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2022年智能電動(dòng)汽車20大技術(shù)趨勢

蓋世汽車童郜生 2022-01-04 19:05

電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化已經(jīng)成為全球汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展焦點(diǎn)，伴隨國家政策引導(dǎo)和核心零部件和軟件技術(shù)的成熟應(yīng)用，全新的電動(dòng)技術(shù)平臺(tái)架構(gòu)和更加低碳高效智能的動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)將逐漸推廣應(yīng)用，而高等級(jí)自動(dòng)駕駛技術(shù)和更加智能化的座艙體驗(yàn)也將搭配整車產(chǎn)品上市進(jìn)入主流家用市場?；谑袌鲂枨?、供應(yīng)鏈保障和技術(shù)商業(yè)化進(jìn)展等方面的評(píng)估，蓋世汽車研究院總結(jié)提出2022年智能電動(dòng)汽車20大技術(shù)趨勢，以饗讀者。

電氣化趨勢一：滑板式底盤或?qū)⒊蔀殡妱?dòng)車平臺(tái)未來方向

隨著電動(dòng)化、智能化的發(fā)展，電動(dòng)車底盤從油改電平臺(tái)發(fā)展到純電動(dòng)平臺(tái)，再發(fā)展出滑板式底盤平臺(tái)，集成度和模塊化程度也越來越高。目前國內(nèi)外皆有玩家布局滑板式底盤，歐美有Canoo、Rivian、PIX Moving等企業(yè)有各自不同的產(chǎn)品定位和應(yīng)用領(lǐng)域，如Canoo把車定位成為“生活方式”；而國內(nèi)的悠跑科技為車企、出行平臺(tái)等提供車型定義、設(shè)計(jì)、開發(fā)和生產(chǎn)服務(wù)。底盤模塊化可響應(yīng)未來多元化的市場需求，大幅提高汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品供給速度。

電氣化趨勢二：1,000km+續(xù)航電動(dòng)汽車未來將陸續(xù)發(fā)布

續(xù)航里程一直成為電動(dòng)車用戶關(guān)注重點(diǎn)。隨著電化學(xué)體系的發(fā)展，動(dòng)力電池電化學(xué)體系從鉛酸電池、磷酸鐵鋰到三元鋰電池方向演變，續(xù)航里程也從100公里持續(xù)提高到目前主流產(chǎn)品的500-600公里，未來高鎳三元+硅碳負(fù)極與固態(tài)電池將成為實(shí)現(xiàn)超長續(xù)航的關(guān)鍵技術(shù)。埃安LX PLUS、蔚來ET7、智己L7等開始推出1,000公里續(xù)航版產(chǎn)品，預(yù)計(jì)明后年陸續(xù)會(huì)有更多長續(xù)航電動(dòng)車上市。

電氣化趨勢三：我國DHT混動(dòng)市場將迎來爆發(fā)

在我國油耗和雙積分等法規(guī)政策的推動(dòng)下，國內(nèi)自主品牌的DHT技術(shù)在HEV和PHEV車型上的應(yīng)用逐步加快，如比亞迪王朝和軍艦全系將標(biāo)配DM-i技術(shù)，長城哈弗和Wey品牌也將全面搭載檸檬DHT等，吉利和奇瑞等車型也將陸續(xù)上市，我國DHT混動(dòng)市場將迎來爆發(fā)，預(yù)計(jì)到2022年銷量將突破130萬輛。

電氣化趨勢四：電池安全將成為車企和電池企業(yè)長期關(guān)注重點(diǎn)

為應(yīng)對(duì)動(dòng)力電池安全性問題，國內(nèi)各車企和動(dòng)力電池企業(yè)紛紛研發(fā)不起火不爆炸的技術(shù)解決方案，從材料、電芯結(jié)構(gòu)、電池包結(jié)構(gòu)、電池管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等角度解決電池安全問題。近期，多家車企電池安全技術(shù)布局動(dòng)作頻繁，如長城大禹電池、極氪極芯電池、廣汽埃安彈匣電池等量產(chǎn)產(chǎn)品逐漸推向市場，未來電池安全防護(hù)技術(shù)依然將成為新能源汽車主要玩家對(duì)外宣傳的產(chǎn)品賣點(diǎn)和獲得用戶認(rèn)可的重要策略。

電氣化趨勢五：4680電池技術(shù)成為行業(yè)玩家布局焦點(diǎn)

