汽車+X 雙碳背景之下十大技術(shù)趨勢預(yù)測

2021年對中國汽車工業(yè)來說是具有特殊意義的一年。既是“十四五”開局之年，也是踐行“二氧化碳排放達峰、碳中和”目標，邁向《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》新征程的歷史起點。那么，在這樣的背景下，汽車行業(yè)將迎來哪些創(chuàng)新？

10月19-21日，由中國汽車工程學(xué)會主辦的2021中國汽車工程學(xué)會年會暨展覽會在上海汽車展覽中心舉行。本次大會主題為“汽車+X，雙碳背景下的汽車科技創(chuàng)新”，旨在實現(xiàn)汽車行業(yè)二氧化碳排放峰值和碳中和的目標。本次大會圍繞汽車電動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、共享化的發(fā)展趨勢，深入探討汽車與能源、交通、信息通信等的深度融合與協(xié)同。

在雙碳目標下，需要跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的合作。

2021年9月，在第75屆聯(lián)合國大會上，總書記代表中國提出“二氧化碳排放2030年達到峰值，2060年實現(xiàn)碳中和”的發(fā)展目標。在繪制全國各地區(qū)低碳發(fā)展新藍圖的同時，也明確了目標，為中國汽車產(chǎn)業(yè)應(yīng)對氣候變化、綠色低碳發(fā)展指明了方向。

中國汽車工程學(xué)會名譽理事長傅

然而，在汽車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)雙碳目標并不是一件容易的事情。中國汽車工程學(xué)會名譽理事長傅指出，實現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)“雙碳”目標是一項龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要汽車產(chǎn)業(yè)、技術(shù)、市場全面轉(zhuǎn)型，需要跨產(chǎn)業(yè)、跨領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新、融合發(fā)展。

傅強調(diào)，“二氧化碳排放峰值、碳中和”目標進一步加快了跨行業(yè)、跨領(lǐng)域融合的發(fā)展進程，以“汽車+X”為核心的技術(shù)交叉融合不僅賦能了汽車產(chǎn)業(yè)自身的低碳轉(zhuǎn)型，也成為推動相關(guān)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“雙碳”目標、實現(xiàn)發(fā)展增長的內(nèi)生動力。

比如以“車-路-云-網(wǎng)”數(shù)字互聯(lián)、協(xié)同自動駕駛為代表的智能駕駛、車-網(wǎng)融合技術(shù)，不斷為汽車賦能，為城市道路交通實現(xiàn)低碳高效的移動出行提供顛覆性解決方案，持續(xù)推動汽車、交通、城市的融合發(fā)展。

再者，有序充電、V2G、退役電池分步利用以及“光儲充放”等相關(guān)技術(shù)的融合，可以有效提高電力系統(tǒng)的靈活性，促進新能源汽車與可再生能源的融合，實現(xiàn)調(diào)峰填谷，有效緩解用電高峰時段的供電壓力，對持續(xù)降低燃煤電機裝配工產(chǎn)能、推動能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型起到積極作用。

2022年中國汽車技術(shù)十大趨勢

在雙碳的背景下，各種先進技術(shù)趨勢也層出不窮。中國汽車工程學(xué)會副秘書長、國際汽車工程科技創(chuàng)新戰(zhàn)略研究院執(zhí)行院長侯宣布“2022中國汽車技術(shù)趨勢發(fā)布”。他說，2022年有十大技術(shù)趨勢值得我們高度關(guān)注。

趨勢一:汽車用大規(guī)模計算芯片明年量產(chǎn)裝車。高計算能力的車規(guī)級計算芯片是我們實現(xiàn)高度自動駕駛的非常核心的部件。預(yù)計明年自主車規(guī)級計算芯片單個芯片的計算能力為100TOPS，將會使用多種車輛前置應(yīng)用。

趨勢二:第三代半導(dǎo)體電機控制器將實現(xiàn)多車企量產(chǎn)應(yīng)用。第三代半導(dǎo)體電機控制器是實現(xiàn)電氣系統(tǒng)高效、高速、高密度的關(guān)鍵部件。預(yù)計明年第三代半導(dǎo)體電機控制器將在多家整車企業(yè)量產(chǎn)，市場規(guī)模有望超過60萬臺。

趨勢三:安全技術(shù)的提升推動了300Wh/kg高比能量動力電池裝車的應(yīng)用。動力電池系統(tǒng)安全技術(shù)是高比能量動力電池應(yīng)用于整車的重要前提。預(yù)計明年隨著動力電池系統(tǒng)安全技術(shù)的提升，300Wh/kg動力電池將率先在高端車型中支持裝車。

趨勢四:長壽命燃料電池系統(tǒng)將在商用車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)多場景應(yīng)用。長壽命是燃料電池系統(tǒng)長距離重載應(yīng)用的基本要求。預(yù)計在燃料電池推廣政策的支持和推動下，明年使用壽命超過10000小時的燃料電池系統(tǒng)將在物流、長途運輸、碼頭、礦山、長途客運等長途、重載領(lǐng)域多場景使用。

趨勢五:基于專用平臺的純電動乘用車市場份額將超過65%。純電動平臺的應(yīng)用有利于動力電池車身底盤的一體化設(shè)計和整車整體性能的提升。預(yù)計到明年，純電動平臺將被中國品牌廣泛使用，市場份額將大幅提升65%以上。

趨勢六:國產(chǎn)高性能純電動乘用車將更多采用800 V高壓平臺。核心電氣元件，突破800 V高壓，能顯著提升整車效率，尤其是大功率充電和極速充電，幫助很大。預(yù)計明年將有一批中國企業(yè)推出800伏高壓高性能生產(chǎn)車型。

