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【盖世直播】陈平:电动车开发的新技术趋势

2017-04-20 18:44:35 盖世汽车
核心提示:“2017第九届全球汽车产业峰会”现场直播!

,第九届全球汽车产业峰会

北汽新能源总工程师 陈平

大家下午好,谢谢陈老师的介绍,因为今天好像是产业和关键技术,所以我总结了一些电动汽车开发的技术,简单说一下北汽新能源是连续四年,应该是我们在电纯电动车的领域,在全国是领先的,去年销量是5万多台,今年目标是7万台的销量。今天我讲的这个实际上应该是说从本身开发的电动车技术角度去看,没有具体的讲一些讲公司的很多情况。首先就是说如果我们要判断一个东西,我们谈的未来方向在哪儿,就是说开发的重点在哪,我们觉得我觉得应该是看现在的这个问题点和短板。我总结了几个未来电动汽车上的需求,因为这也是我们很多用户的抱怨或者是痛点。首先,成本是制约电动车发展,我觉得最大的一个因素是关键的零部件电池等等,这些东西的成本今后怎么去下降,实际上是一个电动车能否普及的一个关键,也是我们在研发上的今后的产业化方面的一个重点,还有一个续航里程,实际上是最大的抱怨,或者说客户最大的担心,所以说他今后会有一个更远的追求,或者说趋势。其实关键点也在电池上,提高电池的能量密度等等,这些方法电动车的续航里程更长。还有比如更智能,智能成为是世界上互联网智能化的趋势,已经是非常明显,用户在电动车上迫切的希望能够有这种更智能的东西使用更方便,给我们带来更多的这种使用的愉悦感,所以说它会需要一个更智能的这么一个趋势,还有更快这个是车的本身,动力性等等。这个是作为车不断的这么一个需求,这个实际上也是和续航里程等等密切相关的一个东西,轻了我就能跑得更远,所以结合现在轻量化的这种技术更加成熟,成本越来越低,所以使用它起来也成为现实,比如说更轻是一个追求,还有更便捷,这个也同样来自客户的这种抱怨,充电很麻烦,冬天等等,续航里程简短等等这些需求。我觉得我总结了这几点是我们电动车用户得真正的需求,所以说在这些点上我们怎么做技术,怎么使我们的电动车的性能提高成本下降,这个是未来我觉得提高产品竞争力能够跟传统车PK的这么一个必须要做的事,而且是一个摆在眼前的很明显的趋势。

在电动车开发的上面是我总结了几点,是一平台,三电,三化,一个网络这样的。这是我总结的一个平台,就是实际上说的是电动化底盘平台电话提他平台都是下边会讲到这个是一个,应该说基于传统车让传统车技术更适应电动车的这么一个趋势,但是还有传统的三电技术在电池、电驱动、电控这方面,实际上这个是传统的三电了,但是在这里面不断的去追求新技术,会使我们刚才说到的那些关键的性能能够有提高和突破,还有新的三化轻量化、网联化、智能化,大家都很清楚了,摆在眼前的这个已经是成为一个必然的趋势,已经成为一个必然趋势,我们怎么把这些东西体现到我们的电动车的产品上,这个也是今后发展的核心技术,但是还有充电服务网络就是电动车要想普及的话必须得使用方便,怎么能够把充电服务和网络能够更便捷,这个本是今后的一个趋势。

