2024年3月26日-28日,2024中国商用车论坛在湖北省十堰市举办。本届论坛由中国汽车工业协会主办,以“新步伐•新成效•新提高,助力商用车产业高质量发展”为主题,基于行业高质量发展要求、国家“双碳”目标实现、汽车产业转型和创新需要,以创新促改革、促转型、促发展,助力商用车产业高质量发展。
其中,在3月28日下午举办的“主题论坛六:新产品、新技术助力商用车供应链创新发展”上,东风商用车有限公司东风商用车技术中心中心长沈彬发表精彩演讲。
以下内容为现场发言实录:
尊敬的各位领导,各位嘉宾,媒体朋友们,大家下午好。我是东风商用车技术中心沈彬,很高兴与大家相聚在车城十堰,与商用车的同行,专家学者一起共同探讨新产品,新技术,助力商用车供应链创新发展这个主题。
2023年底,召开的中央经济会议,将科技创新引领现代化产业体系建设列为九项重点任务之首,强调要以科技创新推动产业创新,特别是以颠覆性技术和前沿技术催生新产业,新模式,新动能,发展新质生产力,借此机会我将重点围绕新能源智能网联领域技术创新助力产业链转型升级,从行业发展,技术创新与产品的需求,供应链深度融合等方面内容分享一下东风商用车的实践与思考。
一、从商用车产业发展趋势来看,商用车的电动化,智能化,网联化正高速发展。
2023年我国新能源汽车产销量分别达到958.7万辆和949.5万辆,其中新能源汽车出口120.3万辆,同比增长77.6%,乘用车新能源渗透率已经达到了31.6%,商用车新能源渗透率为5.6%,新能源商用车目前正处在政策与模式驱动阶段,部分场景纯电动车全生命周期成本已展现出优势。未来几年将进入技术与成本驱动的模式,以用户全生命周期价值最大化为导向驱动运营价值提升、技术升级和供应链创新发展。预测2025年中重卡新能源渗透率将达到9%,2030年将达到20%以上,从目前的行业发展趋势以及乘用车高度内卷情况来看,商用车新能源化进程将会比预期的更快。
当前,新能源中重卡车型主要覆盖城市用车和短途运输市场,长途高效运输市场也在呼唤更有竞争力的新能源中重卡,随着高压快冲,大功率燃料电池,高压储氢等技术的发展,纯电动可向500公里场景拓展,氢燃料电池车型会向800公里以上中长途的运输场景发展。
在智能网联方面,国家部委发布发展规划,将进一步推动L3及以上级别的智能网联汽车的规模化应用,政策及市场需求将加快推动商用车智能化产品的落地,主要应用场景为干线物流,智能港口,智慧矿山,园区物流,园区环卫等。干线物流场景当前L2级别以下智驾产品是市场主流,2027年L3及以上智驾产品将以试点运营的形式逐步批量推广,封闭L4场景将在两年内进入批量商业运营阶段。
在网联化领域,全产业链具备完整的数据采集-传输-存储-应用技术和商品的能力,完成了互联互通为特征的数字化建设的阶段。当前聚焦于价值创新为特征的数智化创新阶段,结合大数据,为用户提供更智能化的价值创新应用及更优的体验是产业链在技术和产品创新的发力点。
二、在市场需求和政策驱动下,新能源与智能网联产品的技术迭代升级速度将会进一步加快。新能源商用车正在从当前的油改电转向全新平台的正向商品开发。围绕高度集成和高效化,打造全新架构新能源平台,整车能耗、续航里程、轻量化、补能效率、运营效率等核心特性将得到大幅度提升。未来新能源智能网联将高度融合,更高,更安全能量密度储能,全面的线控化,结合大数据的云计算,48伏的电气平台,超级闪充等新产品和技术将成为主流。新能源核心总成也将围绕客户价值和整车需求快速迭代升级:
动力电池方面,当前采用CTP标准电池箱,这个主要是电池厂基于电芯来设计的电池包,对整车的需求、制造并不友好。新一代电池箱将基于商用车场景和架构需求正向开发,采用模块化的思路,在满足整车特性需求的同时,最大化的利用整车空间,提升电池系统能量密度,同时降低电池箱整车装配难度,提升整车装配效率,电池系统装配效率可提升50%以上,能量密度提升20%,成本降低40%以上。
在整车热管理方面,当前为独立分布式电驱冷却系统,动力电池热管理系统,车身空调暖风系统为三个独立的运行系统,零部件分散,整车水热没有一体化管理系统,成本,重量,能耗均受限,下一代采用集成式的热管理系统,整车水热一体化管理,热管理模块高度集成,系统功效可降低15%以上,成本降低18%,轻量化15%。