特斯拉在電池日推出4680圓柱電池技術(shù)。4680是之前2170電池容量的5倍，能實(shí)現(xiàn)續(xù)航里程提升10%，功率提升6倍，同時(shí)能夠降低PACK裝配難度和實(shí)現(xiàn)更優(yōu)異的性能。自從特斯拉4680電池推出后，特斯拉的配套的電池供應(yīng)商、業(yè)內(nèi)電池企業(yè)及多家主機(jī)廠加快大圓柱電池領(lǐng)域的動(dòng)作，如比克和億緯鋰能也推出4680電芯樣品。大圓柱電池在高端乘用車市場、海外商用車市場、二輪車/低速車市場已經(jīng)釋放出需求，預(yù)計(jì)明年之后將有產(chǎn)品量產(chǎn)。

電氣化趨勢六：第三代功率半導(dǎo)體碳化硅深受行業(yè)青睞，商業(yè)化落地開始加速

碳化硅寬禁帶半導(dǎo)體器件具有高頻、高效率、耐高溫、高功率密度和高可靠性的特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高效化的關(guān)鍵技術(shù)，能優(yōu)化整車?yán)m(xù)航里程增加5%-10%，降低電池成本和電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)體積。目前繼特斯拉和比亞迪量產(chǎn)SiC電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)后，博世、大陸、采埃孚、蔚來等企業(yè)均發(fā)布了碳化硅功率模塊相應(yīng)產(chǎn)品量產(chǎn)計(jì)劃。

電氣化趨勢七：換電模式已得到行業(yè)認(rèn)可，電池銀行商業(yè)模式正在快速崛起

因換電模式補(bǔ)能速度快，行業(yè)對(duì)其用于運(yùn)營場景下快速補(bǔ)能或BAAS服務(wù)已達(dá)成共識(shí)。目前，奧動(dòng)通過與北汽、上汽、長安等主機(jī)廠在運(yùn)營場景開展合作，針對(duì)北汽EU系列、上汽Ei5和長安逸動(dòng)EV460等車型進(jìn)行換電服務(wù)，同時(shí)奧動(dòng)將加強(qiáng)與中石化合作，雙方規(guī)劃到2025年實(shí)現(xiàn)全國100座城市萬座換電站，服務(wù)1000萬輛車；蔚來則推出電池可換、可升級(jí)BAAS服務(wù)模式，規(guī)劃到2025年全球換電站達(dá)到4000座。

電氣化趨勢八：高壓化、大功率直流快充正在興起

為解決用戶充電焦慮，除了從提高整車效率降低能耗以及建設(shè)完善的補(bǔ)能體系外，進(jìn)一步提高充電電壓，形成高電壓高功率的超級(jí)快充也成為行業(yè)通行解決方案。在超級(jí)快充方面，多家主機(jī)廠和充電樁服務(wù)商均在布局120-480kW超級(jí)快充，如特斯拉、蔚來、小鵬等；在整車電壓方面，800V整車電壓成為下一代電動(dòng)車的重要選擇，如長城、小鵬、大眾等企業(yè)均計(jì)劃在未來兩到三年內(nèi)推出800V產(chǎn)品。

電氣化趨勢九：新型熱管理技術(shù)能有效改善動(dòng)力電池低溫特性將加快車型搭載

由于動(dòng)力電池系統(tǒng)只有在合適的溫度下才能保障高效的性能和長壽命，所以行業(yè)一直在開展低溫環(huán)境下動(dòng)力電池性能優(yōu)化等相關(guān)工作，熱泵技術(shù)、TMS高度集成模塊化、脈沖加熱等新型熱管理技術(shù)層出不窮，如在熱泵技術(shù)方面，特斯拉、比亞迪、小鵬、蔚來等都已經(jīng)在現(xiàn)有產(chǎn)品上量產(chǎn)熱泵技術(shù)，大眾ID4更是首搭CO2熱泵技術(shù)（用戶可選裝）；長安也推出了基于電池脈沖放熱的電池加熱技術(shù)；華為和特斯拉推出了高度集成化的TMS系統(tǒng)。未來，隨著新能源的發(fā)展，新型熱管理技術(shù)將加快在后續(xù)車型上的規(guī)模化應(yīng)用。