首先,这个一个平台说的是电动化底盘平台,实际上这个东西几年前就在和整车厂都在讨论这个事,是不是我们去开发一些更适合,因为电动车电池的布置、电驱动的方式等等跟传统车是不同的,我们怎么能把这平台改变,更使它更适合驱动系统电动化,但是在前几年虽然讨论很多,但是他很难很难,这个走到现实为什么?因为还是投入很大,开发一个平台底盘的话投入很大,如果没有销量的支撑的话,你是无法支撑这种开发成本的。这种成本压力的可以看到这些年电动车实际上已经逐步的在走向普及,使我们开发电动化底盘的工作,使它成为可能,也成为一个未来必然的这么一个趋势的,实际上这个电动底盘它实际上有这些特点,首先我们认为是一个集成化的特点,它考虑电驱动的,要考虑电驱动的特点,电机驱动电机驱动可能,碟机系统今后也会有几种方式,他会去考虑到还有电,特别是和电池总成的布置特点密切相关,它的布置更高效化,而且它可以集成电池布置的,比如说电池的箱体等等。结合在一起,另外当然还有轻量化,在这里面你看底盘本身就是一个,因为它占了很大的重量,它就有轻量化的这种可挖掘的空间。我开发出电动底盘怎么能够在我自己企业里不同重的车型能够通用化,即使乘用车有实用SUV是mpV等等。在开发都要考虑这些东西。另外,今后是不是有可能走到不同企业间的通用,我觉得这个这是一个,我觉得这一两年来或者说未来两三年来,我觉得这个会是一个非常明显的趋势,开发电动化底盘,实际上一些矿物一些大的OEM包括国内的主机厂已经开始在做这个,在几次车展上也发布了他们的电动化的底盘的概念车或者是样车。我认为在未来几年很快会大量得出现,这是一个趋势。还有三电,实际上这个大家都知道是电池系统电池这个东西,电池这个东西实际上再追求什么,我上面写了几个,一个是高安全高B亮长寿命低成本充电和环境的适应性,从这几方面追求它的,在追求它的性能的提高。我觉得近期特别是在追求高比能量续航里程加长,但是可能我认为再过两三年查多了电动车续航里程达到五百六百这个水平的话,实际上反过来就是说续航里程的追求相对来说下降,那对安全寿命成本的追求,但是成本是一直在追求,安全寿命还有充电的它需求会相对来说更强,实际上这里边也是简单讲也是几个方面,涉及到实际上一个最大一块就是电池本身,电池材料的开发。不同的正负极材料,不同电解液甚至隔膜等等。不同的新的技术进来之后能够提高密度,另外在安全性的开发上有很多,很多的材料阻燃耐高温的材料,包括隔膜的隔离的电池,隔离的这种设计这块是有电芯的设计,当然也有这个模块和包的里边得很多的设计,包括在包这个过程中与热失控的预警和过热自动断电设计等等,使它的系统设计整体的优化或者更面向于安全性的开发。在温度适应上,也是这个材料电解液的包括工艺等等的一些新技术会逐步的应用。

另外还有一个规格标准化,实际上它标准化之后可以更大量的在不同车型间通用的话,实际上是降低延迟系统的成本。这里边有电芯尺寸的这个标准化和模块的模组的标准化,我认为未来一两年都会成为趋势研发上的趋势,当然还有梯次利用和回收,这个国家已经明确要求了,有整车厂来负责。这一块实际上他也是降低成本的一个非常有效的做法,就是从在我设计一款车的时候就要考虑到它的梯次利用和回收,使它很容易去梯次利用,比如放到这个要求不太高的车上再去使用,放到储能上更容易去使用,实际上是降低了我整个电池的生命周期的成本是非常有效的,还有电池管理系统这一块。低成本的追求和高度集成的这种设计以及刚才刘院长讲得很多这种安全,主动的均衡等等这些功能的增加会成为趋势。

总的来说这块我们实际上有一个预估的,就是说电池的能量密度前几年看我们认为平均是大概10%,每年10%的水平在提高,相应的成本也是按速率在下降,所以未来我们认为还会是这个趋势。平均来看,每年能量密度提高百分之十几,相应的成本下降百分之十几,到了几年之后有可能电动车就能接近传统车的水平。这个三电里边还有一个电驱动系统,实际上它在追求上面写到了高效率高功率密度轻量化,还有高控制的控制自由度。首先,实际上对这些性能的追求体现在我觉得下面几个点的技术开发上,比如说新技术,比如说碳化硅为代表的下一代电力电子这个功率器件的使用,它使我们的电压能够更高,效率更高,是对这个相应的整个的系统的成本会下降,因为它电流下降了,包括逆变充电技术能够双向的充电和放电,使快充能够以低成本方式实现,比如说可以减少相应的很多充电的一些部件,这是一个新技术。比如说IGBT的技术里面当然也有很多新材料新的冷却方式,来去提高它的效率和功率密度。还有一个标准化和平台化的这么一个趋势,我认为在电驱动系统上,他能够电气接口也好,软件的接口也好,硬件接口也好,还有整体的标准化、系列化的产品,那么适用不同的车型,实际上同样是能够使它的通用化率提高去降低成本,我认为这也是一个趋势。

另外当然还有一个很明显趋势集成化的设计,比如说功率的模块,包括电机的控制器,DC充电机使它集成起来,现在从简单的物理集成进行下一步,甚至很多功率器件的集成,降低整体的成本,提高它的功率密度,是因为里边连接的成本是很高的。当然还有电机和电机控制器本身的集成,这里边的冷却系统集成使它的更紧密,占的体积更小,质量提高了功率密度。还有电机和减速器的集成,甚至减速器未来是一个可以换挡的变速箱,使它的集成起来能够也包括冷却的集成和机械的结成高度一体化的集成,我们能够使上述集成这个系统更进一步集成,它的整体的功率密度大幅提高。

