預(yù)見2022

不知從什么時候開始，時間被我們定義為一種單向流動的變量，我們不能回到過去，也無法跨越未來。但隨著量子力學(xué)的不斷發(fā)展，科學(xué)家們開始對于時間有了新的認識，比如，我們?nèi)S世界每一個事件都是由無數(shù)個微觀粒子的運動導(dǎo)致，如果我們能夠精確分析每一個粒子的運動軌跡，是否就能預(yù)測未來的各種可能性，那么時間就不會是指向一個方向的流淌了。

也許有一天人類可以精確預(yù)測未來一段時間內(nèi)發(fā)生的事情，但是作為思想和趨勢的預(yù)測，還只能是通過經(jīng)驗和積累得出，而恰恰這種趨勢的預(yù)判會對未來的發(fā)展起到更加重要的作用，在技術(shù)領(lǐng)域，精準地預(yù)測趨勢可以讓社會和產(chǎn)業(yè)都少走彎路，提升效率。

10月19日，中國汽車工程學(xué)會年會暨展覽會在上海汽車會展中心開幕。會上發(fā)布了2022年度中國汽車技術(shù)趨勢，涵蓋芯片、動力電池、電驅(qū)系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、信息安全系統(tǒng)、混動系統(tǒng)等不同領(lǐng)域。圍繞節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖所涉及的“九大領(lǐng)域”，中國汽車工程學(xué)會面向企業(yè)CTO、專家學(xué)者、技術(shù)骨干，經(jīng)過多輪評審，達成共識，最終確定了2022年中國汽車十大技術(shù)趨勢。

該報告由來自120多家權(quán)威單位的近400位專家參與，針對各方關(guān)注的汽車電動化和網(wǎng)聯(lián)化等前沿技術(shù)發(fā)展進行預(yù)測分析，涉及國內(nèi)多家新能源電池和智能網(wǎng)聯(lián)芯片產(chǎn)業(yè)鏈公司。

本次發(fā)布的汽車十大技術(shù)趨勢是節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2021年度評估工作的一項重要研究成果之一。本研究重點圍繞節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖“九大領(lǐng)域”，聚焦2022年度“實現(xiàn)重大突破的技術(shù)”、“實現(xiàn)新量產(chǎn)的技術(shù)”、“應(yīng)用規(guī)模顯著提升的技術(shù)”等三類技術(shù)趨勢。

智能化無論在汽車領(lǐng)域還是全社會都是未來發(fā)展的重點，依據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，預(yù)計到2022年，國內(nèi)AI賦能實體經(jīng)濟的市場規(guī)模將達到1573億，約是2018年的6.3倍，而在應(yīng)用增長的背后，是市場對于AI算力需求的增長。此前OpenAI曾發(fā)布一份報告，提到自2012年至2018年，AI算力需求在6年期間增長了30萬倍，3.5個月就會翻一倍，遠遠快過摩爾定律“18個月”的周期。

一般智能手機的芯片算力大約在10左右，這樣的水平對于車機來說是遠遠不夠的，通常，L2級駕駛輔助算力需求為10TOPS，L3級自動駕駛算力需求60TOPS，L4級自動駕駛算力需求超過100TOPS。所以未來汽車上搭載的芯片算力會比現(xiàn)在提升很多，以滿足龐大的運算能力，如果說之前企業(yè)在技術(shù)端競爭的還是渦輪增壓，可變壓縮比，全時四驅(qū)等技術(shù)，那么今后的核心競爭力將會是芯片的算力，它是實現(xiàn)一切智能化的基礎(chǔ)。

大算力車規(guī)級計算芯片是高度自動駕駛汽車“大腦”的核心部件。隨著汽車智能化網(wǎng)聯(lián)化水平不斷提高，算力需求日益迫切，智能網(wǎng)聯(lián)汽車量產(chǎn)落地亟需“算力”資源;采用自主架構(gòu)設(shè)計方案與自主核心IP的計算芯片，具備可定制化開發(fā)、功能場景豐富、符合國家安全要求、服務(wù)響應(yīng)快等優(yōu)勢。

2022年，自主車規(guī)級計算芯片單芯片算力可超過100TOPS，并將在多款車型量產(chǎn)前裝應(yīng)用。當前，自主車規(guī)級芯片已形成面向ADAS/智能座艙等功能域的批量應(yīng)用，大算力車規(guī)級計算芯片（單芯片算力>100TOPS）正在開展測試試驗。

