碳中和元年,博世的智能汽车新答卷

· Oct 18, 2021 333

  自从「3060 碳达峰碳中和」 的目标被提出,碳中和这个词就成了汽车圈里的常客。 大大小小的发布会上,我们能看到各家车企制定的减碳计划,可回收材料逐渐成为汽车设计的主流趋势,零碳工厂也被提上日程…… 不过,有的人还在制定计划,而有的人已经悄悄交出了上半场的答卷。 在今年的博世汽车与智能交通技术创新体验日上,碳中和就成为贯串全场的主线,把博世应对智能化与电气化的新技术、新战略串连了起来。 谈起碳中和,博世的底气在哪里? 汽车里哪些创新的技术与碳中和有哪些关系? 「 学霸」 如何实现碳中和? 「 我们在碳中和方面做了很多事,却很少人知道。」 博世中国总裁陈玉东感叹到。 如果不是现场的介绍,可能很少有人注意到,早在 2020 年 2 月博世就在全球 400 多个业务所在地实现了碳中和,成为全球首家实现碳中和大型工业企业。如果把碳中和比作全球范围内的大考,那博世的表现妥妥算是学霸了吧。 作为一个庞大复杂的系统工程,博世应对碳中和的方法就是把目标具体细化,划分不同的范围来各个击破。 范围一就是自博世自己工厂生产、办公产生的二氧化碳; 范围二是工厂、办公过程中采购电力,这些电力发电时产生的二氧化碳。 为了解决这部分碳排放,需要一方面提高能源效率,从根本上减少碳排放,另一方面尽可能创造清洁能源,采用自有的清洁能源。在位于上海的博世中国总部,能看到十年前「 预埋「 的地毯地源热泵,通过地热调节温度减少空调耗电;在南京、常州、苏州的博世工厂建立的光伏系统,年发电量相当于 6000 户中国家庭一年的用电量。 除此之外,工厂用电时采购可再生的绿电,更是减少了碳排放的「 大头「。 当自身工厂的实现碳中和后,碳中和的目标就落到了更大的范围上——范围三产品全生命周期的碳排放,也就是汽车上游原材料和下游产品使用阶段产生的碳排放。 根据博世给出的数据,间接排放阶段产生的碳排放将是范围一和范围二碳排的 200 倍,特别是汽车使用期间产生的碳排放,更是占了全生命周期总量的 76%。因此,博世给出 2030 年减少 15%的间接排放这个目标,虽然从数字上看起来保守,但算一下总量却是非常艰巨的任务了。 双碳目标下,智能汽车的新需求 谈起碳中和与汽车,最先想到的通常是新能源汽车。在这次创新日上博世亮相了四个产品线:底盘线控、氢动力系统、工程技术,以及智能驾驶与控制事业部,试图告诉我们,碳中和与汽车的关系不只是电动车那么简单,而是贯穿电动化、智能化、网联化的彻底变革。 截至目前,博世在电气化动力总成领域的投资达到 50 亿欧元,研发了从弱混、插电式混合到纯电动的全栈电气化的解决方案。比如在这次创新日中展示的三合一电桥,驱动电机、控制器以及减速器全部集成在一起,形成紧凑的布局。当三合一电桥集成电子驻车系统时,控制部分集成在电机控制器中,执行机构集成在变速箱中,OEM 可以根据自己的需要来选配。 在燃料电池方面,博世在国内成立了专门的燃料电池中心,与庆铃联合成立燃料电池系统合资公司,研发的氢燃料电池动力模块,可以针对多种车型和性能需求,提供紧凑、高效、可靠、易于集成的燃料电池系统解决方案。 智能化与碳中和有什么关系呢? 