電氣化趨勢十：無線電池管理系統(tǒng)方案將成為未來發(fā)展趨勢

無線BMS技術(shù)采用無線通訊方案與電池監(jiān)測器協(xié)同工作，可將電壓、電流和溫度數(shù)據(jù)從每個(gè)電池單元傳遞到系統(tǒng)中的主控制器。與傳統(tǒng)的BMS傳輸方式相比，無線通信BMS方式功耗低，可擴(kuò)展性強(qiáng)，減少線纜和連接器，簡化PACK結(jié)構(gòu)，提升整包能量密度，主從板間無高壓風(fēng)險(xiǎn)，可以大幅度提高電池管理的可靠性、精度，降低整體成本。目前已有部分無線BMS系統(tǒng)方案推出，如偉世通推出的無線BMS系統(tǒng)首次應(yīng)用在通用電動(dòng)車上，而華為星閃推出無線化智能電池管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全生命周期監(jiān)測，提高動(dòng)力電池安全性能。

自動(dòng)駕駛趨勢一：場景化的自動(dòng)駕駛成為企業(yè)發(fā)展突破口

自動(dòng)駕駛按照?qǐng)鼍翱梢詣澐譃楦咚賵鼍?、低速（泊車）場景和城市場景，目前已?jīng)實(shí)現(xiàn)高速領(lǐng)航輔助功能的新勢力車企包括特斯拉NOA、蔚來NOP、小鵬NGP、理想NOA，傳統(tǒng)車企包括廣汽NDA、長城NOH等；實(shí)現(xiàn)AVP泊車的新勢力車企包括小鵬VPA、威馬HAVP，傳統(tǒng)車企包括廣汽HAVP；小鵬和極狐的城市領(lǐng)航輔助功能也將于明年推出。頭部企業(yè)正在完善全場景的自動(dòng)駕駛功能，提供點(diǎn)到點(diǎn)的駕駛服務(wù)，同時(shí)供應(yīng)商也推出了不同場景的自動(dòng)駕駛解決方案。

自動(dòng)駕駛趨勢二：多傳感融合+高精地圖是實(shí)現(xiàn)高階智能駕駛的主流方案

相比特斯拉的純視覺感知+實(shí)時(shí)局部建圖路線，大部分車企均采用多傳感器融合+高精地圖的路線，雖然成本更高，但不同傳感器之間可以形成有效互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)不同傳感器的數(shù)據(jù)融合滿足自動(dòng)駕駛性能要求。同時(shí)，不同傳感器本身也在不斷進(jìn)行迭代升級(jí)，攝像頭從2MP升級(jí)到8MP，毫米波雷達(dá)從3D升級(jí)到4D，更多高性能傳感器的加入也需要大算力計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行支持，部分車企的算力超過1,000TOPS。

自動(dòng)駕駛趨勢三：乘用車L3級(jí)自動(dòng)駕駛正式商業(yè)落地

當(dāng)前已有多家車企宣稱旗下車型能夠?qū)崿F(xiàn)L3級(jí)別的自動(dòng)駕駛功能，但由于法律法規(guī)的限制，大多數(shù)國家還不允許這些車輛上路。在L3商業(yè)化落地方面，日本和德國走得相對(duì)比較激進(jìn)，先后批準(zhǔn)了本田和奔馳L3車輛的上路。本田的L3采用限量生產(chǎn)100臺(tái)的方式，僅面向租賃市場，而奔馳L3則更偏向規(guī)模量產(chǎn)，面向主流大眾用戶。奧迪作為全球首家推出L3技術(shù)的車企，受限于當(dāng)時(shí)的法規(guī)要求，最終并沒有量產(chǎn)推向市場，現(xiàn)在有了日本和德國的政策先例，將加速全球范圍內(nèi)相關(guān)法規(guī)的確立。

自動(dòng)駕駛趨勢四：線控技術(shù)成為自動(dòng)駕駛精準(zhǔn)執(zhí)行的重要保障

在自動(dòng)駕駛的感知、決策、執(zhí)行三個(gè)核心環(huán)節(jié)中，線控底盤屬于最關(guān)鍵的執(zhí)行端，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的基石，從L2開始自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)車輛橫向及縱向就有同時(shí)控制需求，分別對(duì)應(yīng)的是車輛的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)。伯特利實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)首個(gè)One-box方案的批量生產(chǎn)，長城將于2023年量產(chǎn)電子機(jī)械線控制動(dòng)系統(tǒng)（EMB），將成為全球首個(gè)量產(chǎn)EMB的企業(yè)，同年也將推出支持L4+自動(dòng)駕駛的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