还有一个就是说对分布驱动的追求,这里面更多是在驱动的机械结构上,比如说多级减速,他是可以使我们对电机系统的要求下降,使成本下降,同时使它的体积减小,车上的搭载的体积空间是很紧张的,这个是很有效的,另外还有轮毂电机轮边电机,我认为会逐步走向我们产品上,因为它能够使电动车的控制自由,更体现电动车的特点,特别是结合主动安全,在这些范围内,首先它可以使用电机来达到主动安全的效果,这个是电驱动系统方面我认为的一些趋势。

还有个电控系统,电控系统也很重要的,实际上电控系统现在大家可能认为好像相对来说都比较成熟了,实际上也确实是我们可能比较容易地找到一款控制器,把它这个软件也基本上可以了,车跑起来是没问题,但是实际上还有很多要提升的东西,比如说这个软件构架,整体的软件能够平台化模块化的开发,实际上还有对安全的追求。现在实际上欧洲都有标准,当然我们国家还没有标准,但是很多车企,包括我们也都在在推进这方面的工作,可能今年应该我们自己的三款控制器都会通过认证,但是这里边也有深化集成的一些趋势,比如说电机控制器和整车控制器是不是可以集成起来,这样可以降低成本,但是在集成的过程中对整车emc的要求会提高,会逐步提高,因为它干涉源会更强问题。

还有一些趋势实际上是智能化带来的,我的整车控制系统里边会有很多智能化的东西,很多智能化的检测的信号,包括雷达、摄像头等,这些信号大容量的进到我的整个控制系统里来,包括网联化,很多信息也都会进来,实际上这个这块给我们带来了一个是我们的系统的整个的反应速度,信息量会成倍的增加。一些关键的比如说和智能化结合的中控平台会进入到我的整车控制系统以来,这怎么去布置,怎么去搭载,还有说我的车的控制系统和外部的接口会越来越多。我们的车,远程监控也好或者说是远程的控制也好,我的所有的数据要送到后台等等。手机的连接也好,蓝牙也好等等连接都会上来,实际上给我们的网络的安全也带来了很大的挑战。在这一块都需要我们设计,就从系统的安全考虑去,比如说重新布置我们的网关等等。我们的通讯的整个系统的构架都要提升,实际上我们自己也在做这方面工作。在整个规划我们下一代的车上的电控系统,都考虑了这些因素去做。

三化,实际上智能化上面写到了五个步骤,从辅助驾驶逐步过渡到完全的自动驾驶等,我个人认为这个时间会很长,我认为到完全的自动加使得整个生态的实现,我个人认为我这辈子感觉很难看到,当然我比较保守和大家意见不同,这里边就涉及到很多的关键技术,比如环境感知大家都可能,这块大家都比较清楚。今天会上上午都讲了很多,环境感测、智能决策、控制执行,还有一些外部的因素都在制约智能化的推进的进程,这里边也带了很多机会,比如说环境感知很多零部件的供应商会崛起,智能决策这一块需要我们整车厂和很多的比如说数据识别的公司、IT公司去合作,控制执行实际上是改变了我们多的原来机械的结构,机械逐步转为电,这里边也涉及到整个执行的结构的平台线控,机械逐步转为线控。这种开放式的开放的线控平台,认为这都会成为趋势,但是其他的环节也非常重要,信息安全刚才说到了道路的基础设施,标准法规,实际上这只最后这个关键环节实际上就决定了你今后完全自动驾驶能否实现法规,如果说道路基础设施不统一,法规界定不清楚的话,我觉得是很难实现的。

网联化,大家也都很清楚逐步在往前推进,特别是分时租赁带来的,我们远程的了解这个车的这个情况等等,只是初步的,那今后可能这方面会从我的车到后台一直到整个互联网的内容的进入,这里边我认为有一些关键技术,比如说我的信息平台的建设,服务信息平台、决策平台,包括后边这个平台怎么去联系,怎么去建起来,可能会有新的通讯的技术会进来,车和车之间的,还有我们移动的这种新的技术,大数据技术这个有数据会越来越多,实际上通过这个数据的分析怎么整理,反馈到我车子上社反馈到我车的设计上来,实际上对这个我车的设计是一个有效的提高。还有信息安全,刚才说到了不光是这个车,终端这个东西还有后边和网络和平台都涉及到很多安全的技术,这块都是未来的热点。

轻量化,说到这个肯定是尤其在电动车上会大量的开始使用,这里边三个关键的环节,材料、工艺、结构,首先比如说这个核心的材料已经逐步的开始使用高强度钢铝合金、镁合金,我们的今年夏天能够上市的一款小车上会有大量的核心材料,还有一些非金属复合材料塑料,但是要考虑成本,会逐步的越来越多不同的材料之间的连接,这里边这几个点上实际上都必须要考虑到一些新技术,新的工艺等等,成型技术这些新的这个材料带来了我的成型的过程会不一样,那有的新的公司会有一些新的技术进来,整个结构的优化的设计。整车零部件它的设计都要考虑这个轻量化材料,新的材料使用之后我应该怎么去设计,怎么满足我的轻度,仿真技术我觉得非常重要,会有更多的仿真技术进来,对我这个材料进行一个判断。

