[交通]汽车云应用升温 能量管理成竞争筹码
主持人 徐恒
特邀嘉宾:(排名不分先后)
PTC公司产品及市场战略总监叶胜明
NEC(中国)汽车第二系统部部长杨文松
欧特克制造业部行业市场经理MariaOrologas
普华公司汽车电子事业部副总经理张晓先
TüV南德意志集团相关负责人
绿色设计:环保从头开始
“好的开始是成功的关键。”电动汽车整车的设计成为重中之重。汽车绿色设计就是要采用相关技术,降低在设计、生产、使用与处理成品过程中对环境的负面影响。
据悉,汽车重量每减轻10%,燃料消耗量就降低6%~7%。采用铝材、先进塑料和聚合物复合材料等轻型材料代替钢铁材料是减轻汽车重量的一种方法;此外,通过缩小发动机或变速器等组件的尺寸也可以实现这一点。而这些完全可以利用工业设计软件进行仿真模拟和虚拟测试,帮助设计师通过更好地选择金属或塑料材料来减轻重量。虚拟测试也能让设计师和工程师找到部件或组件的最佳安全重量比。
另外,越来越多且日趋严格的环境法规也将改变全球汽车的开发设计方式。确保汽车产品合规的一个首选方式就是应用产品生命周期管理(PLM)。此种方式将核查车辆BOM是否符合所有的环境规定并且融入产品开发过程的每一个阶段,而不是仅仅在最后检查。
叶胜明:汽车OEM厂商需要从根本上改变他们设计传统内燃机车辆的方式来设计电动车辆。需要考虑的车辆架构和技术有:能源存储(电池技术、存储系统),动力源(混合配置、电动机、变速器),系统管理(控制软件、动力电子技术、系统电压)。其中,电池技术至关重要。能想出办法开发出高容量、低成本以及“稳定”的电池的OEM厂商将更具有竞争优势。目前,全球最畅销的电动车REVA采用PTC的Pro/E来设计其最新的型号。先进的锂离子电池制造商A123Systems公司也应用Pro/E、Pro/Mechanica以及Windchil开发电池。
MariaOrologas:如今,一股全球创新浪潮席卷汽车业,全球知名汽车公司纷纷快步推出混合动力和电动系列汽车。数字样机解决方案能帮助企业制造出更加绿色环保的车辆。利用数字样机进行机械模拟,可以帮助设计师通过更好地选择金属或塑料材料来减轻重量,而产品功能虚拟测试能让设计师和工程师找到部件或组件的最佳安全重量比。
云计算:汽车及配套将互联互通
电动汽车的发展与普及离不开配套基础设施的完善。应用先进的信息技术让汽车本身和配套设施和谐发展是人们追求的目标。在日本,日产聆风就配备了先进的车载智能信息系统,其不仅能够时刻显示车辆的续航里程,还能告知驾驶者最近的充电站位置,并实时在车载导航仪中显示。此外,车载智能信息系统还能够实现通过手机与日产聆风的互联,驾驶者可以通过手机了解车辆的充电情况,还可以遥控车内空调的启动,真正实现了智能化的控制。当然,幕后的英雄就是“云计算”。
随着科技的进步,车载信息服务将迈向汽车网络化的时代,车载电脑可以和汽车本体、中央信息服务处理中心进行互联。可以提供诸如实时交通状况与路况、天气、社会设施等基本信息,还可以提供远程车辆故障诊断、紧急出动维修、驾驶辅助等主动式的服务。
在电动汽车社会设施方面,比如充电站的运用上,汽车云计算可以提供充电站的位置地图导航、充电站供电状况、每个充电桩的充电状态、空闲状态等信息服务。
杨文松:汽车云计算的核心是信息数据处理中心,通过下一代Telematics和信息传感技术、信息传输技术;通过汽车本体与人文社会的信息互联,信息数据将会集中到云计算中心进行处理,并且由汽车云中心向各企业、人与车以及社会提供服务内容。
云计算可以为电动汽车的发展提供必要的数据分析来源。比如通过Telematics收集车辆电池和电机以及电池管理的实时数据,在云中心对这些数据加以分析,可以提供给汽车的研发作参考。
在售后服务的应用上,更是可以充分利用Telematics收集的数据,为车辆和车主提供各种服务,比如故障诊断、紧急出动救援、维修导航、电池充电次数与电量、电池劣质化程度、驾驶辅助与指导等服务。
TüV南德意志集团:未来的电动汽车充电站除由电路线连接的电动充电站外,也将有无线感应式充电站。无线感应技术的主要优点是它的用户友好型的操作方式。无线充电不需要电池和电源的直接接触。在无线感应式充电站,电通过感应线圈垫输送。接收线圈位于车辆的底部。车辆确认通过无线连接后,自动开始充电。该系统无需电源插座和电源线,非常适合家用。不过,无线充电会产生强大的磁场,带来电磁兼容性问题。比如,当电动车停在充电垫上时,移动电话会发生什么情况?TüV南德意志集团的专家会在今后的几个月中研究相关问题。
能量管理:电动汽车智能核心
蓄电池是电动汽车的储能动力源。电动汽车要获得非常好的动力特性,必须具有比能量高、使用寿命长、比功率大的蓄电池作为动力源。因此必须对蓄电池进行系统管理。
能量管理系统是电动汽车的智能核心。一辆设计优良的电动汽车,除了有良好的机械性能、电驱动性能、适当的能量源(即电池)外,还应该有一套维持电动车所有蓄电池组件的工作,并使其处于最佳状态;采集车辆的各个子系统的运行数据,进行监控和诊断;控制充电方式和提供剩余能量显示等职责的能量管理系统。能量管理系统研究与开发不仅要建立包括蓄电池在内的电动车的数学模型而且要开发以微处理器为核心的电子控制单元。
目前,一些企业研发的电动汽车均拥有能量管理系统。例如,日产汽车推出的全球首款为大规模量产而设计的零排放纯电动汽车日产聆风采用了层叠式锂离子电池技术,不仅具有良好的使用性能,更搭载了先进的电池控制系统。此外,比亚迪的电动汽车“智能型集中式管理系统”也是业内关注的重要技术。
张晓先:电动车的发展瓶颈在于电池技术的发展还没有能完全满足商业化的要求。目前电池组的价格占整车价格的1/3到1/2,反复充电次数最多只能达到1000~1500次,这样的成本与传统汽车有较大的差距。要解决这个问题,除了电池技术本身的发展外,可以从三方面考虑。一是政策方面,今年关于新能源汽车补贴的政策可以有效降低私人购买电动车的成本;二是商业模式,优先发展公共交通等城市内交通可以通过固定范围的充电站或电池的重复利用解决建设和使用成本;第三就是电池管理系统,通过均衡优化电池组中各电池模块的充放电,一方面满足各部件的电力需求,一方面提高电池组的运行效率和使用寿命。
叶胜明:电动汽车中的能量管理系统需要适应现在供应商的特殊需求,灵活地支持/应用经过演变的车辆结构,同时还需要应对各种情况的多种方案,如混合电压、高压等。当然,设计和开发复杂计算及电动架构的能力也非常重要。
