編前:技術(shù)是汽車發(fā)展的驅(qū)動力。2016年是傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵一年,互聯(lián)網(wǎng)、半導體、軟件算法等企業(yè)與汽車企業(yè)的深度融合,促使汽車及汽車零部件技術(shù)有了新變化、新趨勢。那么,這些汽車零部件新技術(shù)未來會有怎樣的發(fā)展,又將帶領(lǐng)汽車走向何方。
1.發(fā)動機動力提升打出“組合拳”:兩級增壓技術(shù)
近幾年,小排量發(fā)動機受到廣大汽車企業(yè)推崇,渦輪增壓技術(shù)為小排量發(fā)動機動力提升、燃油經(jīng)濟性優(yōu)化做出突出貢獻,漸成一種技術(shù)潮流。伴隨環(huán)保標準、排放法規(guī)的不斷加嚴以及發(fā)動機技術(shù)的不斷提升,多種增壓技術(shù)組合來提升發(fā)動機性能的技術(shù)方案成為未來發(fā)動機技術(shù)趨勢之一。
目前,兩級增壓已成為增壓技術(shù)領(lǐng)域的討論熱點之一,包括兩級渦輪增壓(由一大一小兩個廢氣渦輪增壓器構(gòu)成)、機械增壓+渦輪增壓等型式,能夠大幅度提升發(fā)動機的升功率和低速扭矩,解決發(fā)動機低速啟動動力不足的問題,對于提升發(fā)動機性能有著極大幫助。
據(jù)了解,國外整車和相關(guān)零部件企業(yè)紛紛采用和研究兩級增壓技術(shù),技術(shù)成熟度較高。大眾率先將采用渦輪增壓和機械增壓兩種不同型式的雙增壓系統(tǒng)發(fā)動機應用在量產(chǎn)車型上;英菲尼迪研發(fā)的全新3.0L V6雙渦輪增壓發(fā)動機“VR30”正式投產(chǎn);博格華納不斷推進兩級渦輪增壓技術(shù)(R2S)提升;霍尼韋爾推出采用兩個不同尺寸VNT渦輪增壓器的最新兩級增壓系統(tǒng)。但國內(nèi)水平較高的增壓器企業(yè)不多,湖南天雁2015年投資415萬元進行兩級渦輪增壓器項目研究,目前1個項目通過客戶性能試驗。總的來看,國內(nèi)企業(yè)在兩級增壓技術(shù)上水平不高,面臨很大挑戰(zhàn)。
2.直噴發(fā)動機排放升級“新捕手”:汽油機顆粒捕集器(GPF)
缸內(nèi)直噴汽油機(GDI)因較好的動力性、燃油經(jīng)濟性等優(yōu)點,在乘用車上得到愈來愈廣泛的應用。但由于GDI汽油機的燃油直接噴入氣缸,導致油氣混合不均勻和燃油濕壁使顆粒物排放質(zhì)量和數(shù)量顯著增加。
越來越嚴苛的法規(guī)要求直噴汽油機在更寬范圍的工況都保持穩(wěn)定而且較低的PM排放。歐Ⅵ排放法規(guī)對顆粒物排放質(zhì)量限制更加嚴格,PM限值降為4.5mg/km。近日發(fā)布的《輕型車污染物排放限值及測量方法(中國第六階段)》也加嚴了PM限值要求,第一階段為4.5mg/km,第二階段將為3mg/km 。盡管GDI發(fā)動機技術(shù)不斷進步,單純靠機內(nèi)凈化難以滿足排放法規(guī)的升級需求,因此,汽油機顆粒捕集器(GPF)被認為是應對GDI汽油機顆粒物排放限值最有效、最可靠的潛在技術(shù)。
目前,最新發(fā)布的《外商投資產(chǎn)業(yè)指導目錄》(修訂稿)中將“柴油顆粒捕集器”改為“顆粒捕集器”,意在除柴油顆粒捕捉器也鼓勵外商投資GPF。國外零部件企業(yè)如佛吉亞、巴斯夫等都在研究GPF技術(shù)且已在市場上應用,大眾集團宣布將于2017年6月逐步在汽油發(fā)動機上全面普及GPF。其實,很多企業(yè)制定了GPF策略,但并未正式公布全線布局,國內(nèi)也有企業(yè)走GPF路線,威孚、貴研等企業(yè)也擁有該技術(shù),與國外技術(shù)相比差距較大。隨著排放法規(guī)的逐步推進,未來GPF有望成為標配。
3.新能源汽車驅(qū)動技術(shù)的未來:輪轂電機技術(shù)
新能源汽車與傳統(tǒng)汽車在驅(qū)動方式上有著不小的區(qū)別,主要靠電機驅(qū)動,包括永磁同步電機、輪邊電機、輪轂電機等,其中輪轂電機技術(shù)被認為是新能源驅(qū)動技術(shù)的未來,擁有廣闊的發(fā)展前景。
輪轂電機技術(shù)最大的特點是將動力、傳動和制動裝置整合到車輪內(nèi),大大簡化了電動車輛的機械部分。從全球范圍看,日系、美系、德系、法系等車企均有涉及,國內(nèi)車企則是在近幾年開始嘗試輪轂電機技術(shù),但都停留在測試階段。
近年來,國外輪轂電機驅(qū)動技術(shù)的應用主要體現(xiàn)在兩個方面:一是以輪胎生產(chǎn)商或汽車零部件生產(chǎn)商為代表的研發(fā)團隊開發(fā)的集成化電動系統(tǒng);二是整車生產(chǎn)商與輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)生產(chǎn)商聯(lián)合開發(fā)的電動汽車。
國內(nèi)零部件企業(yè)看好輪轂電機技術(shù)的發(fā)展,亞太股份參股歐洲輪轂電機技術(shù)公司ELAPHE并在國內(nèi)建立合資公司,預計2017年實現(xiàn)小批量配套,2018年批量生產(chǎn);天津天海同步器集團收購荷蘭e-Traction公司100%股權(quán),并在湖北荊門建立湖北泰特機電有限公司,計劃2017年投產(chǎn)輪轂電機。
