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下一代电动化平台定义研讨会及会议观点

发布时间:2025-01-09 来源:中国汽车工程学会

汽车电动化和智能化加速融合发展,为了进一步巩固和提升我国新能源汽车的国际竞争力,需提前定义下一代电动化平台,明确技术及产品发展路线,并给出关键技术指标提升方向。为此,在电动汽车联盟2025年成员大会期间,联盟秘书处组织召开了“下一代电动化平台定义研讨会—EV先锋论坛”,吸引了来自高校、科研院所、整车企业、零部件企业共计近100人参加。会议共分为能源与动力、新型底盘、平台定义三个议题,由联盟电机工作组主任贡俊和底盘工作组主任张俊智共同主持。

 

会议现场

联盟电机工作组主任、上海智能汽车融合创新中心总经理贡俊

联盟底盘工作组主任、清华大学教授张俊智

 

 

 

一、能源与动力

分布式驱动和全固态电池赋能智能底盘打造下一代电动化平台

苏州汇川联合动力系统股份有限公司技术总成研发总工薛辉

苏州汇川总工薛辉做题为《分布式电驱动技术进展》的引导报告。双电机中央分布式电驱在中国、美国、欧洲三大市场空间需求较明显,高功率、高扭矩、高功率密度等成为共性需求。典型的分布式辅驱架构包括异步双电机、永磁同步双电机、永磁同步双电机辅驱+断开。分布式驱动技术可实现智能矢量控制、泊车辅助、四轮转矩控制、转向辅助、原地掉头、动态矢量控制等功能,下一步发展趋势是小型化、多样化、高效化、集成化、融合化,并在中长期实现分布式扩展能力、XYZ融合控制、XYZ深度融合。

中国科学院物理研究所副主任工程师俞海龙

中科院物理所副主任工程师俞海龙做题为《全固态动力电池技术进展》的引导报告。全固态电池成为全球研究和产业界焦点,日本38家机构联合研发全固态锂电池,实验原型全固态电池能量密度已达400Wh/kg;国内CATL、江苏清陶、珈伟股份、赣锋锂业、北京卫蓝通过混合固液和原位固态化(电解液占比<5%)比能量在360-500Wh/kg;LG、SAMSUNG、目前水平400-500Wh/kg,混合固液和薄膜电池技术路线。高安全可靠性、新材料兼容性、双极性电池是全固态电池的体系优势,但仍面临挑战,如热管理策略、安全边界、充放电曲线、SOC预测、安全预警等。

讨论环节,就分布式驱动最佳应用场景及产业化挑战、全固态电池对热管理及集成技术体系的改变、能源转型下如何保持和稳固我国动力电池产业优势等话题展开积极热烈的讨论,形成如下观点。

1)目前分布式驱动主要应用在军用特种车辆、高端乘用车、低地板公交车等性能要求高且成本不敏感场景,提升转矩密度是一条重要技术方向。分布式驱动是未来电动化发展进程的重要选择,目前国内有高校正研发60Nm/kg电机,可有效降低簧下质量,高转矩密度对集中式驱动也是一个发展方向,可以把转速降下来,把可靠性和效率提上去,径向磁通电机具备更高转矩密度潜力。

2)轮毂电机作为分布式驱动其中一条重要技术路线,其在乘用车领域的大规模量产应用仍有较长的路要走。轮边电机和轮毂电机是分布式驱动的两条重要技术路线,轮边电机已在高端乘用车和低地板公交车等车型应用,但轮毂电机的产业化还面临设计、成本、可靠性等挑战。从十一五开始,国家研发项目一直支持轮毂电机,目前比较突出的两个难点是功耗效率和动密封寿命。

3)全固态电池理论上温度适应性更好,可简化热管理系统。全固态电池产热能力与电池内阻和导热系数等相关,理论上固态电解质电导率更大、电池内阻更低,但目前的技术水平仅能实现与液态电池相当的内阻。因为全固态电池在高温下的材料活性更高和其安全性更高,因此可取消电池散热功能,仅保留电池加热与保温功能,可一定程度上简化热管理系统。

4)全固态电池的产业链建设还不完善,预计还需要至少10年时间才能形成大规模量产能力。虽然全固态电池有望在2027-2028年量产上车,但电池材料体系的变革和导入并形成量产能力需要10-20年,目前固态电解质已形成百吨、千吨级供货能力,但尚不支持全固态电池量产;同时生产工艺和设备与液态电池相比颠覆性较大,尚未形成成熟方案,预计还需要10-15年达到全固态电池大规模量产能力。

 

 

二、新型底盘

EMB和角模块有利于实现新型底盘的平台化和模块化

理想汽车电子制动总监陈琰

理想总监陈琰做题为《EMB技术及标准法规推进》的引导报告。EMB实现了机械解耦和纯电制动,有利于实现底盘的平台化和模块化,也是未来实现底盘端到端的基石;预计EMB在2026年实现量产落地,一方面产业链在逐渐成熟,另一方面配套法规也在逐渐完善;EMB新架构在供电安全、通讯安全、连接安全、轮端环境可靠性带来了新挑战,虽然GB 21670新增了供电装置、储能装置、EMB制动系统等约束,但由于市场上EMB方案各不相同并且失效情况多种多样,因此该标准面向EMB量产仍然不够,还应该进一步加强在系统安全方面的约束,可不用关注系统具体失效模式,而应该更加关注失效之后对整车的影响,并划分了四种系统失效降级模式。