預(yù)計到2022年，將形成多款單芯片超過100TOPS產(chǎn)品進入量產(chǎn)前裝應(yīng)用，進一步為高級別自動駕駛汽車量產(chǎn)落地提供算力基礎(chǔ)。

Tips：

TOPS是什么？

TOPS是TeraOperationsPerSecond的縮寫，就是處理器運算能力單位。1TOPS代表處理器每秒鐘可進行一萬億次操作。

有一個很有意思的現(xiàn)象，目前汽車上的很多電子技術(shù)都來自于手機等快消電子產(chǎn)品的探索，比如我們要談到的第三代半導(dǎo)體概念，2021年，小米率先推出了氮化鎵（GaN）快速充電器，就是采用了第三代半導(dǎo)體技術(shù)，除了氮化鎵（GaN）之外，第三代半導(dǎo)體的另一個重要產(chǎn)品碳化硅（SiC）在汽車領(lǐng)域有著更為廣闊的應(yīng)用空間。

電驅(qū)動系統(tǒng)可以說是新能源汽車的“心臟”。碳化硅功率半導(dǎo)體屬于第三代寬禁帶半導(dǎo)體的一種，碳化硅器件具備的耐高溫、高效、高頻特性，正是推動電機控制器功率密度和效率進一步提升的關(guān)鍵要素。

功率半導(dǎo)體在新能源汽車中的應(yīng)用十分廣泛，應(yīng)用領(lǐng)域包括車載充電機、空調(diào)、逆變器、直流直流轉(zhuǎn)換器及附屬電氣設(shè)備等。相比硅基IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）功率半導(dǎo)體，第三代半導(dǎo)體碳化硅具有耐高溫、低功耗及耐高壓等特點。采用碳化硅技術(shù)后，電機逆變器效率能夠提升約4%，整車續(xù)航里程將增加約7%。

第三代半導(dǎo)體的電機控制器是保障電驅(qū)系統(tǒng)實現(xiàn)高效化、高速化、高密度化的關(guān)鍵部件。SiC材料與常用的Si相比，具有寬禁帶、高擊穿場強、高熱導(dǎo)率、強抗輻射等明顯優(yōu)勢。從Si基器件切換到SiC基，可實現(xiàn)控制器體積和重量大幅減小，體積功率密度可達到40kW/L以上，峰值效率可達到99%以上。2022年，多家整車企業(yè)將量產(chǎn)應(yīng)用第三代半導(dǎo)體電機控制器，規(guī)模預(yù)計達到60萬臺。

我們都知道目前困擾新能源汽車發(fā)展的瓶頸就是單體電池密度，雖然現(xiàn)在越來越多的新能源汽車的續(xù)航里程達到了600公里甚至更高，但不可否認的是，很多產(chǎn)品只是靠電池的堆砌達到高續(xù)航里程，不僅增加了汽車本身的重量，對于電池的安全性也有不小隱患，那么在保證安全的前提下，提升電池的能量密度是無法回避的問題。

《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》中也明確規(guī)定了到2035年汽車動力電池的比能量要求提高為300Wh/kg以上，電池成本降低至0.3元/Wh，當前電動汽車的“里程焦慮”依然沒有消除，發(fā)展高能量密度的動力電池仍然是動力電池技術(shù)提升的重要工程。自2018年以來，力神電池、寧德時代、遠景AESC、盟固利、國軒高科等多家企業(yè)在300Wh/kg高能量密度單體動力電池技術(shù)研發(fā)上接連取得突破，這也為動力電池單體能量密度邁入300Wh/kg門檻提供了信心。

高比能動力電池是提升電動汽車續(xù)航里程的重要技術(shù)手段，動力電池系統(tǒng)安全技術(shù)是高比能動力電池裝車應(yīng)用的前提。高比能動力電池采用高鎳正極材料、硅碳負極材料，在裝車應(yīng)用方面主要面臨動力電池安全和循環(huán)耐久等關(guān)鍵問題