刚才说到最后一个网络,实际上是充电服务网络,这个要建不好他这个还是不能大规模推广,这个实际上也是一个机会,包括基础设施块就不说了,这样换电站等等。政府能源公司和我们车企业通力的合作事业在不断的推进,还有服务平台,我今后使用电车这个车用起来之后我电价的系统等等,多能源的这种交互可能会有新的公司,在里面来进行服务,因为车企可能不擅长这个,那可能会有新的服务型的公司出现。这里当然有些关键的技术,刚才说到了双向充电的技术,智能充电、无线充电,移动中的充电,新型的快充的技术,这个还是在充电中的安全保护,我觉得这块讲得比较笼统,那里边每个点上都有很多新的技术,有很多新的公司在做,这些都会成为他们的机会。

除了刚才说的几个,还有一些关键技术。比如车载充电器这块说到了是一个集成的基础,当然还有和双向充电向关联起来,使它的零部件的功能会越来越多,走入下一代的开发,电制动和电转向,这个实际上就和我刚才说的很多,比如智能化的应用还有能量回收密切相关,应该说已经大部分在开始用了,那这块还需要很多安全性的充分的验证。电空调和热管理实际上使用便利性的一个需求,电空调一开我的续航里程下降一半,那这个客户的抱怨太多了,我们今后怎么去做热泵空调,使我的制热的效率能够提高一倍以上,肯定今后是一个趋势。现在我们实际上在搭载测试了,我估计在明年的车上可能会使用,当然还有整个的热管理系统怎么更高效化,包括乘员舱和电池的一体化的热管理驱动系统,把电机系统整个也考虑进来,使我的整个的热管理的系统效率更高,提高我的续航里程,我认为这些都是一些趋势。

最后总结一些观点,说到电动车的未来的技术趋势,我认为一个是传统车的开发经验必须被继承,因为可能在座的有很多互联网造车,我们也经常争论,但我认为车的第一属性是行走,必须要把这个行走的性能和行走带来相关的开发,包括动力性、驾驶舒适性这些东西首先要做好,才能去考下一步的事,还有传统车的开发经验里边有很多的流程和标准,这一块是需要时间积累的,我觉得未来还是整车厂在电动化的,甚至智能化的过程中会占据很重要的位置,这是我的观点,还有技术储备的重要性,这个车的技术可能跟我认为和这个IT业还是不一样,它需要积累,不管成一个公司也好,从个人来好看也好,那相对的积累的时间要长一些。我这写到了这个怎么积累,实际上我们中国的企业都在急着做产品,实际上是产品品牌研发这个过程,后面的积累相对要弱一些。国外的车企很多都是分为三个层级在做技术,除了产品开发以外,他有后边预言的阶段,未来5到10年的新技术,我应该怎么去验证,还有技术研究和大学研究机构结合起来,做20年后的技术储备,要形成这种事态才能去赶超国外的车企,或者说你的产品才有长久竞争力。因为车这个东西是要长久竞争力的,不可能一款车好你就行,它需要不断的品质的积累才能创造品牌的议价能力,这块非常重要,整个公司的知识体系积累体系也是非常重要的。

还有从零部件的开发这个来看,我认为整车厂的会逐步的介入和主导。比如说举个例子电池,那我们可能在电池集成的过程中,整车场会越来越多,起码从我们公司或者说几个主流的整车上来看也会越来越多,今后我们会完全自己做,因为这个是一个交叉的技术,这里边有电池公司的对它的要求,有整车对它的要求,但我们怎么能够把它做好,实际上需要它是一个交叉的,开始是成立合资公司等等这种形式,但是我认为今后我们掌握之后,我们会独挡电池包的集成的设计,我们已经是我们已经自己的产品在搭载的车上了,今后会越来越多。另外,整车厂和零部件的协作强化,我认为今后会逐步加强的这么一个势态。国外的整车厂很多整车和零部件是一个集团来做的,它的很多战略是互通的,这个技术的交流也是很彻底的,不像中国这么多保留,实际上这样你才能做好你整个的车的规划,就是车和零部件同时规划,不像现在可能供应商做供应商,那不是,实际上是一个同步去追求更高的性价比的这么一个过程,所以我认为这个协作强化必须加强,我认为也自然会加强好,我就讲这么多,谢谢!

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