博世智能驾驶与控制中国区副总裁赵姝岩给出的答复是: 将智能驾驶与制动一起,组成系统化的减碳解决方案。 在创新日第二天,我们体验了最新的智能集成制动系统 IPB。这个系统取消真空助力器,制动主力由内部电机完成,通过控制单元的计算,实现更精确的控制压力。在试乘的时候,系统会在快刹停的末端自动松一下刹车,在保证安全的同时避免刹车「 点头」 问题。在提高舒适性的背后,这个新技术也有节能的效果,180 公里的行驶路程,开启 IPB 系统后能量回收的效果更好,可以节能近 9%。 这次在高合 HiPhi X 上展示的集成式动态车辆控制 IVC,通过控制车辆的制动和后轮转向,在低速时反向转向来缩短转弯半径,高速时同向转向提升车身的稳定性,让车辆拥有更高的稳定性和操控可靠性。在体验时试了一下开启和关闭后转向,转弯半径缩小了近半个车宽。 除了在制动系统上的创新,博世也展示了辅助驾驶方面的其他创新技术。 比如升级版的深度学习自动泊车 DLP,通过摄像头的视觉感知来识别停车区域,只要识别停车位四个点的特征值,就能精确定位自动驶入停车位;第五代毫米波雷达至尊版,采用 4D 成像技术,增加了对纵向高度的探测,对物体和人的探测更准确、更迅速,成像的点云也更密集…… 在创新日中博世公布了升级版的驾驶辅助系统,进一步拓展了高速公路辅助驾驶的场景,和上下匝道场景中的智慧领航功能。这些量产功能的推出,离不开前面的创新技术和产品。它们在提供驾驶辅助,保障安全的同时,也为减少交通拥堵和事故发生,进而减少道路上的碳排放做着贡献。 那些「 低碳」 带给博世的新机遇 「 碳中和是『 学雷锋』,你做了是解决全人类的问题,但是大家都不做,大家就一起『 死』。」 清华大学汽车产业与技术战略研究院院长赵福全这样调侃碳中和,是因为面对气候变化这个严峻的挑战,碳减排需要的不只是信念,更需要时间、精力和资金的投入,而这些投入可能在短期内都无法看到效果。 根据博世给出的数据,仅去年在中国就投入了 4200 万用于实现碳中和,2020~2030 年间能源增效要投入 10 亿欧元,更别说在产品研发上的投入。这些投入真的只是「 学雷锋「 么? 当然不会。 一方面,正是博世在低碳产品线上的提前布局,让它在面对突如其来的新能源市场大爆发时够能从容地应对,第一时间给 OEM 提供节能环保的产品和降低能耗的解决方案。 另一方面,一年来双碳政策的落地、碳汇市场和绿电市场的相继开放,也让国内企业碳减排的任务紧迫起来。这时候博世在自身碳中和的投入和成功的经验,使得它能够提供更多关于碳排放、节能减排解决方案的服务和建议。就在上个月,博世和无锡高新区、威孚集团签署了战略合作框架协议,博世帮助无锡高新区和威孚进行碳足迹的分析,并提出实现碳足迹的路径和策略。 这些在碳中和道路上的投入,逐渐转化成了产品和经验,最终变成了博世前行脚下的路。 最后 双碳目标提出的这一年来,大家对于「 碳中和」 这个词从陌生到熟悉,也逐渐从抽象的概念变成一条条具体的举措。 碳中和与汽车究竟是什么关系?我想这次博世的创新日就是个最好的答案:它既需要节能减排、绿电、碳足迹分析这些跨界新元素的加入;同时也需要在电气化、智能化创新技术这些汽车原本的领域不断挖掘,制动系统、动力总成、驾驶辅助…… 都是智能汽车的新潜力。

