必一運動:10大技術(shù)趨勢“預(yù)”見2025
2025年是“十四五”收官之年,中國汽車行業(yè)雖面臨多重挑戰(zhàn),但也蘊藏?zé)o限生機,將于泥土中開出花朵,在寒冬中孕育新春。
從手工搓車身,到合資辦廠學(xué)技術(shù),中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今已有70余年歷史。如今,行業(yè)可以驕傲地喊出“我們已經(jīng)走在世界前列”,尤其是在引領(lǐng)汽車產(chǎn)業(yè)變革浪潮的新技術(shù)及其應(yīng)用方面。
此前,中國汽車工程學(xué)會(以下簡稱“學(xué)會”)圍繞《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線個專題”,聚焦重大技術(shù)突破、新量產(chǎn)和應(yīng)用規(guī)模顯著提升的三類技術(shù),整理總結(jié)并發(fā)布“2025年度中國汽車十大技術(shù)趨勢”。《中國汽車報》記者以此為基礎(chǔ),展望中國汽車產(chǎn)業(yè)將如何書寫新技術(shù)落地的又一篇章。
與傳統(tǒng)汽車時代迫切降低油耗相似,降低新能源汽車電耗水平已經(jīng)成為新時代消費者的剛需,同時也是汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能降耗、實現(xiàn)“雙碳”目標的關(guān)鍵舉措。
硬件技術(shù)創(chuàng)新和軟件優(yōu)化協(xié)同的整體解決方案,可有效降低新能源汽車電耗,顯著提升續(xù)駛里程。低滾阻、輕量化、高效電驅(qū)動系統(tǒng)、低功耗芯片等硬件技術(shù)的日趨成熟,大力推動新能源汽車行駛電耗下降。整車熱管理集成化和智能化程度的提高,疊加預(yù)測能量管理技術(shù)的廣泛應(yīng)用,是支撐新能源汽車行駛電耗顯著降低的軟件基石。比亞迪、國軒高科、中創(chuàng)新航電等企業(yè)從動力電池PACK環(huán)節(jié)入手,采用FPC(柔性印制線路板)方案替代傳統(tǒng)線束方案,大大降低電池自身重量,并讓BMS實現(xiàn)更好地集成管理。而電子電氣架構(gòu)革新,也帶來更多零部件的整合與協(xié)同優(yōu)化,國產(chǎn)化芯片的開發(fā)更適配、更集成,與國產(chǎn)操作系統(tǒng)從開發(fā)端就實現(xiàn)很好的融合。
操作系統(tǒng)與芯片構(gòu)成汽車智能化的數(shù)字底座,只有緊密融合才能搭建高效可靠的汽車電子電氣架構(gòu)。作為重大突破技術(shù),2025年,汽車行業(yè)將突破多合一電驅(qū)動系統(tǒng)、芯片集成、智能能量管理策略等關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)新能源A級乘用車百公里行駛電耗降至10kWh以下。
車載智能計算平臺為智能駕駛提供核心算力支持,其性能差異是智能駕駛水平高低的核心影響因素。它集成多個SoC,支持大量數(shù)據(jù)并行計算和復(fù)雜邏輯功能,具備更高的計算能力和能效;通過軟硬件協(xié)同優(yōu)化,實現(xiàn)更高效的算力利用、降低功耗、提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。
當前,車載智能計算平臺已實現(xiàn)超大存儲帶寬,支持高效數(shù)據(jù)指令交換,算力最高可達500TOPS以上,能滿足端到端等先進模型的海量數(shù)據(jù)增長對更高算力的需求。
此前,學(xué)會發(fā)布的《車載智能計算基礎(chǔ)平臺參考架構(gòu)2.0》指出其主要目標包括:支持異構(gòu)多核高算力與冗余的硬件架構(gòu)、SOA軟件架構(gòu)、車內(nèi)高帶寬主干通信網(wǎng)絡(luò)及多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、OTA升級等;滿足高實時、多級功能安全需求,網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)安全要求;實現(xiàn)軟硬件的平臺化、標準化,構(gòu)建軟硬件一體化技術(shù)體系;促進智能網(wǎng)聯(lián)汽車的創(chuàng)新化、生態(tài)化發(fā)展。
到2025年,車載智能計算平臺有望持續(xù)優(yōu)化降本提質(zhì),助推NOA等智能駕駛技術(shù)廣泛應(yīng)用于高中低端各種車型。同時,車載智能計算平臺的性能將不斷升級,成本呈現(xiàn)進一步降低的趨勢,助力NOA等智能駕駛技術(shù)滲透率接近20%。