自動(dòng)駕駛趨勢五：國內(nèi)C-V2X規(guī)模上車

國內(nèi)自動(dòng)駕駛的發(fā)展是從單車智能向車路協(xié)同V2X方向演進(jìn)，相比單車智能，車路協(xié)同能夠有效降低車端的成本和實(shí)現(xiàn)超視距感知。目前包括通用、福特等車企的V2X功能已實(shí)現(xiàn)多個(gè)城市的量產(chǎn)上車，同時(shí)紅旗E-HS9、上汽MARVEL R、廣汽AION V、蔚來ET7等車型也已實(shí)現(xiàn)了相關(guān)功能的搭載。未來車路協(xié)同功能除了實(shí)現(xiàn)城市場景的V2I、V2V、V2P提醒、預(yù)警功能，也將向高速公路場景進(jìn)行擴(kuò)展, 并與駕駛輔助功能相結(jié)合，根據(jù)道路實(shí)際情況自主控制車輛。

智能座艙趨勢一：智能座艙域從分離式走向域集中式

在當(dāng)今以“軟件定義汽車”為核心的新一輪變革中，傳統(tǒng)上基于電子控制單元（ECU）的分布式結(jié)構(gòu)正不斷向集中式架構(gòu)演進(jìn)，域控制器逐漸成為主流。智能座艙中的儀表系統(tǒng)、娛樂系統(tǒng)及其他系統(tǒng)開始逐漸整合，最終將走向域內(nèi)集中式的方案，打破原來的分布式架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦，并且支持后續(xù)的OTA升級(jí)。最終座艙域或?qū)⑴c智能駕駛域融合，進(jìn)而發(fā)展至中央計(jì)算階段。

智能座艙趨勢二：座艙交互體驗(yàn)持續(xù)升級(jí)，邁向智能交互2.0

隨著消費(fèi)者對(duì)汽車需求層次的提升，人車關(guān)系發(fā)生了階段性變化；其中人車智能交互系統(tǒng)承擔(dān)著重要作用，主機(jī)廠及系統(tǒng)集成商也從消費(fèi)者應(yīng)用場景、情感需求角度出發(fā)構(gòu)建有效的人機(jī)交互(HMI)體系，逐漸從智能交互1.0發(fā)展到智能交互2.0；多模交互、主動(dòng)交互、情感化交互將成為智能交互升級(jí)為2.0的典型特征，而逐漸普及的車載智能助手也將提供更加形象化與趣味性的人機(jī)交互體驗(yàn)。

智能座艙趨勢三：車載顯示應(yīng)用3D、AR等技術(shù)將更具亮點(diǎn)

現(xiàn)階段大尺寸、高性能屏幕成為打造座艙科技感的重要方案，15英寸以上的中控屏已成為多家車企的選擇。座艙內(nèi)的服務(wù)對(duì)象從駕駛員拓展至副駕乘客，也意味著車內(nèi)娛樂要素需求逐漸提升，因此儀表臺(tái)上的超大屏及副駕屏的設(shè)計(jì)是車載顯示屏的重點(diǎn)方向之一。與此同時(shí)，OLED材質(zhì)、曲面屏、可升降屏幕也逐漸開始應(yīng)用，全新的3D裸眼、AR等技術(shù)也將明顯提升座艙高科技體驗(yàn)，這也將是的未來座艙顯示可能不再依賴于液晶屏幕，呈現(xiàn)“無處不在”。

智能座艙趨勢四：DMS功能與應(yīng)用場景將進(jìn)一步擴(kuò)展

座艙內(nèi)的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）重要性日益提升，對(duì)于保證駕車的功能安全運(yùn)行至關(guān)重要。目前近紅外技術(shù)路線已成為業(yè)內(nèi)大多數(shù)廠商DMS主流技術(shù)路線。未來的DMS將發(fā)展成一體式的座艙監(jiān)控系統(tǒng)，將融入更多的感知功能及更廣的監(jiān)測范圍，融入更多的使用場景。此外，也將與ADAS功能相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)車內(nèi)外安全一體化。

智能座艙趨勢五：座艙“健康+智能”成為重要且必然的趨勢之一

新冠疫情推動(dòng)了車企加速健康汽車、健康座艙的科技研發(fā)與創(chuàng)新。目前車企紛紛推出智能空氣凈化系統(tǒng)以及采用環(huán)保材料、防疫科技，開發(fā)“健康座艙”；從長期看，健康類傳感器的應(yīng)用推動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測、主動(dòng)感應(yīng)、生物監(jiān)測等技術(shù)發(fā)展，在基礎(chǔ)的空氣健康之上進(jìn)行組合創(chuàng)新，座艙“健康+智能”成為發(fā)展的必然趨勢。