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双碳战略下的智能网联新能源汽车

转载 : zaoche168.com 2022年01月04日

导语

未来智能网联新能源汽车将集成智能电驱动动力单元、轮毂电驱动、可变结构智能线控底盘、全气候电池、可更换式智能车舱等子系统，并由多域智能控制器，通过车载高速网络实施对整车的智能驾驶与安全控制。

绿色低碳发展成为世界可持续发展的必由之路，全球已有127个国家承诺碳中和，其中包括全球10大煤电国家中的5个。我国低碳转型任务艰巨，能源结构持续低碳转型是基础支撑，终端部门节能提效升级是主要途径。

道路交通碳减排任重道远。2019年，我国交通部门的碳排放约11.8亿吨，占全国碳排放比重约10%；我国公路运输总排放占交通总碳排放约86.8%；我国交通领域碳排放与经济增长尚未脱钩，且增速较快。因此，汽车产业实施双碳战略意义重大。

孙逢春中国工程院院士、北京理工大学教授

中国工程院院士、北京理工大学教授孙逢春在2021未来汽车生态大会上表示：“我国发展智能网联新能源汽车具有重要的战略意义。一方面，为实现碳达峰、碳中和目标；另一方面，我国必须加速能源转型和革命进程。我国在新能源领域已形成了全球先发和领先优势，因此加速发展新能源汽车具有重大意义。”

01 发展趋势
孙逢春认为，电动化、网联化、智能化已经成为汽车产业的发展潮流和趋势。三化融合发展，催生出智能网联新能源汽车。

其中，电动化是三化的技术基础。电动汽车凭借其多能量来源、高能效和零排放的核心优势，已成为不可逆转的国际趋势，世界主要汽车大国已纷纷制定了禁售传统燃油车时间表。在汽车电动化浪潮中，智能化和网联化随之发展，并有望带来更加安全、高效、舒适和便捷的驾乘体验。

孙逢春认为，我国新能源汽车技术居国际先进水平，新能源汽车保有量近650万辆，连续多年位居全球第一，占全球50%以上。截至目前，我国已累计销售新能源汽车852.65万辆。仅2021年1-11月新能源车（含商用车等）就零售299万辆，同比增长166.8%；目前，私家新能源乘用车是主流销售车型，2021年1-11月销售283.7万辆。

根据《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》提出的目标，到2025年我国新能源汽车新车销售量应达到汽车新车销售总量的20%左右。

02 创新体现
“我国新能源汽车大数据技术步入快车道，构建了全球最大的车联网平台。截至2021年11月9日，新能源汽车大数据监管平台接入车辆近650万辆，总里程2000亿多公里，综合碳减排量超8000万吨。同时，平台还具有新能源汽车运行安全监测、财政补贴核算、节能减排交易、产品质量分析、为各类用户提供多种服务等五大功能。”孙逢春院士如是说。

他认为，在创新优先发展领域方面，主要体现在以下几方面：

第一，数据与数据驱动技术将成为智能网联新能源汽车最鲜明的特征，数据驱动的智能算法已经能够实现各种自动驾驶子任务，从场景数据采集出发，采用神经网络实现智能化的学习，最终演变成为智能网联新能源汽车上的各种功能，走进千家万户，服务各个层面。

第二，在国家层面，大数据技术可以实现节能减排核算以及安全和质量监管；从用户的角度，利用大数据能够缓解纯电动车主的安全和充电焦虑。

第三，在车路协同方面，从多传感器融合、边缘计算到智能交通信号灯控制，从车-车数据交互到车辆编队行驶，人车路云互联，形成超复杂网络。

第四，在产业应用方面，智能驾驶已经在四大场景领先应用，包括新能源汽车ADAS、RoboTaxi、末端配送和矿山港口等应用用领域。

第五，开放环境示范运行与生态构建。自动驾驶是智能网联汽车的重要功能之一。在未来，智能驾驶将覆盖乘用、商用、专用、重卡等车型，由限定场景逐渐扩展到开放道路，从而实现全行业、全场景、全领域的应用。

未来智能网联新能源汽车是什么样子？它的重要特征是什么？

孙逢春院士称：“我们认为，未来智能网联新能源汽车集成智能电驱动动力单元、轮毂电驱动、可变结构智能线控底盘、全气候电池、可更换式智能车舱等子系统，并由多域智能控制器，通过车载高速网络实施对整车的智能驾驶与安全控制。”

03 攻关方向

从系统工程的角度来看，智能网联新能源汽车可分为“三横三纵”技术架构——三平台，即开发平台、地图平台、云控平台，加三核心，即传感/执行、高性能计算、网联安全等技术。
孙逢春强调，智能网联新能源汽车的主要核心关键技术如下：

第一，从正向设计角度出发，开发出全自主、长续航、低电耗、模块化与轻量化的可变结构纯电驱动专用线控底盘平台，核心技术指标具有全球领先性。

第二，高比能量密度、高安全、长寿命、低成本的动力电池。动力电池是未来智能网联新能源汽车领域激烈竞争的焦点之一，我们期待，到2035年，高端能量型动力电池比能量＞500Wh/kg，安全性、耐久性及环境适应性等满足电动汽车全气候应用；并构建完善退役动力蓄电池精细化、智能化、高值化清洁循环利用技术体系，实现经济性的绿色回收利用。

第三，高效率、轻量化、集成化驱动电机与传动系统全方位满足分布式驱动新能源汽车使用要求。轻量化轮毂电机、高集成SiC控制器、扁线电机等新技术将显著提升电驱动系统的能量利用效率。

第四，随着电车辆控制部件越来越多，通信和控制传输需求增大，如何保证数据处理以及网络安全的最优化成为难题。未来智能网联新能源汽车控制的电子电气架构，将以全新的面貌出现。高速网络环境下的多域分布式控制将成为标配。

第五，燃料电池汽车方面，高可靠性、长寿命、低成本、氢能源制储运和加注，整个技术链、产品链和运行产业链等经济效益仍然是制约燃料电池汽车进入商业化运行和大规模推广应用的关键障碍。其关键技术包括成核心材料、电池堆、关键附件和系统集成等多个领域。我们期望，到2035年，燃料电池系统达到国际先进水平，满足大规模产业化需求，实现氢能基础设施、燃料电池汽车的大规模推广应用。

第六，我国在新能源汽车部件、系统和整车集成的设计与制造方面取得了突飞猛进的发展。但是，我们在基础元器件、基础工艺、基础软件、基础创新平台等基础研究开发方面存在严重短板。

最后，他特别提出，智能网联新能源汽车技术和产业的命脉包括车规级计算和功率芯片、车控操作系统、关键器件材料、关键工艺、高端设计与开发软件(如CAE)、高端制造与检测装备等，这些技术我们严重依赖进口，成为中国和西方技术和经济战场上的卡脖子技术。在汽车与能源、信息与材料等高度融合的新型技术与产业竞争赛道中，我们需要突破瓶颈技术，早日实现“汽车强国”的宏伟目标。

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