2022年，隨著動力電池系統(tǒng)安全技術(shù)的提升，300Wh/kg動力電池將率先在高端車型配套裝載。300Wh/kg電池及系統(tǒng)產(chǎn)品已完成技術(shù)開發(fā)，隨著主被動一體化的熱安全防護、熱失控早期火災(zāi)探測預(yù)警裝置及抑制、滅火裝置等技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，300Wh/kg動力電池將在2022年實現(xiàn)裝車應(yīng)用。

雖然新能源汽車一直被冠以環(huán)保，高效，安全的光環(huán)，但是目前我國的工業(yè)用電70%還是來自于火電，同時鋰電池的生產(chǎn)和報廢都是一個重污染的產(chǎn)業(yè)，無法做到真正的環(huán)保，而最近幾年開始蓬勃發(fā)展的燃料電池很好地解決了這個問題。

燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置，又稱電化學(xué)發(fā)電器。它是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。從節(jié)約能源和保護生態(tài)環(huán)境的角度來看，燃料電池是最有發(fā)展前途的發(fā)電技術(shù)。

但是燃料電池也不是完美的，燃料電池的壽命目前也是一大問題，從公布的數(shù)據(jù)來看，即便是本田新一代燃料電池系統(tǒng)的壽命也僅有5000小時，換算下來差不多也就是200余天。而采用國內(nèi)技術(shù)生產(chǎn)的氫燃料電池壽命普遍只有約2000小時，短壽命的燃料電池根本無法實現(xiàn)長期的使用，而且高頻率的更換燃料電池對于用戶來說也增加費用。所以未來燃料電池的技術(shù)突破將會重點集中在提升使用壽命方面。

壽命是燃料電池系統(tǒng)實現(xiàn)長途重載領(lǐng)域應(yīng)用的基本要求。燃料電池更適合應(yīng)用于中長途、中重型商用車，對使用壽命要求高，1萬小時使用壽命可保障30-40萬公里的里程要求。

2022年，在燃料電池示范政策推動下，壽命超過10000小時的燃料電池系統(tǒng)將在物流、長途運輸、碼頭、礦山、長途客運等長途重載領(lǐng)域的多場景應(yīng)用。

目前，億華通、未勢能源、上海重塑、捷氫科技、濰柴動力等多家企業(yè)研發(fā)的燃料電池系統(tǒng)壽命指標已達到10000小時。

嚴格地說這不是一個純粹的技術(shù)趨勢，但是市場的變化往往是因為技術(shù)的更新和迭代造成的，幾年前，電動車剛剛開始進入市場，誰也不知道能做到多大的規(guī)模，所以很多廠家采用了燃油的平臺，去掉傳統(tǒng)的內(nèi)燃機，裝上了三電系統(tǒng)。從目前的角度看，這種簡單的嫁接造成了很多安全隱患，平臺的不同讓很多技術(shù)不能充分應(yīng)用到產(chǎn)品上。

此后隨著電動車市場的飛速發(fā)展，電動車的專用平臺已經(jīng)成為每個企業(yè)研發(fā)的重點，模塊化和滑板式的設(shè)計不僅降低了研發(fā)成本，也大大提升了新產(chǎn)品的研發(fā)進程，所以如果真正能達到市場占有率超過65%，需要有更多電動車專用平臺，今年純電動汽車專用平臺占比已經(jīng)達到了46%，按照這樣的趨勢，2022年65%的目標可期。

純電動專用平臺采用“滑板式”設(shè)計有利于動力電池、車身、底盤一體化集成設(shè)計。圍繞動力電池布置空間和人員舒適性最大化，采用平整地板和模塊化動力總成，有利于優(yōu)化動力電池布置空間，有利于前后軸集成電驅(qū)動系統(tǒng)的懸架系統(tǒng)。

2022年，自主品牌將廣泛采用純電動專用平臺，在乘用車市場占有率將超過65%。

為什么汽車上的電壓要越來越高？還記得幾十年前，即使是北京也會經(jīng)常遭遇停電，但現(xiàn)在北京的人口增長和好幾倍，用電量更是大幅激增，但幾乎沒有停電的現(xiàn)象了，就是因為國家電網(wǎng)采用了超高壓，特高壓傳輸設(shè)備，回歸到電動車本身，自從汽車有蓄電池開始，電壓只有6V，到了50年代，隨著汽車電器的增加提升至12V，后來由于混動系統(tǒng)的介入，電壓達到了48V，目前量產(chǎn)的電動車普遍電壓為400V。電動車上的高壓平臺技術(shù)同樣是通過提升電壓的方式，為電能的大功率傳輸打好基礎(chǔ)。

