李晟:關于節能與新能源汽車技術研發及應用
湖南中車時代電動汽車股份有限公司技術經理李晟就新能源汽車技術研發及應用方面的話題進行了觀點闡述,以下為演講實錄:
各位專家、領導,下午好!很榮幸有機會在這兒給各位做一個匯報。
今天我主要講的是分三部分,當前的產業現狀,我們中車對現代的局勢、判斷的解決方案,以及我們認為未來的新能源客車的發展思路。
全球對環保問題越來越重視,歐洲現在各國相繼出現了燃油車叫停的時間表。我們認為現在是人民日益覺醒的環保意識與當前環境的現狀成為了一個尖銳的矛盾,隨著時間的推移,我相信往后走的話,我們現在傳統的車會越來越比較少。新能源車、節能環保的車,可能會更多往前推出。
目前中國政府現在也在大力推進新能源汽車的發展,我們可以看一下現在我們國家截至到2030年的規劃,新能源車的占比是逐年往上增加。目前,電動化的這種新型城市公交可能越來越被大家所接受。未來一體式的城市公交的解決方案,可能會成為最終的解決方案。從地鐵、城際交通、城市內部的ART線、BRT線,以及可能小型的這種區域之間,小區之間這種電動汽車形成整體的電動化的交通解決方案,可能會成為未來的潮流與方向。所以,我們認為將來我們的車全面的電動化是一個發展的趨勢。
這邊我們對比了一下中國新能源車的增長量,以及在全球的市場的占有率。大家可以看一下,2013年之前,可能是一個緩慢的增長。2013年往后,特別是2014-2015年,一個井噴式的現象發展起來,在去年占比已經達到了50.7%。目前,中國電動化的公交覆蓋率已經達到了全國的72.5%。
我們對比了一下傳統車的經濟性與目前我們的新能源車,特別是指純電動,這一塊的經濟成本。在2016年,其實就出現了一個焦點。往后走的話,隨著電池的成本逐漸降低,那么我們新能源車的成本,運營成本、制造成本遲早會比傳統更低,值得大家期待。
然后我們得出的結論,經過國際十幾年的重點來發展、推動新能源車的發展。那么我們的技術一直不停的超越我們自己,未來的趨勢新能源車不可阻擋。
第二部分是我們中車當前的思路與解決方案,這里給各位專家匯報一下。
這是我們公司的簡介,我們成立于2007年。2016年的時候,我們年產量已經達到整車5000臺,系統配套1.2萬套。今年的話,系統配套會應該2萬套。
這里給各位專家匯報一下我們的研究方向,中車的思路是什么?從元器件級,然后到部件級,從系統級同步的研究與開發。這是我們控制器的關鍵零部件IGBT,中車電動是一家擁有IGBT,然后電力電容、傳感器等關鍵元器件制造與生產的企業。各位不知道有沒有去過株洲(我們的研究所),如果過去的話,我們IGBT是一條必去瀏覽的風景線。
我們現在IGBT公里密度比上一代提升了50%,而且我們現在可以自制第五代的芯片可以國產化、汽車級,然后可以針對一些大客戶定制開發。下面這個圖片就是我們的生產線和實驗室。這個是我們研發的控制軸承,我們叫oin one。里面有八把部件,把它集成到一個小箱子,是我們的第五代控制軸承系統。相當于上一代來說,它的體積更小,然后總量減輕。
可以看一下我們把八個部件,包括了整車控制器,還有兩個電機控制器,以及它的輔源、高壓配電集成在了一起,整體的總量只有35公斤。然后我們的高壓連接點對比傳統的分力部件來說,減少到只有4個機械的安裝點。然后電氣連接點,減少了60%以上。這個對我們整機的安全性提高很多。
這邊是我們的中車開發的電機,現在包含了減速的,變速箱MT的純電動的解決方案,也有大型的直驅的永存電機,還有針對物流車小型的專用車開發的小扭矩的永存機。
這邊是中車對充電體系的研究,我們現在也在跟一些電池廠合作,對目前純電動的運營模式,包括公交、用戶,針對不同的工況采取了充電的方案,給中端的客戶提供一籃子的解決方案。其中浣浣可能比較難以實現,這個成本太高。一般這種快充、慢充、直流、交流的,現在都有跟中端客戶在各個地方有過合作,給他們提供解決方案。
這邊是我們中車打造的一款車聯網的系統,我們覺得未來的這種趨勢可能是互聯網也會介入到新能源的智能化公交的整車平臺。那么利用現在的車聯網系統,用戶可以實時檢測到車輛的數據,對車輛的運營情況,特別是它的安全性能做一個實時的監控。同時通過終端給司機,或者給運營提供預警,然后大大提高我們整車的安全性能。
