在汽車產業轉型升級過程中,汽車與能源、交通、信息通信、芯片等領域相關技術正加速融合。以電驅系統、電子電氣架構、線控制動及轉向、車載儲能和智能座艙等為代表的整車及智能底盤關鍵核心技術日新月異、產品不斷迭代,并加速在智能電動汽車上搭載應用,相關領域技術正面臨前所未有的發展機會和挑戰。今天,讓我們聊一聊車圈都有哪些重點技術新風向?
一、滑板底盤:“電動汽車新玩法”
2022年,電動汽車產業技術創新戰略聯盟正式發布了《電動汽車智能底盤技術路線圖》,受到全行業廣泛關注和支持。路線圖對智能底盤進行了清晰定義:智能底盤是為自動駕駛系統、座艙系統、動力系統提供承載平臺,具備認知、預判和控制車輪與地面間相互作用、管理自身運行狀態的能力,具體實現車輛智能行駛任務的系統。
隨著汽車底盤技術的變化,整個底盤的基本屬性要進行重構,主要體現在安全、體驗和低碳三個方面。安全包括主被動一體化安全、功能安全、預期功能安全和信息安全。體驗包含車控協同提升駕乘體驗、自迭代的個性化駕乘體驗以及數據驅動專業駕乘體驗。低碳方面囊括低能耗行駛、部件能耗、域控計算平臺的能耗以及傳感部件能耗等。
當前,汽車企業在智能底盤的技術創新與產業變革中百舸爭流。其中,底盤與動力電池的一體化集成是底盤系統在結構融合上的一大趨勢,諸如CTC、CTB等技術應運而生,例如比亞迪推出全新電池底盤融合的CTB技術;零跑汽車的CTC方案取消了電池包上蓋板,而特斯拉的則是取消了座艙地板。底盤與智能駕駛的縱向融合,是智能底盤發展的另一大趨勢,例如蔚來汽車開發了全棧懸架控制系統。
除底盤域融合外,整車的模塊化開發也促使底盤的模塊化設計,將轉向、制動、三電、懸架等系統集成為一體的滑板底盤隨之出現。一場汽車設計與制造的變革正在發生!
所謂滑板式底盤,即將電池、電動傳動系統、懸架、剎車等部件提前整合在底盤上,實現車身和底盤的分離,設計解耦?;谶@類平臺,車企可以大幅降低前期研發和測試成本,同時快速響應市場需求打造不同的車型。尤其是無人駕駛時代,車內的布局不再是以駕駛為中心,而是會注重空間屬性,有了滑板式底盤,可以為上部車艙的開發提供更多的可能。
除了美國的Rivian、Canoo,英國的Arrival、以色列的REE、中國的PIX等新型造車企業紛紛押注滑板底盤平臺,包括豐田、現代、雪鐵龍等車企,舍弗勒、采埃孚等Tier 1也在做滑板底盤相關的事情,但大部分是在做商用車,比如物流車、接駁車等,真正做乘用車的高速滑板底盤并不多。
一項新技術必須有人買單,投入量產才能真正可持續化。2023年3月,悠跑宣布,將在今年年底啟動交付悠跑超級VAN,這是在UP超級底盤之上的首個整車產品,目前已獲得國內外訂單。
據QYR的統計及預測,2022年全球滑板底盤市場規模達到了128.90億美元,預計2028年將達到440.23億美元,年復合增長率為22.72%。中國市場在過去幾年變化較快,預計2028年將達到134.76億美元,屆時全球占比將達到30.61%。
二、電子電氣架構演進之路
隨著整車電子電氣產品應用的增加,單車ECU數量激增,分布式電子電氣架構由于算力分散、布線復雜、軟硬件耦合深、通信帶寬瓶頸等缺點而無法適應汽車智能化的進一步發展。因此,汽車電子電氣架構正面臨硬件架構、軟件架構、通信架構三方面的升級:
1、硬件架構升級:分布式向域控制/中央集中式發展,有利于提升算力利用率;數據統一交互,實現整車功能協同;縮短線束降低重量,降低故障率,提升裝配自動化率。
2、軟件架構升級:軟硬件由高度耦合向分層解耦發展,有利于實現固件/然間OTA;有利于采集數據信息多功能應用,有效減少硬件需求量,真正實現軟件定義汽車。
3、通信架構升級:LIN/CAN 總線向以太網方向發展, 滿足高速傳輸、低延遲等性能需求;采用以太網方案線束更短,同時也可減少安裝、測試成本。
三、汽車芯片角色躍升
近幾年的“缺芯”環境下,車企開始重塑供應鏈。越來越多OEM選擇與芯片廠直接合作,共同研發設計、制造和封裝芯片,或直接啟動芯片投資和研發計劃,提高對整個芯片產業鏈的掌控能力。這使得芯片廠在智能汽車產業鏈中的角色逐步從Tier2躍升為Tier1或Tier0.5,在智能網聯發展中趨于核心地位。
其中,汽車是MCU最大的應用領域,傳統燃油車單車平均需要70個MCU,智能汽車單車平均需要300個MCU,應用領域包括ADAS、車身、底盤及安全、信息娛樂、動力系統等。而智能網聯對算力提出更高要求,汽車芯片結構形式由 MCU 進化至 SoC。
座艙SoC需求將隨著智能座艙滲透率上升而增加,隨著座艙智能化發展,座艙域控制器進一步集成車載信息娛樂系統、儀表、HUD等其它系統/功能,未來“一芯多屏” 式智能座艙方案將成為主流趨勢。
自動駕駛SoC對安全的要求更高,同時隨著自動駕駛級別的增加,需要算力支持也更高,未來自動駕駛SoC會往集成“CPU+XPU”的異構式(XPU包括GPU/FPGA/ASIC 等)方向發展,長期來看CPU+ASIC方案將是未來的主流架構。