高電壓平臺將會極大縮短電動車的充電時間，在我國超級充電樁國標落地后，充電樁的最大充電功率有望達到600kW以上，“充電五分鐘、續(xù)航200公里”也將從一句玩笑變成現(xiàn)實。與此同時，在用電功率相同的前提下，電壓等級的提高還將減小高壓線束上傳輸?shù)碾娏?，這將縮減高壓線束的截面積，達到降低線束重量、節(jié)省安裝空間的效果。

核心電動化部件突破800V高壓化，可提升整車效率，配合大功率充電技術(shù)可實現(xiàn)極速充電。電動汽車電氣架構(gòu)主要涉及動力電池、高壓配電系統(tǒng)、電驅(qū)系統(tǒng)、電動壓縮機總成、DCDC、OBC等。高壓電氣架構(gòu)無中間電壓轉(zhuǎn)化效率損失，驅(qū)動系統(tǒng)采用寬禁帶半導(dǎo)體，提高驅(qū)動系統(tǒng)效率。2022年，比亞迪、長安、東風嵐圖、廣汽埃安等企業(yè)有望推出800V高壓平臺高性能量產(chǎn)車型。

新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的主要區(qū)別不僅在于“三電”，還體現(xiàn)在重要性大幅度提升的熱管理系統(tǒng)?，F(xiàn)在越來越多新能源汽車在低溫環(huán)境下出現(xiàn)了不同程度的電量衰減，成為影響新能源汽車發(fā)展的主要問題之一。傳統(tǒng)汽車的熱管理系統(tǒng)主要為發(fā)動機、變速器的散熱系統(tǒng)和汽車空調(diào)，而新能源車的熱管理系統(tǒng)涵蓋了新能源汽車幾乎所有的組成部分，主要范圍包括動力電池、驅(qū)動電機、整車電控等等，復(fù)雜程度更高，因此成為車企開發(fā)的重點。

熱管理方面比較明顯的是空調(diào)耗電，普遍認為空調(diào)會占到燃油車能耗的10-20%，而在新能源車上這個比例會更高。而在空調(diào)制熱系統(tǒng)方面，傳統(tǒng)汽車與新能源汽車差異較大，新能源汽車無法利用發(fā)動機余熱，一般使用PTC加熱器或熱泵系統(tǒng)進行制熱。但常用的PTC加熱器耗電量較大，導(dǎo)致汽車的行駛里程大幅下降，因此制熱效率較高的熱泵系統(tǒng)將成為新能源汽車空調(diào)的發(fā)展方向。

智能熱管理是新能源汽車突破低溫環(huán)境下使用的關(guān)鍵技術(shù)。提升新能源汽車低溫適應(yīng)性需要突破動力電池低溫快速加熱技術(shù)、整車一體化熱管理技術(shù)、低溫充電技術(shù)等智能熱管理技術(shù)。2022年，智能熱管理技術(shù)將支撐新能源汽車-30℃環(huán)境下的應(yīng)用。

低溫環(huán)境下動力電池系統(tǒng)加熱溫升速率達到5℃/min，-30℃加熱到0℃加熱能量消耗≤6%

上個世紀80年代，隨著IT技術(shù)的起步和興起，當時由機械主導(dǎo)的汽車行業(yè)掀起了一場電子電氣化革命。在汽車電子電氣不斷發(fā)展的同時，汽車通信總線不斷增長、控制器數(shù)量呈現(xiàn)了井噴式上升，這不僅讓制造成本大大增加，而且還讓相應(yīng)的控制工作變得更加復(fù)雜和難以把控。新一輪科技革命推動汽車產(chǎn)業(yè)不斷顛覆，整車電子電氣架構(gòu)正逐步向平臺化、智能化、互聯(lián)化方向不斷發(fā)展，而電子元件也朝著高集成度方向不斷進化，車輛控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)效率呈指數(shù)型增長?；诖?，在汽車產(chǎn)品上開啟“域控制器”的應(yīng)用成為大勢所趨。

域控制器的原理主要體現(xiàn)在車內(nèi)所有控制的高度有機的整體、車外與云端連接的流暢、云化研究的架構(gòu)、大數(shù)據(jù)匯集的自如、AI智能算法的開發(fā)部署迭代、國家智能汽車整個網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)管等各方面有機的統(tǒng)一?？此坪唵蔚挠蚩刂破?、鏈接的是無限的、承載的責任是巨大的，所以智能汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)，得域控制器者得天下。

