如何提高汽车MCU的响应速度和处理能力?,

权威机构预测汽车十大技术趋势 2022年都能实现吗?

10月19日,中国汽车工程学会年会暨展览会在上海汽车会展中心开幕。会上发布了2022年度中国汽车技术趋势,涵盖芯片、动力电池、电驱系统、燃料电池系统、信息安全系统、混动系统等不同领域。


围绕节能与新能源汽车技术路线图所涉及的“九大领域”,中国汽车工程学会面向企业CTO、专家学者、技术骨干,经过多轮评审,达成共识,最终确定了2022年中国汽车十大技术趋势,分别为:


趋势1:100TOPS以上车规级计算芯片即将在2022年实现量产装车


随着汽车智能化、网联化水平的不断提高,智能网联汽车量产落地亟需“算力”资源,同时,大算力车规级芯片也是高度自动驾驶汽车“大脑”的核心部件。某位车企创始人曾经说,马力+算力将成为定义高端智能电动车的新标准。


中国汽车工程学会预计,到2022年,将形成多款单芯片超过100TOPS产品进入量产前装应用,进一步为高级自动驾驶汽车量产落地提供算力基础。不久前有媒体刚刚公布了2022年新车辅助驾驶算力排行,蔚来ET7和威马M7都因为搭载四颗英伟达Orin X,以1016TOPS并列第一。


地平线发布了征程5


当前,自主车规级芯片已形成面向ADAS/智能座舱等功能域的批量应用。地平线的征程5是中国车规级人工智能芯片量产的第三代车规级产品,兼具大算力和高性能,单颗芯片AI算力128 TOPS,支持16路摄像头感知计算,能够支持自动驾驶所需要的多传感器融合、预测和规划控制等需求。采用自主架构设计方案与自主核心IP的计算芯片,具备可定制化开发、功能场景丰富、符合国家安全要求、服务响应快等优势。国产辅助驾驶芯片快速发展,已经形成了挑战英伟达、Mobileye等国外企业的实力。


趋势2:第三代半导体电机控制器在2022年将实现多厂家量产应用


电机控制器作为控制新能源汽车核心动力的大脑,一直是业界关注的重点,而第三代半导体的电机控制器是保障电驱系统实现高效化、高速化、高密度化的关键器件。


智能汽车核心零部件(资料来源:中信建投)


预计2022年,多家整车企业将量产第三代半导体电机控制器,规模达到40万台。


目前,比亚迪半导体是全球首家、国内唯一实现SiC三相全桥模块在新能源汽车电机驱动控制器中大批量装车的功率半导体企业。比亚迪汉的后驱电机控制器就是采用SiC,是汉后驱电机控制器里面必不可少的开关功率器件。没有它,控制器就不能将电池的直流电逆变成三相交流电,电机也就无法工作。


汉的后驱电机控制器是由6颗SiC组成的控制模块(图片及资料来源于网络)


总体而言,SiC的开关损耗更低,所以更省电;SiC的开关速度更快,所以频率更高;SiC器件的体积更小,适合做电驱电控一体化,因此,放到电动汽车上更省电、速度更快,更省空间。不过,SiC才刚起步,目前只在部分车型上得到应用。


趋势3:安全性技术提升,推动300Wh/kg高比能动力电池实现装车应用


高比能动力电池是提升电动汽车续航里程的重要技术手段,其主要采用高镍正极材料,硅碳负极材料。不过,在装车应用方面,主要面临动力电池安全和循环耐久等关键问题。


随着主被动一体化的热安全防护、热失控早期火灾探测预警装置及抑制灭火装置等技术的开发与应用,动力电池系统安全技术得到提升。预计300Wh/kg动力电池将在2022年实现装车应用,并将率先在高端车型上配套装载。


公开报道显示,今年10月25日,国轩高科在投资者互动平台上回复“公司300Wh/kg锂电池装车了吗?”的问题时表示,“公司从三元材料的前驱体技术到三元材料的量产技术,再到三元电池的规模化技术,实现了新的跨越,成功将300Wh/kg高比能量电池装入乘用车。”