动力域控制器方面,当前新能源动力域相关控制区采用分布式,部分采用物理集成,硬件的配置复杂而沉重,物理位置各不相同,运算能力不能物尽其用,成本上涨。下一代的电子电气架构开展面向服务的SOA软件架构研发,实现新能源动力域集中多合一,成本可降低25%,支撑FOTA、功能安全及信息安全。控制器总重减重20%,高压接插件及线束规格大幅减少,有效节省装配人工工时。
电驱动桥方面,当前电驱动系统采用中央驱动方案,占用空间大,自重大。下一代牵引和载货车将采用电驱桥方案,电机控制器,电机及减速器直接与桥集成,重量降低30%左右,传动效率提升,整车电耗降低约5%以上。
中央驱动EMT,当前采用低速单电机方案为主,无法满足矿山等复杂工况的场景,适应性不足,下一代工程车电机,电控,变速箱高速集成,动力及换档控制深度耦合,扭矩密度可提升21%,功率密度可提升32%以上。
氢燃料电池系统,当前应用场景以城市用车和短倒等示范运营为主,燃料电池系统功率多在130kW左右,采用35Mpa储氢,系统寿命1万小时,续驶里程300km,下一代将采用300kW级的大功率燃料电池电堆,70Mpa的储氢技术,系统寿命3万小时,氢耗降低20%以上,提升续使里程达到800km以上,中长途、干线运输将成为可能。
新能源电子电气架构当前为分布式架构,下一代基于SOA的整车集中控制器和区域控制器,集成新能源整车域,车身域,中央网关等功能,智能座舱域和智能驾驶域,根据不同整车场景进行灵活适配,满足商用车不同市场区隔的客户需求。
整车电气平台方面,中重型商用车主流电压平台为24伏,少部分采用12伏。在匹配大功率用电设备时,会造成线束重量和成本增加,设备可靠性下降,甚至无法实现大功率供电,通过24V/48V双电源系统开发,除了给大功率设备电动化提供基础,还可以实现节能2%到6%,动力性提升3%,整车降重40到100公里。
商用车智能网联技术正在向计算集中化,软硬件解耦、平台化标准化,应用生态化四个趋势发展。商用车智能网联技术发展落后于乘用车,但技术趋势相同,存在极强的复用可能。例如域控硬件平台,感知通用技术等。另外商用车由于客户场景需求差异较大,在应用技术上存在不同发展,例如:矿区/园区场景,由于感知技术方案的差异性需要对融合定位技术进行定制化的开发;商用车执行系统与乘用车的执行系统的差异性对油耗有较大的影响,需要对规控技术进行差异化的开发和标定。
智能驾驶域控,在硬件上趋向集中化和跨域融合。当前,商用车主要技术路线采用分布式控制方案,算力无法协调调度,存在算力浪费,成本较高。我们正结合国产化大算力SOC芯片,开展下一代智能驾驶域控平台开发,SOC算力>200Tops,总成硬件成本降低大于15%,并为数据驱动软件开发新技术路线提供基础。感知技术方面,当前基于目标级的后融合算法,可支撑高速场景下自动驾驶占比大于92%,但存在性能天花板,无法有效解决障碍物的横向精度不足,匝道场景下的车道线识别等问题,正结合下一代域控开发,开展基于鸟瞰图BEV+轻地图的感知方案,解决高速场景的感知问题。节油技术方面,当前主要在车端上采用基于规则的预见性驾驶,实现节油3%,正开展车云一体化的节油策略开发,结合AI大模型构建经济性驾驶模型,实现5%以上的节油效果。
线控底盘,当前的线控技术还处于以满足场景需求为主,单一执行系统结构复杂,控制特性存在瓶颈,安全冗余考虑不足;下一代线控底盘聚焦底盘域控的集成开发,在执行系统全电气化基础上提升底盘整体控制特性,线控底盘系统的零部件数量较当前可以减少90%,并全面提升产品的功能安全等级达成ASIL-D。
智能座舱向跨域融合,大模型应用发展。当前采用域控方案,SOC的算力大于30kDmips,集成仪表IC,中控屏IVI,环境影像AVM,盲区监控BSD等功能,同时实现智能语音交互,但功能的逻辑复杂,影响驾驶体验问题。为持续改善,考虑采用下一代域控架构,选用高算力芯片大于80kDmips,优化功能分配,降低智能座舱功能复杂度30%,同时探索大模型运用。