域控制器是實現(xiàn)整車智能化網(wǎng)聯(lián)化的核心載體。當前正處于從分布式電子電氣架構(gòu)向域集中電子電氣架構(gòu)過渡的階段，中央域控制器+車云協(xié)同計算將成為整車電子電氣架構(gòu)的長期發(fā)展方向。2022年，域控制器產(chǎn)品將由單域控制向跨域融合形態(tài)過渡，進一步降低硬件-軟件-功能之間的耦合度和車內(nèi)電子電氣架構(gòu)（連接結(jié)構(gòu)）復(fù)雜度，加速構(gòu)建智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。

在智聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展的背景下，汽車信息化架構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)向了集中化、簡單化發(fā)展模式，在汽車自動駕駛功能不斷完善下，汽車電動化、智能化的普及率也越來越高。5G的推廣和提出使得汽車汽車和物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合程度逐漸加深，對于未來汽車行業(yè)的發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車是大勢。

在大家深刻感受到人工智能帶來便利的同時，信息安全問題變得日益嚴峻，從2016年-2019年，智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全事件發(fā)生率提升了7倍，2019年較2018年增長99%。2019年，有82%的安全事件源于遠程攻擊。

汽車上有大量的外部接口，通過這些接口，汽車與外界進行著更頻繁而復(fù)雜的信息交互。在此過程中，黑客可植入惡意病毒或遠程木馬，破壞汽車的電控系統(tǒng)，導(dǎo)致嚴重事故發(fā)生。如何保護和提升整車的信息技術(shù)安全，目前業(yè)內(nèi)有很多種解決方案，從邊界防御向主動安全縱深防御體系躍升成為一種技術(shù)上的共識。

整車信息安全技術(shù)關(guān)乎個人、社會與國家安全，部署整車信息安全防護技術(shù)是構(gòu)建汽車安全免疫能力必由之路。2022年，整車信息安全防護技術(shù)將從邊界防御向主動安全縱深防御體系躍升，實現(xiàn)威脅提前感知，動態(tài)實時響應(yīng)，實現(xiàn)更高效安全的整車防護。

主動防護技術(shù)基于大數(shù)據(jù)與人工智能，通過對車輛進行全面、實時的安全威脅監(jiān)測、預(yù)警與分析，實現(xiàn)更高效安全的整車防護。

如果說2021年是汽車領(lǐng)域的“混動年”應(yīng)該不為過，無論是自主品牌還是合資，進口品牌，都紛紛推出自己的混動技術(shù)和產(chǎn)品，一時間曾經(jīng)被遺忘的混動技術(shù)有迎來的新的發(fā)展機遇。在電動車飛速發(fā)展的今天，一直有一種說法，很快電動車將會完全取代傳統(tǒng)內(nèi)燃機車型。事實上這是不現(xiàn)實的論調(diào)，從國家戰(zhàn)略到企業(yè)發(fā)展看，內(nèi)燃機將會很長時間內(nèi)繼續(xù)出現(xiàn)在市場上，只不過會有一種更環(huán)保的形式，那就是混動。

關(guān)于混動的種類就不贅述了，混動技術(shù)的進步，極大程度上緩解了內(nèi)燃機的碳排放壓力，同時它也有比肩電動車的純電行駛功能，內(nèi)燃機一定程度上只負責發(fā)電，緩解了里程焦慮，同時還可以最大限度地提升發(fā)動機的燃燒效率，降低油耗，可以說是近乎完美的動力解決方案，未來中國市場上的混動車型將會越來越多。

DHT混動技術(shù)可應(yīng)用于HEV和PHEV，是乘用車實現(xiàn)節(jié)油降碳的重要技術(shù)路徑。通過高效混動專用發(fā)動機和電機混聯(lián)配合，實現(xiàn)超高效率和超低油耗平衡，節(jié)油率超過35%，同時提升了平順性、NVH等性能。

2022年，多車企DHT混動系統(tǒng)研發(fā)成果落地應(yīng)用，更多混動車型上市銷售，DHT混動系統(tǒng)有望達到150萬套搭載應(yīng)用。