此外,今年4月1日,孚能科技披露新技术研发进展公告,公司已研发出能量密度达到330Wh/kg的下一代电动汽车电池。据悉,孚能科技330Wh/kg 软包技术方案具有高能量密度,并兼具长寿命和高动力学性能的优势。其中,质量能量密度331Wh/kg,体积能量密度730Wh/L,可在-20℃~55℃的环境下正常使用,目前,孚能科技的客户主要包括北汽、岚图等。


孚能科技330Wh/kg 软包技术方案


目前,业内公认能量密度较高的宁德时代NCM811电池,单体能量密度在230-260Wh/kg。


趋势4:长寿命燃料电池系统在2022年将在商用车实现多场景应用


寿命是燃料电池系统实现长途重载领域应用的基本要求,并且燃料电池更适合应用于中长途、中重型商用车,对使用寿命要求高,1万小时使用寿命可保障30-40万公里的里程要求。


预计2022年,在燃料电池示范政策推动下,寿命超过10000小时的燃料电池系统将实现在物流、长途运输、码头、矿山、长途客运等长途重载领域的多场景应用。


PROME P3X


捷氢科技研发的大功率质子交换膜燃料电池系统PROME P3X是专为中重卡量身设计打造,同时也可跨界应用在城际客车等领域,不仅响应了“碳中和”的号召,还将捷氢速度与绿色能源战略完美结合。性能方面,PROME P3X的系统额定功率达到117kW,电堆体积功率密度为3.7kW/L,系统质量功率密度为631W/kg,且使用寿命长达10000小时。


趋势5:基于专用平台的纯电动乘用车市场占有率将超过65%


纯电动专用平台采用“滑板式”设计,有利于动力电池、车身、底盘一体化集成设计。围绕动力电池布置空间和人员舒适性最大化,采用平整地板和模块化动力总成,有利于优化动力电池布置空间,有利于前后轴集成电驱动系统的悬架系统。


预计2022年,自主品牌将广泛采用纯电动专属平台,在乘用车市场占有率将超过65%。


专属高性能纯电平台的浩瀚架构


目前,采用专属高性能纯电平台的极氪001在今年10月份开始了产品交付。极氪001基于SEA浩瀚架构打造,是目前全球带宽最大的纯电架构,轴距范围从1800mm-3300mm,实现了从A级车到E级车的全尺寸覆盖,可满足轿车、SUV、MPV、小型城市车、跑车、皮卡及未来出行车辆等全部造型需求。


趋势6:高性能纯电动乘用车在2022年将普遍采用800V电压平台


800V高压超级快充技术,是一套动力电池和用电设备均为800V的高压系统,系统架构包括超级快充系统、超低系统能耗、高性能电池、SiC电驱总成等。


预计,高性能纯电动乘用车在2022年将普遍采用800V电压平台,配合大功率充电技术可实现极速充电,并率先在高性能纯电动乘用车上应用。


极氪在360kW极充的充电桩上可以做到充电5分钟,续航120公里。


今年的上海车展期间,吉利发布了极氪001, 其浩瀚SEA架构能搭载最大800伏高电压系统,在360kW极充的充电桩上可以做到充电5分钟续航120公里,充电从30%充到80%只需要25分钟。



此外,在刚刚过去的小鹏1024科技日上,小鹏汽车发布了中国首个量产的800V高压SiC平台,充电峰值电流超过600A,采用高能量密度、高充电倍率电池,充电5分钟最高可补充续航200公里。


预计2022年,长安、东风岚图、广汽埃安等企业也有望推出800V高压平台高性能量产车型。


趋势7:智能热管理技术大幅提升动力电池低温适应性,加快多车型搭载应用


智能热管理是新能源汽车在低温条件下使用的必备技术。采用智能热管理技术,在低温环境下,动力电池系统加热速率达到5-7°C/min,-30°C加热到0°C系统能量衰减小于等于6%,整车可实现-40°C环境湿度下1C充电。


预计2022年,智能热管理技术电池的应用将实现-30°C环境温度下正常使用,预计搭载车型可达10余款,新车型搭载率达到5%。


华为的智能汽车热管理解决方案(TMS)


