预言帝:2022年会发生什么?

技术 发布于:2022-03-07 14:17:12

汽车电动化之后,它的技术迭代速度越来越像电子产品。以往汽车是3年一小改,5年一换代,现在一年前发布的新车可能就已经落伍了。

在2021年,高速导航辅助驾驶开始广泛应用在量产车上,磷酸铁锂电池依靠无模组(CTP)技术重新回到了主流动力电池行列,热泵空调也更为普遍。  

那么来到2022年又有什么技术趋势,我们来进行一个展望。

滑板底盘

去年11月初IPO上市的Rivian,其市值一度突破千亿美元,车还未大规模交付市值倒是惊人。实际上除了那两款纯电皮卡车型外,市场更看好的是其滑板底盘概念。

正是由于这项技术概念,福特是抢在通用前面达成了和Rivian的投资协议,希望能共享这项技术。无独有偶,在年初汽车零部件供应商拓普集团和阿尔特也宣布将入局滑板底盘赛道,可见这项技术已经被业界重视。

滑板底盘究竟是什么,和我们平常所说的纯电平台又有什么区别,以丰田TNGA,大众MEB的纯电平台为例,它们的生产、设计都是以车身为核心,零部件装配其中,无法做到车身和底盘的真正分离。

滑板底盘则是将整车的动力、制动、转向、热管理、三电模块等集成在底盘中,形成一个高度整合而又独立的功能区。

它最明显的特征就是实现上下车体分离,车身可以根据需求进行更换,通过预留的电气接口和车体相连。

说起来和我们硬派越野车有点类似,这类大梁底盘的SUV可以和车身进行分离。

如果对硬派越野车不太了解,那么参照我们小时候玩的四驱车就可以秒懂了。

四驱赛车的核心就在于底盘,其将动力系统、电池等部件都集合其中,厂家只需要开发不同的外壳就可以得到不同的赛车。

当然,电动汽车和玩具车还是有很大区别,首先为了实现上下车体分离,滑板底盘需要解决车内和底盘之间的通信和控制问题,因此滑板底盘需要实现全集成+全线控方案。

全集成比较容易理解,就是将动力、制动、转向、热管理、三电模块、悬挂等多部件整合在底盘上,全线控则是定义好和车身链接的接口。

至于上层的车身、座舱设计则交给车企,也就是可以实现车身与底盘的独立开发,独立迭代,甚至实现“一底盘多用”。

这样的好处不用多说,在研发周期、降低成本方面有无可比拟的优势,车企也可以快速打造不同的车型,不同车型又可以共平台生产。

另一方面,滑板底盘或许能够孕育出新的商业模式,车企把底盘部分交给一家可靠的滑板底盘厂商,车企专注于智能座舱、自动驾驶等部分,形成一种新合作模式。

因此看中这项概念的福特是毫不犹豫就投资了Rivian,并且表示将基于滑板平台(skateboard)开发自己的电动汽车。

激光雷达

在去年年底的广州车展上,根据不完全统计已经差不多有10家车企展出了其搭载激光雷达的新车,激光雷达正处于上升期。

尽管马斯克极力否定激光雷达的作用,但是国内厂商可没有信他。实际上,激光雷达的出现是必然的结果,在目前实现的高速导航辅助驾驶中,依靠摄像头+雷达再辅以高精度地图,确实能够比较好的运行。

但是如果要想在城市道路实现导航辅助驾驶,那么仅仅依靠原来的硬件方案并不稳当,毕竟城市道路路况复杂程度要提升数十倍。

在车辆对周围环境感知层面来说,业内基本分裂为两大阵营:视觉系和雷达系。

特斯拉之所以只依靠摄像头即可实现城市导航辅助驾驶,是因为其有不错的摄像头数据采集能力,并且算法足够强大。

“视觉系”以摄像头+毫米波雷达为主传感器,本质是“轻数据重算法”,对于特斯拉来说,激光雷达成本过高是其拒绝采用的一大原因。

“雷达系”采用激光雷达、摄像头、毫米波雷达等多传感器融合方案,本质为“重数据轻算法”。对于国内厂商而言,算法落后的情况,硬件补充倒也是一种不错的方法,毕竟激光雷达对于周围环境、物体的识别是更加的精准。