第三部分給各位專家介紹一下中車未來新能源車的發展思路,我們認為未來的趨勢可能是智能駕駛會是一個比較潛在的市場和未來代表引領潮流的發展方向。目前,我們分析可能到2020年,國內智能駕駛的市場空間可能達到了2300億。那么,在現在來說,哪一家企業如果在這方面有投入,將來就可以走在前面,能更快的占有市場,得到用戶的認可。
中國制造2025其實里面有規劃,重點發展自動駕駛的汽車以及技術。這一部分下面有一個圖,大家可以看一下。是我們在模擬一個小區的建設,在株洲。這個車輛通過我們裝的智能駕駛的設備,這一塊在后面會跟大家詳細的匯報。如何在這個小區通過不用司機的操作,來使車輛自動的運行。
當前,智能駕駛是一個很有前景的產業。不過目前也面臨了一些困難。
第一,目前的路況相對來說比較復雜。我們面臨的客車產業的話,不一定會有很好的類似于專用的線路給你。一般都是跟小車,或者跟行人、非機動車輛共線,那這種復雜的道路對我們這個技術產生了嚴重的挑戰。
舉個例子吧,比如說我通過雷達監測到前面有一個物體,那么根據安全性能的要求,我們車輛要停下來。不過當這個物體小到僅僅是一塊石頭的時候,到底要不要停。通過影像來識別,它到底是一個石頭,或者是一個小貓小狗,這一塊怎么去處理。現在對我們來說,可能還有技術難度。
第二,目前我們配套的器件,可能靈敏度還不夠,可能識別度、精度也不夠,對我們的駕駛也會產生一定的影響。可能在確定安全性能的前提下,識別的精度是不夠的。
第三,目前我們的政策還不是太明朗。在聯合國汽車委員會已經定義了,目前司機的操作,司機不一定要完全實時來操作汽車,只要司機的操作優先級,比智能駕駛的系統高就可以了。這是聯合國的定義,歐洲、德國也相繼推出了智能駕駛汽車的規范。而在國內,目前這一塊有關部門還在研究,并沒有最終出臺。如何定義智能駕駛這一塊的政策,目前還有待政府稍后推出。目前的標準法規應該還在研制中。
這是我們的解決方案,大家可以看一下有右側有一個環形的跑到。未來我們預計的智能駕駛的公交,可能就是這個場景。車輛在路況上行駛,但是車上會有一個集成處理器,會實時向我們的監控中心。這邊有一個視頻,因為它一方面通過雷達來采集數據發給傳感器。一方面,它實際上整車會有一個視頻攝影,來報給監控中心已經視頻監控,實時來監控車輛的狀態。
這是智能駕駛車輛的示意圖,在車頂裝了GPS線,前車裝了雷達以及攝像機,等于是雙重保護。既有影像識別,也有雷達來預警,來判斷前方是否有障礙物,是否有人,或者有物體。側面也裝了雷達,在轉向以及超車,可能要變相超車的時候,可以感知到周邊的物體。
這邊是我們在株洲建立的實際跑道的照片,左上角是我們改造的一臺純電動車,我們現在智能駕駛那一套執行的機構是在原有的12米純電動車基礎上改造的。對道路其實沒有特殊的要求,但是如果有道路的識別線的話,智能駕駛的識別精度可能會更高。它可以判斷一般的路牌,以及這個行車線,都可以進行判斷。
然后路燈信號的話,夜間可能識別的效果不太好,但是白天的話,識別精度可能會有所提高。充電站這邊基本上已經可以實現智能的定位、智能的定點,然后自動生工,通過售電工來充電。右下角是我們的智能調度中心,目前來說我們可能一臺這個車,后臺需要的操作人員,目前是6個。未來的話,如果軟件這一塊有突破的話,人數可能會減少。
這邊是我們控制策略的示意圖,最中間、最核心是我們的決策器。也就是說由它來匯總所有的傳感器,反饋給整車的信息然后進行決策,來判斷當前的車輛是否安全。這邊是我們實物的照片,夜間識別通過紅外存像也可以看得到。霧天、雨天的話,影響也不大。可能特別大的暴雨,對我們的識別度可能會產生影響。
這邊就是我們實物的示意圖,現在在車況比較少的路面上,基本上可以實現無人駕駛,我們的處理器可以取代司機的作用。這邊是中車未來的技術路線的規劃,我們相信可能到2025年,甚至2025年以后智能駕駛會成為一個趨勢,可能到2050年無人駕駛的時代會到來。
這里是我們的實物的圖像,大家看一下就行了,由于時間的原因,就不多講了。多維度的感知技術,其實就是對路況的識別,對路標、車牌,對路面劃的線識別技術來輔助我們的安全駕駛。這邊是我們車上裝的雷達,可以感測到周邊車輛的距離、行人的位置。
謝謝大家。
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