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2023预见汽车行业十大年度创新技术
三年新冠疫情防控转段后，中国汽车行业迎来全面跃升的2023年：跨进年销3000万辆级新时代、出口首次跃居全球第一、月产销首破双百万辆等，同时内卷加剧。以创新驱动为核心的新质生产力成为2023汽车行业和公司发展的新主旋律，现代化汽车产业体系建设不断推向纵深，以内生动力为核心的汽车行业变阵蓝图正徐徐展开。回望2023，《汽车纵横》重磅推出“封面故事”《变阵2023》“100大”年度盘点大型专题报道。这是《汽车纵横》连续第4年重磅推出汽车行业“10个十大”年度盘点。
本专题报道共10篇，分别为“十大年度热点”、“十大年度新政”、“十大年度品牌热点”、“十大年度人事变动”、“十大年度金句”、“十大新能源智能网联汽车年度事件”、“十大年度创新技术”、“十大年度ESG”、“十大中国汽车全球化年度事件”、“十大全世界汽车行业年度事件”。今天发布第7篇，敬请关注。
2023年11月24日，中国汽车工程学会发布“CSAE汽车科技预见”研究成果：L3级无人驾驶、NOA城市领航辅助驾驶、20000rpm以上电驱动总成、富锂锰基正极材料、主动悬架、国产EHB、多元材料多点式混合一体成形技术、跨域融合智能芯片、智能座舱、预期功能安全“十大年度创新技术”，引发行业高度关注。
“十大年度创新技术”重点围绕《节能与新能源汽车技术路线》的关键“九大领域”，聚焦“实现重大突破的技术”、“实现新量产的技术”和“应用规模明显提升的技术”三类技术，采用德尔菲调查方法，依托中国汽车工程学会的梯队化专家库，面向企业CTO、专家学者、技术骨干等开展了四轮充分调研与研讨，共有来自147家单位的385位专家参与研究，最终凝练形成相关共识。
L3级是迈向无人驾驶的重要分水岭，标志着驾驶控制主体由驾驶员转向无人驾驶系统。目前，支持L3无人驾驶的车端软硬件技术与功能日趋成熟，大算力智驾芯片、高性能传感器、智能底盘渗透率持续上升，跨域融合的控制器技术与“中央计算+区域控制”新一代电子电气架构实现突破，叠加人工智能大模型的强势赋能，无人驾驶通用泛化能力显著加强；基础设施端，5G+V2X车联网支持的C-ADAS功能、云端数据闭环能力等网联通信技术逐渐完备，可为车辆提供高速稳定的数据传输和交互平台，快速推进L3级别无人驾驶技术落地。2023年11月17日，工业与信息化部等四部委联合发布了《关于开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作的通知》。
在国内，宝马、奔驰、智己等陆续获得了北京市、上海市L3级有条件无人驾驶道路测试牌照。小鹏、理想、蔚来、问界、阿维塔和长城等整车企业也具备了L3级无人驾驶整车量产能力。从全球来看，德国、日本、美国和英国已陆续放开无人驾驶汽车商用化许可，奔驰和本田率先开启L3商业化应用。L3级别无人驾驶前装整车将随着法规开放实现小规模量产上市。
城市领航辅助驾驶(NOA)可在复杂城市道路场景实现点到点“领航辅助驾驶”功能，是迈向高级别无人驾驶的关键发展阶段。在实际体验中，城市NOA可实现车主在导航上设定目的地，车辆全程辅助驾驶到达终点，在复杂城市路途中完成跟车、变道、超车、转弯、过红绿灯等动作，极大提升驾驶便捷性并降低疲劳感。“BEV+Transformer+Occupancy”算法架构叠加多传感器融合的协同部署成为城市NOA量产应用的新范式。Transformer架构以自注意力机制为核心，可以从不同视角的传感器中提取特征信息，理解不一样的区域语义元素之间的关系，完成BEV图像拼接，形成全面的场景认知。Occupancy Network（占用网络）则相当于BEV模型的3D版本，增加场景深度、物体高度等信息，同时还具备更高的灵活性和泛化性，可以建模任意形状的物体和任意形式的运动，提升对异形障碍物识别能力，为NOA车辆应对长尾问题提供了新的解决方案。