智駕與底盤的深度融合是實現(xiàn)自動駕駛汽車更安全、更舒適、更高效、更節(jié)能的關(guān)鍵基石,主要通過傳感器、執(zhí)行器和控制策略的深度融合,增強自動駕駛汽車的感知、決策能力和精準控制能力,顯著提升行車安全、駕駛舒適性與系統(tǒng)效率優(yōu)化,降低自駕退出頻次,助力L3以上自動駕駛落地應(yīng)用。
智駕與底盤的深度融合涉及系統(tǒng)集成、域內(nèi)融合、跨域融合等多個方面,包括增強底盤感知技術(shù)、線控技術(shù)、協(xié)同控制算法、冗余設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù),將重塑汽車產(chǎn)業(yè)整零合作模式。
隨著汽車產(chǎn)業(yè)從穩(wěn)步發(fā)展走向技術(shù)躍遷,底盤這一最后也是最難攻克的技術(shù)高地也插上了智能化的大旗。比亞迪云輦系列底盤、上汽智己靈蜥數(shù)字底盤、吉利汽車AI數(shù)字底盤、江汽集團全域線控智慧底盤、小米汽車智能底盤預(yù)研技術(shù)……車企智能底盤技術(shù)自2024年以來紛紛亮相。
2025年,通過智駕與智能底盤的深度融合,將實現(xiàn)極限工況下底盤智能運動控制技術(shù)的重大突破,如智駕與底盤動力學(xué)控制聯(lián)動的濕滑路面智能平穩(wěn)無接管退出的換道功能、智駕與動力聯(lián)動的自動無停頓泊車功能、智駕與動力系統(tǒng)聯(lián)動的能耗控制回收系統(tǒng)、智駕與底盤聯(lián)動的魔毯功能等。
作為新量產(chǎn)技術(shù),車用全域操作系統(tǒng)不僅是安全、高效、可擴展的整車基礎(chǔ)軟件底座,更是支持車輛全局智能化控制和決策、加速產(chǎn)品創(chuàng)新選代的原動力。
一方面,在高級別自動駕駛應(yīng)用探索的驅(qū)動下,整車電子電氣架構(gòu)向中央計算演進,實現(xiàn)全域軟件定義的整車SOA架構(gòu)快速發(fā)展,推動操作系統(tǒng)從域內(nèi)融合向整車全域融合架構(gòu)演進。另一方面,安全編程語言日益廣泛應(yīng)用,如清華大學(xué)、國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心等聯(lián)合研發(fā)的基于Rust安全語言的組件化內(nèi)核、跨內(nèi)核驅(qū)動框架,可助力操作系統(tǒng)更安全、更穩(wěn)定。
事實上,2024年,蔚來、華為等企業(yè)已發(fā)布車用全域操作系統(tǒng)產(chǎn)品。小鵬、理想、小米、斑馬、中興等整車與零部件企業(yè)也在積極探索座艙、智駕等跨域融合操作系統(tǒng)的解決方案。
2025年,車用操作系統(tǒng)將向安全可靠的整車全域架構(gòu)演進,并迎來量產(chǎn)元年,預(yù)計部分車企與零部件一級供應(yīng)商將實現(xiàn)整車全域操作系統(tǒng)的量產(chǎn)落地。
人工智能技術(shù)如井噴式出現(xiàn),對訓(xùn)練所需數(shù)據(jù)的需求也呈指數(shù)級增長。利用生成式AI和世界模型等先進人工智能技術(shù)生成高質(zhì)量的合成數(shù)據(jù),可有效緩解數(shù)據(jù)短缺難題,提升算法模型的可靠性,是自動駕駛模型訓(xùn)練極具前景的發(fā)展方向。
高質(zhì)量的真實數(shù)據(jù)成為越來越稀缺的資源,合成數(shù)據(jù)優(yōu)勢在于采集成本低、自帶標注、跨平臺通用性強,能有針對性地補充潛在危險場景和邊緣場景,完善長尾場景庫。
先進AI技術(shù)可以處理文本、圖片、視頻等不同類型的數(shù)據(jù),并快速提取大量未標記數(shù)據(jù)的有價值信息,如不同類型交通參與者的信息,以及交通參與者之間的交互行為等。
2024年,特斯拉、英偉達、Wayve、百度和蔚來等公司率先布局了世界模型的前瞻研發(fā)應(yīng)用,支持部分算法上車。2025年,隨著高階自動駕駛上路進程加速,AI生成的合成數(shù)據(jù)將逐步取代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方式,普遍應(yīng)用于自動駕駛模型的高效訓(xùn)練和仿真服務(wù),成為滿足自動駕駛數(shù)據(jù)需求的主要來源。