奥特能超级工厂下水,上汽通用准备启航

· Oct 18, 2021 333

继 9 月份上汽通用 Ultuim 平台公布中文名称奥特能后,上汽通用开始加速推进电动化进程。最近上汽通用又有新动作,上汽通用汽车 Ultium 奥特能超级工厂在上海浦东新区金桥正式投产。作为企业新能源战略发展的重要里程碑,奥特能超级工厂的投产意味着上汽通用汽车新能源核心部件的本土化制造能力迈上新的台阶。 上汽通用汽车总经理王永清表示:「2021 年是上汽通用汽车按下电动化和智能网联化发展『 加速键』 的一年。奥特能超级工厂将为今后三大品牌基于奥特能电动车平台的纯电动车型落地,提供强有力的支撑。以此为新的起点,上汽通用汽车将聚焦前沿科技和中国市场未来出行生态需求,以全新面貌、全新科技、全新布局、全新体系,加快面向未来的产品与业务布局,向着『 引领智慧出行,成就美好生活』 的愿景,大步迈进!」 作为上汽通用汽车在电动化和智能网联化新技术领域 500 亿元投资的重要项目之一,奥特能超级工厂由原上汽通用汽车动力电池系统发展中心升级而来,具备动力电池系统的生产与测试能力,规划产品线覆盖轻混、插电式混动、纯电动等全系新能源车电池系统。奥特能超级工厂采用与通用汽车北美一致的、全球领先的组装工艺、技术标准和品控管理,结合高精度、全生命周期数据可追溯的智能制造科技,为奥特能电池系统的高品质生产提供强大保障。   全球率先采用无线通信技术检测电池性能 奥特能电动车平台的电池管理系统采用了业内首创的无线通信技术,与此同步,奥特能超级工厂也在全球率先采用无线通信技术检测电池性能,避免传统电池测试接头插拔带来的零件损伤,提升装配质量和产线效率。同时,系统可模拟电池包在整车上的真实运行工况进行电性能测试,测试效果精准可靠,确保电池包的高安全性和性能的一致性。此外,整个测试放电过程都会进行能量回收,将多余能量反馈至电网,降低生产过程中的能源损耗。   系统采用无线通信技术对电池模组进行上线前检测     行业最严苛的密封测试 电池包壳体和电池冷却系统的密封质量,关乎电池系统运作的可靠性和安全性。密封测试是电池系统制造过程中极为关键的工艺之一。奥特能电动车平台的电池系统生产线从零部件开始控制产品质量。车间从零部件开始,运用高精度气密仪对来料、过程及总成进行 100%气密性检测,且结果可全生命周期追溯,电池整包气密性测试限值比行业平均限值严苛 10 倍。 高精度气密仪对奥特能平台电池壳体进行 100%气密性检测 值得一提的是,常规的密封性测试方法耗时长且易受环境影响,因此奥特能超级工厂通过对现有泄漏测试曲线数据进行统计分析,运用机器学习方法建立预测算法模型,能够快速、高效、精准地获得测试结果。 全球领先的高精度、高标准装配工艺 奥特能超级工厂电池生产的涂胶、合盖等工艺,全部由基于数字孪生技术的机器人自动完成。设备加工方案在设计初期,会针对轨迹、速度、出胶量等工艺参数进行数百次虚拟仿真,生产时将仿真运行后的最优程序输出到现场设备,并配合 3D 视觉手段进行多重质量保证,全系统实现测量精度小于 0.1mm,约为一根头发丝的直径。自动化和高精度的智能装配工艺,确保了奥特能电池包可以实现整包 IP67 防尘防水和 IP6K9K 高压喷水防护的密封等级,进一步提升了产品品质。 奥特能超级工厂的装配工艺也展现出「 高智商」:电池包组装采用了超声波定位拧紧技术,通过超声波发生器及接收器精确定位拧紧螺栓位置,以确保螺栓拧紧顺序及拧紧质量。拧紧过程中 100%监控拧紧扭矩及角度,并将拧紧信息上传至 IT 系统,使每一个电池装配环节的数据均可追溯、可查询。 一台奥特能电池系统需要通过 4 次泄漏测试、2 次电性能测试、4 次 IT 系统比对检测,以及百余项视觉系统及传感器的检测,只有全部满足行业领先的严苛标准才能最终合格下线,确保了产品的整体交付质量。 奥特能电池壳体上盖采用 100%自动化安装 奥特能超级工厂的竣工投产,加上 3 月份启用的泛亚新能源试验大楼和广德电池安全试验室这两座「 三电」 系统试验中心,标志着上汽通用汽车已具备从技术研发、试验验证、生产制造到本土采购全链路的新能源完整体系能力,并为奥特能电动车平台落地中国提供了强大的技术保障。 作为通用汽车全面电动化的基石,Ultium 奥特能电动车平台整合了通用汽车 26 年的电动化经验和前瞻技术,凭借更智能、更安全、更性能的三大优势,它将为消费者带来全新的电动化驾乘体验。上汽通用汽车和泛亚汽车技术中心参与了奥特能电动车平台底层架构的同步设计开发,并依托高度本地化的业务链体系,实现超过 95%零部件的本土化采购。随着奥特能超级工厂的投产,首款基于奥特能电动车平台打造的车型凯迪拉克豪华智能纯电 SUV LYRIQ 将于年内开启预售,并在明年正式上市。到 2025 年,上汽通用汽车将基于奥特能电动车平台推出 10 款以上国产新能源车型,覆盖旗下三大品牌以及多个品类和细分市场。 未来,上汽通用汽车将继续创新整合全球优势资源,结合自身对中国消费者需求和本土市场环境的洞察和把握,不断将前沿智能出行科技同步引入中国,加速推进企业电动化布局,为消费者带来「 更智能、更安全、更性能」 的电动化驾乘体验。