城市NOA布局进程将快速扩大至全国百城，NOA车型销量将达到百万辆以上。目前，小鹏、理想、华为、智己、长城、蔚来、比亚迪和飞凡等品牌均在加紧进行道路测试。预计2024年城市NOA布局范围将扩大至全国200余个城市，具备城市NOA功能的车型销量有望突破150万辆。
对电驱动系统而言，为满足新能源汽车强动力、高速度、低能耗等性能追求，持续提高转速、效率、功率密度等核心指标是关键创新方向。电驱动总成核心性能的提升有赖于核心材料及集成技术的协同突破，随着高电压平台、碳化硅控制器、低损耗硅钢片、多合一深度耦合等技术进步，电驱动系统总成将实现转速20000-25000rpm，峰值效率92%-93%，高压平台功率密度2.2-2.3kW/kg。
最高转速超过20000rpm的高效率高密度电驱动总成2024年将在乘用车上率先实现量产应用。上汽、一汽、小鹏、比亚迪和华为等企业均在积极研发20000rpm以上的电驱动总成。上汽推出了最高转速21000rpm的三合一电驱，已量产搭载2023款智己LS6。一汽的最高转速22000rpm三合一电驱已完成公告，即将在2024年量产。华为正在开发最高转速达25000rpm的高速扁线电机，集成高速扁线电机的多合一电驱即将在2024年量产。
富锂锰基正极材料具备“理论容量超三元、生产所带来的成本接近铁锂”的双重优势，是最具潜力的下一代高比能锂离子电池正极材料。性能方面，富锂正极材料中特殊的Li-O-Li构型能够引发可逆的阴离子（氧）氧化还原反应，参与锂的脱嵌过程，实现更多的电荷转移，使其理论容量超300mAh/g，较三元材料提升30%以上。据测算，基于富锂锰基材料与硅碳负极材料制备的软包电池比能量可达到400Wh/kg以上，循环300次，能量保持率达到85%。成本方面，与镍、钴元素相比，锰元素较高的地壳丰度赋予富锂锰基正极材料低成本特性，具备大规模产业化竞争优势。
克服富锂锰基材料容量衰减和结构稳定性差等挑战，支撑动力电池单位体积内的包含的能量实现400Wh/kg以上。攻关富锂锰基技术的关键突破点是引入孪晶结构构筑三维锂离子扩散通道，有效促进锂离子扩散、抑制锰离子迁移，提升整体结构稳定性并抑制循环过程中的电压衰降和容量衰减。目前，北大、北理工、中科院物理所和中科院宁波所等科研团队正在攻关有关技术，宁德时代、宁夏汉尧等电池及材料企业则重点聚焦批量化生产，预计2024年将开展富锂锰基正极材料的小规模试制验证，未来2-3年内迎来规模应用。
主动悬架线控技术是提升驾乘体验关键技术，通过提前主动调节悬架的高度、刚度、阻尼以及施加主动力等功能，使车辆兼顾舒适性、稳定性、通过性和安全性。主动悬架线控技术打破了被动悬架调校单一的局限，可与无人驾驶的感知、决策、执行系统联动，利用智能传感器实时观测前方道路状态信息，通过电控自主调节悬架高度、阻尼、刚度和主动力，适应更多极端、复杂用车场景需求。
主动悬架线控技术将成为中高端车型悬架技术的发展趋势。传感预瞄及电控减振器、高集成作动模块、空气弹簧等核心硬件技术是关键突破点，协同无人驾驶感知系统联动升级可助力主动悬架线控技术向智能化、集成化方向发展演进。比亚迪、理想、小鹏、蔚来、华为和岚图等积极地推进该技术的搭载应用，弗迪科技、中鼎股份、保隆科技、孔辉科技和拓普集团等国内零部件供应商也将迎来产品高端化、技术快迭代的新机遇。
线控制动是线控底盘的重要核心构成部件，One-box EHB具备集成度高、能量回收效率高、成本低等优势，是现阶段主流技术方案。线控制动大体上分为液压式线控制动（EHB）和机械式线控制动（EMB）两种，与传统的机械结构相比，EHB响应更加迅速，响应时间从常规制动的400~600ms缩短到150ms以内，显著缩短制动距离，能够更好地满足智能化趋势下对执行端快速响应的要求，助力更高级别智能驾驶。目前，EHB最重要的包含One-Box和Two-Box两种技术方案，高集成度的One-Box是性价比最高的解决方案。