激光雷达目前主要分机械激光雷达、混合固态激光雷达和固态激光雷达三种,就技术而言固态激光雷达的集成度会更加的高,成本也会进一步压低。

传统的机械激光雷达已经应用在大量的 L4/L5 级自动驾驶的预研项目中,不过高性能的128线激光雷达,价格也比较贵。所以在近几年内,很多使用在 L2+/L3 项目中激光雷达都是混合固态激光雷达。

华为96线混合固态激光雷达,实现全视角的覆盖,单颗视角范围为120°*25°。

国内另外一家崛起的新星企业——速腾聚创,目前已经发布最新第二代MEMS激光雷达,它也是速腾聚创目前唯一一款车规级激光雷达,已经有不少车企采用。

其第二代MEMS激光雷达在硬件智能上, 基于革命性的二维MEMS智能芯片扫描架构,拥有独特的智能 “ 凝视 ” 功能,可以根据驾驶场景调节扫描方式。

例如在城市道路场景下,可以变频刷新率从 10 赫兹到 20 赫兹的自适应调整,侧方的两颗激光雷达就可以瞬时探测到加塞车辆和防止在变道过程中因为盲区的后车突然跟前导致危险发生。

在城际高速场景下,垂直分辨率从 0.2 ° 提升到 0.1 °,系统感知软件对前方车辆的识别从120-150米提升至180-200米,对静止状态的小型障碍物的检测距离从85米提升至160米。

并且这一颗激光雷达,特别对微小物体识别进行了优化。简单来说,瞭望塔可以看的更远,侧边可以探测侧边加塞情况。

图达通发布了新产品中短距激光雷达Robin,主要装在车辆的侧翼板、前灯、尾灯或保险杠上,配合前视超远距激光雷达猎鹰共同实现车身360°环视感知。

禾赛科技远距半固态激光雷达AT128是禾赛面向ADAS前装市场推出的一款主激光雷达,搭载自研芯片,已获全球百万台主机厂前装量产定点。最新发布的128 线机械旋转激光雷达QT128,具有20m 探测距离,主要用在L4 级robotaxi 和robotruck 进行补盲,预计2023 年第一季度量产交付。

换电和高压快充

电动车补能速度慢、耗时长一直是它的一大缺点,解决这一问题无非就是换电或者采用高压快充技术。

在此前,换电领域主要由奥动新能源和蔚来汽车两家,前者主要是面对营运纯电出租车,后者则是面向普通消费者。

蔚来的换电模式创造了不少“玩法”,电池租赁模式、电池银行等等,换电的速度也媲美燃油车加油,当然换电站前期需要高额的投资覆盖也令大多数车企望而却步。

吉利算是第一个跟进换电的车企,其计划到2025年在全球运营5000座智能换电站。至于实际车型,目前主要服务于力帆枫叶80V,很快还有面向出租车的枫叶60S、公务用车的80X等车型,目前来看车型数量还是不多。

和蔚来、吉利单打独斗不同,宁德时代的入局则是融合目前电池标准不一的助推器。众所周知,每个车企的电池包尺寸规格都并不相同,如果要推行可广泛应用的换电服务,那么电池包尺寸规格的问题就必须解决。

宁德时代为此开发了“巧克力换电块”,具有统一的尺寸标准,可以根据车型和需要选取一到多块电池组合,灵活匹配不同里程的需求。

现有的电动车也可以适配换电模式,车企采用宁德时代换电方案在整车制造上不用做太多改变,不需要调整底盘,只需要开发适配巧克力电池的换电支架即可。

按照宁德时代的设想,“巧克力换电块”可以适用于从微型到中型的乘用车以及物流车,并且换电站可以适配各品牌车型,打通电池与车型的适配壁垒,实现换电车型覆盖。

对于车企来说,有资金雄厚的主去建设这类重资产的换电站可以减少投入风险,对于消费者来说可以体验到换电的便利。

当然,宁德时代毕竟已经是电池领域的寡头,有多少车企愿意与其合作是一个问题,毕竟一旦加入就会形成深度绑定,讨价还价的筹码也丧失。

而对于小车企来说本来市场份额就小,采用宁德时代的换电倒是吸引购买的一种手段,2022年我们看看会有多少车企加入换电行列。

高压快充也是解决用户补能焦虑的方式之一,提高充电电压,形成高电压高功率的超级快充也成为行业通行解决方案。

在超级快充方面,多家主机厂和充电桩服务商均在布局120-480kW超级快充,如特斯拉、蔚来、小鹏等;在整车电压方面,800V整车电压成为下一代电动车的重要选择,2020年9月23日吉利集团发布的SEA浩瀚架构上,同样是最大支持800V电压平台。

