等智能設(shè)備的逐步上車,中國量產(chǎn)車的自動駕駛能力逐步從L0 級提升至L2+級,逐步具備了自動泊車、LAS車道保持輔助和ACC 自適應(yīng)巡航等技術(shù)。小鵬汽車、蔚來汽車、理想汽車、問界汽車等車企在實現(xiàn)了高速NOA(導(dǎo)航輔助駕駛)后,逐步向更高階的城市NOA 領(lǐng)域發(fā)展。

        值得一提的是,我國在智能駕駛領(lǐng)域已有了深厚的技術(shù)儲備。百度、文遠知行、小馬智行等自動駕駛技術(shù)公司已在北京、深圳、武漢等地逐步實現(xiàn)了從“主駕配置安全員”到“主駕無人”、再到“前排無人”的L4 級自動駕駛出租車的示范性商業(yè)運營。并且,輕舟智航、文遠知行等自動駕駛技術(shù)公司在近些年逐步推廣了多個無人駕駛小巴的示范運營園區(qū)。園區(qū)內(nèi)的無人駕駛小巴不配置方向盤和剎車踏板,實現(xiàn)了真正意義上的L5 級自動駕駛。

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