在車載計算由分布式向集中式演進趨勢下,未來車載芯片將向多芯片融合、高計算能力和高安全性方向發展。座艙域SoC和自動駕駛SoC有望融合,同時具備座艙芯片和自動駕駛芯片全棧能力的芯片廠商在未來將更具競爭力。
功率半導體則是新能源車使用最多的半導體器件之一。根據使用環境,車規級IGBT功率模塊性能向著高功率密度、低熱阻、高可靠性趨勢發展,半導體材料向第三代SiC和GaN發展。
2023年8月23-25日,中國汽車工程學會將攜手博聞創意會展在深圳會展中心(福田)同期舉辦世界智能電動車先進技術展覽會、elexcon深圳國際電子展,共同呈現智能電動汽車產業從“車規級芯片到系統級解決方案”的專業大展。展會現場還將舉行國際電動汽車智能底盤大會,以及同期 4 場開放式高峰論壇,覆蓋熱管理技術、車規級芯片、充換電、第三代半導體等熱門主題,探索未來智能底盤等關鍵技術發展方向,凝聚行業共識,進一步促進汽車電動化、智能化及跨產業融合發展。
世界智能電動車先進技術展覽會
同期聯動 elexcon深圳國際電子展
中國汽車工程學會將于8月23-25日在深圳會展中心(福田)舉辦2023世界智能電動車先進技術展覽會(WSCE)。本次展覽規模達10,000㎡,預計將吸引100+參展企業和20,000+專業觀眾蒞臨現場,圍繞整車及智能底盤關鍵核心技術,覆蓋汽車電動化和智能化技術相關展品,打造技術與商務交流的國際化互動平臺,進一步促進汽車電動化、智能化及跨產業融合發展。
WSCE2023展品范圍:
-新能源汽車整車及智能底盤平臺
-智能底盤關鍵核心技術及系統部件,主要包括:線控制動、線控懸架、線控轉向、驅動系統、域控制器、傳感器、車規級芯片、功能安全、定位及地圖、人機交互等
-設計開發工具,模擬仿真及軟件,測試及認證等
-智能底盤輕量化材料、設計及制造
-車載儲能相關(V2G技術、數字能源、氫電技術等)
-汽車科技轉化,綠色金融服務,高校、科研機構及創新企業等聯合展示區
WSCE往屆合作伙伴:
WSCE2023同期現場,由博聞創意會展主辦的elexcon2023深圳國際電子展規模將達60,000㎡,預計吸引600+家優質展商、50,000+專業觀眾齊聚現場。本屆展會將圍繞“車、芯、碳”三大關鍵字,從芯片設計到封測,從智能設計到集成!打造車規級芯片與元件、電源與儲能、AI與算力、工業物聯與AIoT、RISC-V開源生態、Chiplet、SiP與先進封裝等行業創新展示及20余場高峰論壇,呈現全球產業動態及未來技術趨勢。
elexcon展品范圍:
智能駕駛AI芯片、車規級MCU、汽車座艙SoC、功率半導體、第三代半導體、電源管理芯片、電源模塊通信模塊、存儲器、傳感器、連接器、汽車電子供應鏈管理、測試測量等
elexcon部分參展品牌:
安世半導體、中微半導體、航順芯片、靈動微電子、中電華大、中科芯、中電港、同星智能、Digi-Key、Mouser、敏矽微、瑞凡微、聚洵、凌煙閣、潤石、美格智能、順絡電子、兆訊、清純半導體、凌訊微、COSAR、揚興、風華高科、創意電子、芯力特、通科、復錦、宇陽、微容、芯進、威兆、科達嘉、愛浦、拓爾微、翔勝、宇熙、創豪欣、安路、紫光同創、高云、易靈思、君正、澎湃微、廣芯微、領芯微、速顯微、江波龍、新芯、康芯威、創芯時代、金勝、恒爍、安森德、岑科、廣東場效應、威谷微、凱澤鑫、金譽、華之海、宏明、合泰盟方、正著、設科、格利爾、虹美等(排名不分先后)
國際電動汽車智能底盤大會
同期舉行 4 場開放式高峰論壇
展會現場,中國汽車工程學會還將舉行國際電動汽車智能底盤大會。本次大會包括1場主論壇、6場分論壇,預計將邀請到,50+行業專家、企業技術領袖,500+參會嘉賓圍繞電動汽車智能底盤的技術創新、產業鏈發展、產品開發及測試驗證等內容展開深度研討。
主辦單位:中國汽車工程學會
承辦單位:電動汽車產業技術創新戰略聯盟、中國汽車工程學會智能底盤分會
大會議程概覽:
1、電動汽車一體化熱管理技術及發展
時間:8月23日下午
內容方向:探討電動汽車一體化熱管理系統架構、環保工質系統匹配及挑戰、多源熱泵低能耗管理技術等熱點問題
2、2023車規級芯片生態大會 - 新型電子電氣架構與國產化車規芯片發展解決方案
時間:8月24日全天
內容方向:
-圍繞面向未來智能電動汽車的新型電子電氣架構的開發流程、關鍵共性技術、標準體系建設、產業協同、生態建設及未來趨勢等內容展開研討
-聚焦車規級芯片的技術突破及產業化布局、自主汽車芯片研發及產業化發展之路等內容
3、電動汽車充換電設施產業高質量發展
時間:8月25日上午
內容方向:探討電動汽車充換電設施研發、場站建設、運營模式、車網融合等熱點問題
4、深圳國際第三代半導體與應用論壇
時間:8月23-24日
內容方向:針對SiC、GaN的技術進展與應用現狀,囊括車規級功率半導體、能源電子、綠色數據中心等熱點話題