趨勢七:智能熱管理技術(shù)大幅提升新能源汽車低溫適應(yīng)性。預(yù)計到明年，智能熱管理技術(shù)的應(yīng)用將有效支撐新能源汽車，實現(xiàn)零下30度的環(huán)保應(yīng)用，也將極大解決我們目前面臨的痛點問題。

趨勢8:域控制器將實現(xiàn)從單域控制到跨域集成的技術(shù)突破。明年，這一突破將進一步降低硬件、軟件和功能之間的耦合性，降低車內(nèi)電子架構(gòu)的復(fù)雜性，構(gòu)建智能網(wǎng)聯(lián)汽車新生態(tài)。

趨勢九:車輛信息安全防護技術(shù)將從邊界防御向主動防御縱深體系飛躍。預(yù)計明年，通過我們技術(shù)的進步，我們將提前實現(xiàn)危險意識的動態(tài)實時響應(yīng)，實現(xiàn)更高效、更安全的車輛防護。

趨勢10:DHT混動系統(tǒng)的裝載規(guī)模將翻倍。DHT混動技術(shù)是乘用車節(jié)能降碳的主要功能。明年將應(yīng)用多車企DHT混動系統(tǒng)的前期研發(fā)成果，更多混動車型上市銷售。DHT混合動力系統(tǒng)預(yù)計將達到150萬套車載應(yīng)用。

要注意兩個基本創(chuàng)新方向。

在本次大會上，中國汽車工程學(xué)會理事長、中國工程院院士、清華大學(xué)教授李俊發(fā)表了題為《中國汽車工業(yè)應(yīng)高度重視的兩大基礎(chǔ)的創(chuàng)新方向》的演講。他指出，目前有兩個2.0值得我們關(guān)注:一個是Autonomy2.0，另一個是氨=氫2.0。

中國汽車工程學(xué)會會長李俊

先看看Autonomy2.0。為什么自動駕駛還在路上五年？早期有很多機構(gòu)和專家預(yù)測，自動駕駛汽車的時代將在5年內(nèi)或者最多不超過10年后迎來。換句話說，自動駕駛很快就會上路，所以很多投資公司也進行了大量的投資。

但是目前很多企業(yè)在自動駕駛領(lǐng)域已經(jīng)努力了十幾年，投入了大量的資金，但是依然沒有曙光。李俊強調(diào)，在感知、預(yù)測、路徑規(guī)劃和測試四個方面的自動駕駛主要任務(wù)中，只有感知段能夠完成近100%，而預(yù)測的工作完成率不到50%，路徑規(guī)劃和預(yù)測的工作完成率幾乎為零。

李俊表示，這其中的重要原因在于Autonomy1.0。場景感知和預(yù)測軟件基于人工智能和機器學(xué)習(xí)，路徑規(guī)劃基于人工規(guī)則。因為人為的規(guī)則，自動駕駛汽車的框架和方法具有長尾效應(yīng)。

因此，一些組織提出了Autonomy2.0。李俊強調(diào)，Autonomy2.0解決了基于大數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)的自動駕駛問題。Autonomy2.0可以實現(xiàn)系統(tǒng)可擴展性，修復(fù)長尾。

另一個是氨=氫2.0。李俊強調(diào)，氫能汽車具有“長尾”效應(yīng)。根據(jù)規(guī)劃，氫能汽車將在2018-2021年處于項目示范期，2020-2025年進入監(jiān)管期，2025-2030年進入市場拓展期。但現(xiàn)實是，即使氫能汽車有幾十年的研發(fā)歷史，但單一的氫能系統(tǒng)受到運輸、儲存、安全和成本的限制，使得現(xiàn)在無法大規(guī)模落地。

李俊指出，氫動力重型商用車面臨的挑戰(zhàn)包括熱管理、氫負荷、加氫時間、加氫站間間隔、加氫標準、氫成本等。那么，如何解決這些挑戰(zhàn)呢？目前，無碳燃料有兩種，氫和氨。將氫和氨集成到新能源汽車中可能是未來的一個重要方向。

日本政府于2021年4月發(fā)布了氨能源戰(zhàn)略，氨成為應(yīng)對氣候變化的新國際戰(zhàn)略。日本的SIP明確表示，氨的直接燃燒沒有二氧化碳，氨是最大的氫載體，供應(yīng)鏈可以低成本商業(yè)化，氨燃燒的氮氧化物排放可以控制。

數(shù)據(jù)顯示，全球合成氨年產(chǎn)量2億噸，我國合成氨年產(chǎn)量5000-6000萬噸，占全球產(chǎn)量的25-30%。全球氨聯(lián)盟預(yù)測“氨是未來綠色能源的贏家”，是真正的零碳燃料，能量密度高，易液化，儲運方便，基礎(chǔ)設(shè)施完善。

因此，李俊強調(diào)，國外原始設(shè)備制造商已經(jīng)制定了氨能源汽車的發(fā)展戰(zhàn)略，并規(guī)劃了液氨內(nèi)燃機的前瞻性研發(fā)。此外，國外原始設(shè)備制造商也提出了未來可持續(xù)的氨能源社會。車輛上儲存的液氨體積能量密度是液氫的兩倍，成本只有一半。在解決氫能汽車的發(fā)展問題時，要從能源方面考慮，氫氨一體化能源汽車將是未來重要的發(fā)展方向。或許，未來一段時間，氨能汽車將迎來一次大的市場爆發(fā)？