网联云控运:在网联通信方面,有5G远距通信技术,V2X中距通信技术,星闪短距通信技术等,这些技术在法规标准,芯片硬件,软件及工具、应用模式进行了体系化的创新应用。比较典型的有T-BOX集成V2X构建车路云一体化的智能交互,为单车智能提供信息补充和新的云控方案,东风商用车正在探索V2V的智能编队行驶技术,另外星闪技术也为产品创新提供新的思路,东风商用车联合交通部,华为等5家正在推进星闪通信技术的应用探索和行业示范,以360环视产品为试点,让摄像头与主机间0线束连接,简化后视摄像头设计安装和走线,为解决甩挂问题提供新思路。
三、新产品技术的快速迭代需要与供应链深入融合,产品技术的快速落地也需要供应的有利支撑。
新能源商用车产业链正在深度融合,从上、中、下游的产业链条变为多要素的系统立体产业生态,内涵和外延发生巨变,从技术链看,核心部件技术,多能源复合动力技术,车载储氢制氢技术,燃料电池技术,氢氨醇内燃机技术,电动专用平台整车技术,智能网联技术等要素相辅相成。
根据技术发展趋势和产品的需求,核心部件产业链将呈现如下发展趋势:主机厂开发适合新能源中重卡标准电芯,充电电流600A,电池供应商需要与主机厂深度融合,提供更加合适的标准电芯,并共同推动行业内统一电池规格;功率器件将由IGBT逐步应用SiC,需要芯片企业大力发展国产化、规模化降低成本,保证与IGBT成本相当。电机及传统后桥产业链融合,同时电机控制器集成到电驱桥,对功率器件抗震提出更高要求。动力域控制器功能安全要达到ASILD、EMC挑战CLASS4,信息安全建立纵深防御体系,同时开发满足AUTOSAR标准的自主软件的平台,解决卡脖子问题,国产化芯片的应用提升供应链安全,控制器的供应方将由原来的整机供应到子模块,子技术供应。从快速补能来看,配合高压快充的发展,充电桩功率需要提升到兆瓦级,充电设施厂商需要与主机厂深度合作,支持V2G、预约充电,插枪保温等功能。
在智能网联产业链布局方面,呈现多层次,多领域的综合体系形态,它涉及硬件制造,软件开发,数据服务以及创新应用等多个关键环节,同时需要注重产业链上下游的协同发展和跨界融合。
智能驾驶域控的SOC大算力芯片技术发展较快,在产业链中已大批量商业应用,但是相比国外成熟的SOC芯片平台,开发工具链和应用生态还需持续提升,同时降低芯片平台间的算法移植资源投入,需要大家共同支持国产的SOC芯片的开发和匹配应用;
车载操作系统要与底层硬件和上层应用充分解耦,各类驱动、算子库原子化;自动驾驶在定制化感知算法,车辆精准控制及节油算法方面需要快速的迭代提升。
智能座舱的技术趋势呈现乘商趋同,但是相比乘用车,商用车的导航地图和导航引擎在限高、限行等特殊场景方面适应性不足,在适配自动驾驶定制化开发方面资源较少,对产业链需求迫切。
线控转向和线控制动技术,从系统独立控制发展为系统耦合协同控制时,需要整合转向和制动零部件间的深度联合开发,部分头部零部件公司已经在同步布局线控转向和线控制动产业,已实现系统的成本和特性最优,需要国内底盘供应商加快系统融合开发,提供有竞争力的底盘域控制器产品。
综合以上,中国商用车电动化,智能化和网联化的发展已进入快车道,对供应链的保证能力和响应速度都提出了更高要求。科技创新助力供应链转型升级,新兴技术的快速落地更加需要供应链的强有力的支撑,双方是共同促进,相互互补的关系。主机厂与供应链需加强深化合作,以客户价值最大化为导向,共同建立高效的联合创新开发体系,从前瞻预研到技术开发再到产品应用同步开展工作,持续提升开发效率和开发质量,提供客户满意的商品。
当前合作链的合作模式正由传统的链式关系向多主体参与的网状生态演变,产业链融合发展构建产业生态,并衍生出产业新模式,同产业竞争正在向跨产业竞争转变,合作共赢和共同进化将成为产业链的发展共识。
各位领导,各位嘉宾,媒体朋友们,东风商用车始终坚持以客户为中心,以市场需求为导向,坚持守正创新,将与广大合作伙伴一起,共同推动创新链、产业链、生态链打好协同战,系统战,实现共生共赢共融,共同为中国商用车高质量发展贡献力量!
以上是我的报告,不足之处,请大家多多批评指正!
谢谢大家!
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