目前,华为的智能汽车热管理解决方案(TMS),通过一体化设计的极简机构、部件和热控制集成等创新技术,可以在满足舒适性前提下,将热泵的工作温度由业界的-10℃降低至-18℃,从而将新源车续航提升20%。


趋势8:域控制器实现技术突破,由单域控制向跨域融合形态过渡


域控制器是实现整车智能化、网联化的核心载体,基于域控制器平台化软硬件,通过对多个(子)功能进行统一调度和管理来实现复杂功能,以满足智能网联等复杂智能化功能的要求。


预计2022年,域控制器产品将由单域控制向跨域融合形态过渡,进一步降低硬件-软件-功能之间的耦合度,提高算力利用率,降低器件综合成本,加速构建智能网联汽车产业链生态。


德赛西威首款自主研发的智能座舱域控制器


当前,从整车架构演进来看,从简单的ECU进入到域控时代,下一步将进入到中央集成式架构。德赛西威在满足功能安全情况下,将MCU和超声波传感器作为泊车的功能安全的关键路径,用主处理芯片提供视觉感知,将功能集成到驾舱控制器中。多年来,德赛西威聚焦智能座舱、智能驾驶、网联服务三大业务,通过全球布局、研发投入、智能制造设备投入,全面提高生产设计及系统设计能力,得到了大量企业的认可。


趋势9:整车信息安全防护技术,实现从边界防御向主动纵深防御体系跃升


整车信息安全防护技术是构建汽车安全免疫能力必由之路。主动防护技术基于大数据与人工智能,通过对车辆进行全面、实时的安全威胁监测、预警与分析,实现更高效安全的整车防护。


预计,2022年整车信息安全防护技术将从边界防御向主动安全纵深防御体系跃升,实现威胁提前感知,动态实时响应,让汽车从攻击事件中快速恢复正常。


360公司早在2019智能网联汽车信息安全年度报告中就提出,被动防御方案无法应对新兴网络安全攻击手段,需要在车端部署安全通信模组、安全汽车网关等新型安全防护产品,主动发现攻击行为,并及时进行预警和阻断,通过多节点联动,构建以点带面的层次化纵深防御体系,将汽车网络安全提升到“主动纵深防御”新高度,为“新四化”的成熟落地保驾护航。



今年5月,360宣布投资哪吒,为哪吒构建车联网安全能力,包括帮助其建立安全基础设施、安全运营体系。目前,360在车载网络、车联网络、车云网络和车数网络方面发力,通过不断优化和完善,已经取得初步成果。此外,360提出了“云、管、端”打通的汽车信息安全框架。


趋势10:DHT混合动力系统在2022年将达到150万套应用


DHT混动技术可应用于HEV和PHEV,是乘用车实现节油、降碳的重要技术路径。通过高效混动专用发动机和电机混联配合,实现超高效率和超低油耗平衡,同时提升了平顺性、NVH等性能。


预计,2022年,愈加严格的油耗限值将促使更多车企开发DHT混动车型,DHT混动系统有望达到150万套搭载应用。


长城汽车柠檬混动DHT


目前,除了以混动技术见长的“两田”以外,主流自主品牌长安、吉利、长城、比亚迪、奇瑞、广汽等企业先后发布了自己的混合动力系统,并搭载到部分主力车型之上。比如,长城汽车的柠檬混动DHT已经搭载到最新上市的玛奇朵等车型。此外,在今年的成都车展上,哈弗品牌高管宣布,2022年哈弗品牌旗下主力车型将全面配备混合动力系统。10月31日,吉利汽车发布了全球动力科技品牌雷神动力,其重要组成部分就是智能混动平台雷神智擎Hi-X,推出了包括1.5TD和2.0TD混动发动机,匹配DHT和DHT Pro混动专用变速器。


综上所述,很多看似前瞻性的汽车技术实际上已经在部分车型中得到了应用,由此可见,以上提到的十大汽车技术趋势在2022年实现量产装车或大规模应用,将是可以预见到的结果。

2023-12-06

2023-12-06