随着国产EHB产品日趋成熟与量产交付，线控制动技术渗透率将持续提升，2024年有望达到55%以上。在线控制动市场上，博世等合资企业具有先发优势，占据主要份额。同时，国产供应商也在积极布局，2023年伯特利、弗迪、同驭、拿森等国产EHB在安全性、可靠性和低成本方面逐渐形成竞争优势，长安等自主品牌已实现国产EHB搭载装车，预计2024年EHB技术应用规模将继续扩大。
多元材料多点式混合一体成形工艺融合热气胀成形、半固态压铸成形和注塑成形三大工艺，可实现15%-30%的轻量化减重效果。该工艺可明显提升车身轻量化水平和安全性。例如，门环采用多元材料多点式混合一体成形技术后，预计将减重15%以上，在整车碰撞安全方面将提升5%以上的吸能效果，尤其对25%偏置碰贡献较大。此外，该工艺将钢、铝、镁、塑料等多种材料通过不同工艺一次性成型，进一步简化制造工序，能够明显提升制造精度，提高生产装配效率。
多元材料多点式混合一体成形技术将在AB柱、CCB（仪表板横梁）、Shotgun（前舱边梁）、副车架等车身和底盘系统零部件集成化方面取得突破。关键技术创新点包括装备总体研发设计、异种材料注射与控制、模具系统与温度控制等。目前，东风、长安、极氪、奇瑞、蔚来等整车企业正在开展该工艺在车身上的应用研究。
跨域融合智能芯片是支撑跨域融合控制的关键底层硬件载体。汽车智能化需要支持大量复杂功能，跨域融合的控制管理系统可有效实现车辆软硬件“分层解耦、跨域共用”，充分的利用硬件性能和软件算法复用率支持无人驾驶域、智能座舱域等多任务场景跨域融合。而芯片级跨域融合可实现性能协同和成本控制双重效应，既能大大降低BOM成本、缩短通讯时延，又能帮助车企更快实现OTA升级，提升软件更新频率。
跨域融合智能芯片是具备高性价比优势的芯片解决方案，能从底层硬件层面为多个功能域融合提供必备基础支撑，推动智能驾驶跨域融合的应用需求稳步上升。目前，国内外厂商陆续发布了支持跨域计算的车载智能芯片，如英伟达2022年发布了Thor智能芯片，黑芝麻智能2023年发布了C1200芯片。跨域融合智能芯片助力主机厂和Tier1实现中央计算功能和软件定义汽车架构的融合，市场应用规模将迎来快速增长。
以ChatGPT为代表的AI大模型，可深度赋能智能座舱实现多模态交互的快速感知理解和智能控制，重新定义座舱交互体验的智能化水平。AI大模型在处理自然语言、视觉、语音、智能推荐等多个领域具有非常明显优势，通过海量用户真实世界数据积累与训练，可主动识别驾驶员和乘客的语音、表情、手势、姿态等多模态行为和需求，在应用层实现更便捷的智能会话管理和AI交互界面，为驾乘人员提供更具有情感化的主动式互动体验。
2023年，百度、华为、腾讯、科大讯飞和商汤科技等科技公司陆续发布大语言模型，整车企业通过自研或合作方式积极加快部署AI大模型在智能座舱领域的上车应用。问界、极越、理想、蔚来、长安、长城和奇瑞等众多车企争相打造智能座舱多模态大模型，百余款搭载多模态大模型智能座舱的新车型将实现快速普及应用。
预期功能安全（SOTIF）是高级别无人驾驶汽车安全的“守门员”，是无人驾驶从L2跨越到L3的必备需求。随着无人驾驶技术的发展，传统ISO26262标准已经没办法全方面覆盖安全问题，预期功能安全（SOTIF）应运而生。SOTIF大多数都用在解决无人驾驶由于性能局限、功能不足及可预见的人员误用带来的整车危险，最大限度上规避无人驾驶汽车安全风险。软硬件性能提升、风险认知与防护、设计功能冗余是提升预期功能安全的三条主要技术路径。
面向高级别无人驾驶正向开发流程，SOTIF风险认知与防护技术的关键突破点是通过优化SOTIF风险辨识与评估方法、改进边缘场景/危害场景的防护策略、攻关安全性机器学习成长技术等，带动智能驾驶SOTIF风险降低至可接受水平。目前，清华大学、国汽智联、一汽、东风和大众等正在积极开展SOTIF有关技术研发工作。预计SOTIF风险认知与防护技术将取得关键突破，助力高级别无人驾驶安全性能迈上新台阶。
原文标题:2023预见汽车行业十大年度创新技术 变阵2023：汽车行业10个十大年度盘点（七）