伴隨新能源汽車持續(xù)發(fā)展和企業(yè)的持續(xù)推動,輪轂電機技術(shù)產(chǎn)業(yè)化時代將很快到來。
4.排放升級的“高性價比”方案:48V弱混系統(tǒng)
弱混系統(tǒng)是一種低成本而有效的汽車節(jié)能技術(shù)方案。目前車輛普遍使用的是12V動力系統(tǒng),此系統(tǒng)可以通過啟停功能和制動能量回收實現(xiàn)節(jié)能減排,但是功率制約了它的節(jié)能效果。48V系統(tǒng)可以說是12V系統(tǒng)的加強版,能為整車上越來越多的電氣系統(tǒng)提供支持,更有效地發(fā)揮啟停功能,從而減少燃油消耗。
因此,在燃油消耗和排放標準愈加嚴格的當下,用48V系統(tǒng)替代目前汽車中采用的12V系統(tǒng)是大勢所趨。同時,從目前各大主流整車廠與零部件廠商公布的規(guī)劃來看,2017年將迎來48V弱混系統(tǒng)量產(chǎn)的小高潮。
2016年,江淮發(fā)布的全新瑞風M4 搭載了48V弱混系統(tǒng),法雷奧的e4Boost 48V動力系統(tǒng)將于2017年年初量產(chǎn)并在中國落地,博世推出了第二代48V輕混系統(tǒng),并表示正在研發(fā)的48V輕混系統(tǒng)將于2017年投入量產(chǎn)。
此外,在48V的關(guān)鍵技術(shù)上,各零部件企業(yè)也紛紛搶灘布局。舍弗勒48V啟停系統(tǒng)項目已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn),目前其48V產(chǎn)品還有48V電動渦輪增壓器、48V電驅(qū)動橋。法雷奧的48V iBSG起發(fā)電一體機、48V電子增壓器產(chǎn)品作為其48V系統(tǒng)中的核心部件,也備受整車廠關(guān)注。
5.更精準的智能駕駛之“眼”:77GHz雷達
在智能駕駛和無人駕駛發(fā)展浪潮下,多種傳感器融合應用是未來必然趨勢,毫米波雷達具有探測性能穩(wěn)定、不易受對象表面形狀和顏色影響、環(huán)境適應性好等特點,因此將成為未來的主力傳感器。
研究機構(gòu)Plunkeet Research 預測,到2020 年全球汽車毫米波雷達將近7000 萬個,2015~2020 年的年均復合增速約為24%。汽車毫米波雷達的主要頻段為24GHz和77GHz,而77GHz目前更多地被認為是未來的主流方向,但77GHz雷達開發(fā)難度高,目前只有大陸、博世、天合、海拉、德爾福等國外零部件巨頭掌握。
國內(nèi)企業(yè)在毫米波雷達上與國外差距較大,但華域汽車、廈門意行、四創(chuàng)電子、國??萍?、納雷科技、北京行易道等企業(yè)均有所突破,北京行易道公司生產(chǎn)的77GHz遠程防撞雷達已經(jīng)裝配在自主品牌無人車上,沈陽承泰科技有限公司在研發(fā)77GHz汽車毫米波雷達上也取得突破。近日,工信部委托車載信息服務產(chǎn)業(yè)應用聯(lián)盟開展77~81GHz毫米波雷達無線電頻率技術(shù)研究試驗工作。
當前,24GHz毫米波雷達仍是主流,未來三年是77GHz毫米波雷達全面替代24GHz毫米波雷達的時期。2016年是毫米波雷達的關(guān)鍵年,各企業(yè)紛紛對毫米波雷達資源進行戰(zhàn)略布局,2017年將成為汽車毫米波雷達行業(yè)的收獲期。
6.攝像頭讓汽車變得更敏感:雙目攝像頭
車載攝像頭是高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的主要視覺傳感器,將圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,從而實現(xiàn)感知車輛周邊的路況情況,幫助實現(xiàn)前向碰撞預警、車道偏移預警和行人檢測等ADAS功能。
車載攝像頭分為單目攝像頭、雙目攝像頭、后視攝像頭、立體攝像頭和環(huán)視攝像頭,市場上主要以單目攝像頭為主。目前,車載攝像頭基本在中高端車型上成為標配,主要應用于倒車影像系統(tǒng)中,車載攝像頭逐漸替代后視鏡也是一種發(fā)展趨勢。
當前,汽車零部件巨頭日立、博世、法雷奧、大陸、麥格納、采埃孚天合等是車載攝像頭的主要生產(chǎn)企業(yè),同時這些企業(yè)還在繼續(xù)加大研發(fā)投入,注重芯片和算法的提升,Mobileye是全球領(lǐng)先的視覺處理系統(tǒng)供應商,占全球視覺處理90%以上的市場份額。國內(nèi)攝像頭算法公司主要有Minieye、深圳前向啟創(chuàng)、Maxieye、南京創(chuàng)來科技、縱目科技等,可實現(xiàn)預警和泊車功能,目前只有深圳前向啟創(chuàng)和縱目科技進入前裝市場。
具體而言,雙目攝像頭利用與人眼相似的原理,主要通過兩幅圖像的視差計算來確定距離,更為精準。中科慧眼的雙目攝像頭產(chǎn)品已完成樣機,正在進行大規(guī)模路測。如果解決成本和小型化的問題,未來雙目攝像頭將有廣闊的發(fā)展前景。