比亚迪、长城汽车、广汽集团、吉利汽车、小鹏汽车、理想汽车也纷纷进行800V快充布局,但就目前高压充电落地情况来看,只有广汽是已经实现量产交付。

其采用国标2015版液冷枪,支持最大电流600A,最大电压1000V,最大480kW的充电功率,充电线用冷却液循环管道包裹充电线带走充电产生的热量,Aion LX快充版能够达到480kW。

广汽AION V快充版目前则只是,从32%充电开始,充至82%电量,用时10分钟,最大充电功率达到237kW。这样的充电速度相比目前普通车型的速度要提升了2倍以上,时间也相应的缩短2倍。

车企自造电池

在过去,车企的动力电池主要是向电池供应商采购,但是对电池的定价权较为薄弱,为了摆脱制肘现在有不少车企选择自造电池。

比亚迪自造电池不必多说,从它成立开始就与电池关系就密不可分,基于磷酸铁锂开发的刀片电池也成为了它的金字招牌,目前比亚迪的动力电池公司已经开始独立运作,在满足自身需求的同时也计划向其它车企供货。

长城汽车同样立足自身,自2012年起就开展电芯的预研工作,2016年12月成立电池事业部,2018年2月独立为蜂巢能源科技有限公司。致力于下一代电池材料、电芯、模组、PACK、BMS、储能和太阳能技术的研发、制造及创新。

在技术上,蜂巢能源开发了无钴电池和高安全性的果冻电池。

在材料层级,蜂巢能源无钴产品率先落地,其在“去钴”的同时,提升了动力电池的安全性。

区别于现有的磷酸铁锂电池,蜂巢能源采用的是单晶无钴材料。相比811低钴电池产品,蜂巢能源无钴电池能量密度能做到与811电池相同,甚至略高,而在安全性上的表现优于811电池产品。此前已经向几乎所有国内外车企送检无钴电池产品,目前反馈效果很好。

在材料方面的另外一项创新便是蜂巢能源的四元NCMA正极材料。四元材料同样具备在提高安全性的同时,做到与811电池相当的能量密度。此外,由于四元材料中镍的使用比例下降,成本进一步下降。

另外,蜂巢能源发布了“果冻电池”,该产品是一种应用了新型果冻状电解质的锂电池,具有高导电、自愈合和阻燃等特点,做到几乎不降低电性能的同时阻止热扩散。根据蜂巢能源方面提供的数据显示,果冻电池电导率为6*10⁻³s/cm,耐热温度可达150℃,满电(样品)针刺测试中,可实现“不起火、不冒烟”。

除了长城汽车布局动力电池外,广汽集团在电池布局速度上同样没有落后,其孵化的巨湾技研在电池研发、生产上也有长足进步。

巨湾第一代超级快充动力电池产品目前已经搭载在广汽埃安车型上,其中搭载巨湾3倍率电池的AION V Plus车型已面向市场销售;搭载巨湾6倍率快充电池的AION V Plus车型也已于2021年9月30日获得了整车的国家公告。

在自给电池上,吉利、蔚来、大众、特斯拉等多家车企都已有或打算布局。

写在最后

国内汽车工业起步初期,汽车就是简单的四个轮子加一个沙发,关键部分全靠外商,时至今日造车已不再是传统车企的专属,众多科技企业已经成功跨界造车,汽车科技技术上的创新也有弯道超车的意味。

如果说传统车企给汽车搭建的是骨架,那么科技企业是给汽车是加上了经脉,注入了新的灵魂,它们令汽车的科技属性更加的强了。

正因如此,每一年的汽车科技、技术发展、行业趋势都会越来越精彩。

+1

周建强

简介:钢铁直男,花式不解风情

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