汽车零部件十大技术趋势(上)

  编前:技术是汽车发展的驱动力。2016年是传统汽车产业转型的关键一年,互联网、半导体、软件算法等企业与汽车企业的深度融合,促使汽车及汽车零部件技术有了新变化、新趋势。那么,这些汽车零部件新技术未来会有怎样的发展,又将带领汽车走向何方。

  1.发动机动力提升打出“组合拳”:两级增压技术



  近几年,小排量发动机受到广大汽车企业推崇,涡轮增压技术为小排量发动机动力提升、燃油经济性优化做出突出贡献,渐成一种技术潮流。伴随环保标准、排放法规的不断加严以及发动机技术的不断提升,多种增压技术组合来提升发动机性能的技术方案成为未来发动机技术趋势之一。

  目前,两级增压已成为增压技术领域的讨论热点之一,包括两级涡轮增压(由一大一小两个废气涡轮增压器构成)、机械增压+涡轮增压等型式,能够大幅度提升发动机的升功率和低速扭矩,解决发动机低速启动动力不足的问题,对于提升发动机性能有着极大帮助。

  据了解,国外整车和相关零部件企业纷纷采用和研究两级增压技术,技术成熟度较高。大众率先将采用涡轮增压和机械增压两种不同型式的双增压系统发动机应用在量产车型上;英菲尼迪研发的全新3.0L V6双涡轮增压发动机“VR30”正式投产;博格华纳不断推进两级涡轮增压技术(R2S)提升;霍尼韦尔推出采用两个不同尺寸VNT涡轮增压器的最新两级增压系统。但国内水平较高的增压器企业不多,湖南天雁2015年投资415万元进行两级涡轮增压器项目研究,目前1个项目通过客户性能试验。总的来看,国内企业在两级增压技术上水平不高,面临很大挑战。

  2.直喷发动机排放升级“新捕手”:汽油机颗粒捕集器(GPF)



  缸内直喷汽油机(GDI)因较好的动力性、燃油经济性等优点,在乘用车上得到愈来愈广泛的应用。但由于GDI汽油机的燃油直接喷入气缸,导致油气混合不均匀和燃油湿壁使颗粒物排放质量和数量显著增加。

  越来越严苛的法规要求直喷汽油机在更宽范围的工况都保持稳定而且较低的PM排放。欧Ⅵ排放法规对颗粒物排放质量限制更加严格,PM限值降为4.5mg/km。近日发布的《轻型车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》也加严了PM限值要求,第一阶段为4.5mg/km,第二阶段将为3mg/km 。尽管GDI发动机技术不断进步,单纯靠机内净化难以满足排放法规的升级需求,因此,汽油机颗粒捕集器(GPF)被认为是应对GDI汽油机颗粒物排放限值最有效、最可靠的潜在技术。

  目前,最新发布的《外商投资产业指导目录》(修订稿)中将“柴油颗粒捕集器”改为“颗粒捕集器”,意在除柴油颗粒捕捉器也鼓励外商投资GPF。国外零部件企业如佛吉亚、巴斯夫等都在研究GPF技术且已在市场上应用,大众集团宣布将于2017年6月逐步在汽油发动机上全面普及GPF。其实,很多企业制定了GPF策略,但并未正式公布全线布局,国内也有企业走GPF路线,威孚、贵研等企业也拥有该技术,与国外技术相比差距较大。随着排放法规的逐步推进,未来GPF有望成为标配。

  3.新能源汽车驱动技术的未来:轮毂电机技术



  新能源汽车与传统汽车在驱动方式上有着不小的区别,主要靠电机驱动,包括永磁同步电机、轮边电机、轮毂电机等,其中轮毂电机技术被认为是新能源驱动技术的未来,拥有广阔的发展前景。

  轮毂电机技术最大的特点是将动力、传动和制动装置整合到车轮内,大大简化了电动车辆的机械部分。从全球范围看,日系、美系、德系、法系等车企均有涉及,国内车企则是在近几年开始尝试轮毂电机技术,但都停留在测试阶段。

  近年来,国外轮毂电机驱动技术的应用主要体现在两个方面:一是以轮胎生产商或汽车零部件生产商为代表的研发团队开发的集成化电动系统;二是整车生产商与轮毂电机驱动系统生产商联合开发的电动汽车。

  国内零部件企业看好轮毂电机技术的发展,亚太股份参股欧洲轮毂电机技术公司ELAPHE并在国内建立合资公司,预计2017年实现小批量配套,2018年批量生产;天津天海同步器集团收购荷兰e-Traction公司100%股权,并在湖北荆门建立湖北泰特机电有限公司,计划2017年投产轮毂电机。

  伴随新能源汽车持续发展和企业的持续推动,轮毂电机技术产业化时代将很快到来。

  4.排放升级的“高性价比”方案:48V弱混系统



  弱混系统是一种低成本而有效的汽车节能技术方案。目前车辆普遍使用的是12V动力系统,此系统可以通过启停功能和制动能量回收实现节能减排,但是功率制约了它的节能效果。48V系统可以说是12V系统的加强版,能为整车上越来越多的电气系统提供支持,更有效地发挥启停功能,从而减少燃油消耗。

  因此,在燃油消耗和排放标准愈加严格的当下,用48V系统替代目前汽车中采用的12V系统是大势所趋。同时,从目前各大主流整车厂与零部件厂商公布的规划来看,2017年将迎来48V弱混系统量产的小高潮。

  2016年,江淮发布的全新瑞风M4 搭载了48V弱混系统,法雷奥的e4Boost 48V动力系统将于2017年年初量产并在中国落地,博世推出了第二代48V轻混系统,并表示正在研发的48V轻混系统将于2017年投入量产。

  此外,在48V的关键技术上,各零部件企业也纷纷抢滩布局。舍弗勒48V启停系统项目已经实现量产,目前其48V产品还有48V电动涡轮增压器、48V电驱动桥。法雷奥的48V iBSG起发电一体机、48V电子增压器产品作为其48V系统中的核心部件,也备受整车厂关注。

  5.更精准的智能驾驶之“眼”:77GHz雷达



  在智能驾驶和无人驾驶发展浪潮下,多种传感器融合应用是未来必然趋势,毫米波雷达具有探测性能稳定、不易受对象表面形状和颜色影响、环境适应性好等特点,因此将成为未来的主力传感器。

  研究机构Plunkeet Research 预测,到2020 年全球汽车毫米波雷达将近7000 万个,2015~2020 年的年均复合增速约为24%。汽车毫米波雷达的主要频段为24GHz和77GHz,而77GHz目前更多地被认为是未来的主流方向,但77GHz雷达开发难度高,目前只有大陆、博世、天合、海拉、德尔福等国外零部件巨头掌握。

  国内企业在毫米波雷达上与国外差距较大,但华域汽车、厦门意行、四创电子、国睿科技、纳雷科技、北京行易道等企业均有所突破,北京行易道公司生产的77GHz远程防撞雷达已经装配在自主品牌无人车上,沈阳承泰科技有限公司在研发77GHz汽车毫米波雷达上也取得突破。近日,工信部委托车载信息服务产业应用联盟开展77~81GHz毫米波雷达无线电频率技术研究试验工作。

  当前,24GHz毫米波雷达仍是主流,未来三年是77GHz毫米波雷达全面替代24GHz毫米波雷达的时期。2016年是毫米波雷达的关键年,各企业纷纷对毫米波雷达资源进行战略布局,2017年将成为汽车毫米波雷达行业的收获期。