阿克曼矩阵技术(上海)有限公司技术总监齐洪元

阿克曼矩阵技术总监齐洪元做题为《新型汽车行驶单位技术及产品》的引导报告。角模块执行系统简化了大量的机械连接装置及液压/气压等辅助装置,并增加了控制功能,是高级别自动驾驶汽车执行端的基石;分布式驱动的控制架构分为三级:第一级是总控制器,第二级包括平台本体主控制器和模块化载荷控制器,第三级是分布式子控制器,三级控制器架构通过各级CAN总线进行数据通信;角模块系统的关键技术及创新点包括:高功率密度的长寿命轮毂电机系统、带有内外轮转角分配装置的转向系统设计、悬挂系统优化—车身姿态与路面深度解耦、全栈自研高速 EMB 的制动系统设计等。

讨论环节,就智能汽车端到端技术对底盘域控的挑战和全新定位、新型底盘可能带来的供应链合作模式的革新等话题展开积极热烈的讨论,形成如下观点。

1)EMB取消了机械连接,其导入对整车企业和用户均有价值。对整车企业而言由于EMB实现了软硬解耦,从而摆脱了对电磁阀的依赖,还可实现软件自主可控,从而打造产品差异化的竞争力;对用户而言可以缩短制动距离、减少智能驾驶执行端的延迟从而提升智能驾驶安全性、EMB可以主动分配制动力做到舒适制动、不用更换制动液实现免维护等。

2)预计2026年是EMB量产元年,未来整车企业与供应商之间的关系将发生改变。整车企业和供应商在积极推动EMB产业化,EMB没有高精密件,如果经过市场验证是安全可靠的,那么经过2-3年的技术成熟期,预计2028年会迎来市场爆发,到时产能不是瓶颈。整车企业希望掌握制动力的控制权,做系统集成,供应商仅提供执行器硬件。

3)未来要实现L4自动驾驶,底盘端到端是一个必经之路。底盘端到端面临的挑战一是需要将感知的信息和地面的触觉信息做融合,这是非常大的数据量;二是训练大模型需要高质量数据的获取,这需要时间的积累和庞大团队的支撑;三是地面这些传感器的响应时间和感知的频率相差近一个数量级,如何让两者尽可能接近对于算力和模型都是挑战。

 

 

三、平台定义

机械架构和数字架构加快车型快速迭代开发

上海蔚来汽车有限公司技术规划部高级顾问金曦

蔚来高级顾问金曦做题为《下一代电动化平台技术趋势》的引导报告,传统汽车的架构已经难以满足智能电动汽车的需求,高阶智能化需要多控制器协同配合,要进行全生命周期迭代升级与维护。蔚来将整车研发分为了机械架构与数字架构两部分,其中数字架构包括了计算平台、传感器、通信、电源、软件、工具链、云&数据。数字架构有下层的智能硬件、中层的操作系统、上层的算法和应用,是分层解耦的计算和通信框架,因此是智能系统的地基,决定了汽车智能化进化的速度与高度。下一代智能电动汽车必须要有强大的算力、超高带宽和极低时延、极致可靠、精准的能源管理。

讨论环节,就软件定义汽车对平台战略生命周期的影响、如何建设跨领域技术“货架”并导入产品应用等话题展开积极热烈的讨论。

1)  机械架构和数字架构是一个有机的结合,通过数字架构的建设可实现机械架构的迭代和优化。机械架构包括底盘、三电、各类执行器硬件等,可以通过数字架构的设计让机械架构更稳定更安全更快捷,从而维持最新状态。

2)  软件定义汽车是一种以软件为核心的汽车架构,其与先进数字架构强相关。智能驾驶、智能座舱、能源服务等跟汽车紧密相关,通过软件的设计能够实时更新收集的数据量,场景的定义能够让智能驾驶更稳定更安全;通过OTA升级能够让用户享受最新的座舱。这些应用都离不开软件本身对它们的维护和更新。

3)  把机械架构和数字架构中的一些模块化东西进行包装,跨领域技术“货架”可以实现车型快速迭代开发。整车企业开发新车型时,可以把这些模块化的设计导入,从而实现车型的快速迭代开发。另外,对于不同品牌的迭代,由于数字架构的整个逻辑是相同的,可以快速的把这些模块导入不同品牌,这样对车企的国际化拓展也非常有帮助。


 

张俊智教授在会议总结时指出,电动化平台性能的进一步提升严重依赖电机、电池、底盘,包括数字化、信息化和智能驾驶。当前创新全方位打开,以制动系统为例,除EMB以外,液压制动和气压制动的执行机构及底层控制已发生变化,底盘防滑控制的底层逻辑也在发生变化。国外暂未实现EMB大规模产业化,因此打通EMB产业链及供应链将填补我国长期在底盘方面的短板;同时,要把动力系统的技术基础和创新发展移植到底盘上,充分发挥电机系统在制动和底盘动力学控制中的作用。

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