在實現(xiàn)“雙碳”目標的指引下,節(jié)能與新能源汽車“兩條腿”走路的戰(zhàn)略取得階段性成功。其中,在不容忽視的混動賽道,新技術(shù)的涌現(xiàn)也帶來新的助力。
智能化為混合動力系統(tǒng)節(jié)能潛力進一步釋放提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。個性化、全局優(yōu)化成為混動能量管理策略量產(chǎn)應(yīng)用的新范式。智能化高效混合動力控制策略克服了傳統(tǒng)基于規(guī)則的控制策略工況適應(yīng)性差、標定依賴大量工程經(jīng)驗等缺陷,通過在實時狀態(tài)信息的基礎(chǔ)上,綜合處理靜動態(tài)交通信息、駕駛?cè)颂卣鳌Ⅰ{駛工況、云平臺大數(shù)據(jù)等多源信息,以智能規(guī)劃優(yōu)化算法為核心,匹配適宜的動力輸出與能量回收邏輯,實現(xiàn)復(fù)雜工況下系統(tǒng)效率始終處于最優(yōu)狀態(tài),持續(xù)釋放混合動力系統(tǒng)的節(jié)能潛力。
2025年,過半數(shù)車企將在混動車型上量產(chǎn)應(yīng)用智能化動力控制策略。比亞迪第5代DM平臺技術(shù)以電為主的動力架構(gòu),全混域整車熱管理架構(gòu),智電融合的電子電氣架構(gòu),在動力域、座艙域和智駕域都實現(xiàn)了高效的融合。長安汽車發(fā)布智慧新藍鯨3.0,首次提出“軟件定義動力”的新理念,通過采用PDCU動力域控制器,融合發(fā)動機和機車集成控制,確保混動專用發(fā)動機發(fā)揮更好性能。北汽高集成混動域控平臺及全域智慧算法,實現(xiàn)了混動域控內(nèi)部六合一的集成,重構(gòu)整個軟件架構(gòu),通過域控的集成創(chuàng)新開發(fā)出43項的融合功能,同時進行了混動動力域性能的控制融合。其他如廣汽、吉利、長城、奇瑞、東風(fēng)等整車企業(yè)都將加快智能化高效混合動力控制策略量產(chǎn)上車。
EMB(電子機械制動)系統(tǒng)具備結(jié)構(gòu)簡潔、響應(yīng)快速、控制精準、安全性能顯著提升等優(yōu)勢,是適配高級別自動駕駛的關(guān)鍵制動技術(shù),也是未來車輛制動系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。
與傳統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)和EHB(電子液壓制動)相比,EMB取消了傳統(tǒng)制動系統(tǒng)中的制動主缸和液壓管路,結(jié)構(gòu)更為簡潔小巧,在提升整車性能和品質(zhì)、促進底盤控制系統(tǒng)升級等方面具備顯著優(yōu)勢。
EMB可實現(xiàn)通過電信號直接控制輪端電驅(qū)制動器,從而將汽車響應(yīng)速度提升40%,百公里制動距離縮短5%,調(diào)節(jié)精度提升20%,安全冗余度更優(yōu)。
目前,博世、采埃孚、大陸等傳統(tǒng)制動系統(tǒng)巨頭已進軍EMB領(lǐng)域,并逐步實現(xiàn)本土化量產(chǎn)。此前,大陸集團宣布與一家北美車企達成合作,定于2025年為其生產(chǎn)、供應(yīng)前濕后干的EMB系統(tǒng),為全球汽車EMB系統(tǒng)量產(chǎn)上車給出明確時間表。國內(nèi)方面,一汽、比亞迪、理想、長城、萬安、伯特利等企業(yè)積極推進EMB研發(fā),已具備2025年量產(chǎn)技術(shù)儲備。京西集團表示,在2024年完成了EMB產(chǎn)品A樣開發(fā),2025年將建成全自動生產(chǎn)線年,伴隨相關(guān)法規(guī)標準逐步明確和完善,EMB將實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)搭載應(yīng)用。
在汽車行業(yè),大模型無疑是炙手可熱的“香餑餑”——利用多模態(tài)大模型通識能力增強現(xiàn)有的自動駕駛模型,可有效應(yīng)對智能感知中存在的長尾問題,顯著改善車輛對場景、障礙物、導(dǎo)航信息等要素的理解能力。
多模態(tài)大模型基于大規(guī)模數(shù)據(jù)訓(xùn)練,實現(xiàn)對世界的認知和理解。通過指令微調(diào)和后訓(xùn)練精調(diào),多模態(tài)大模型可應(yīng)用于自動駕駛復(fù)雜場景的感知決策中,構(gòu)造自動駕駛專用的多模態(tài)模型。當前,以視覺語言大模型為代表的多模態(tài)大模型,相較于傳統(tǒng)視覺模型,能更好地識別和處理行駛環(huán)境中的罕見事件,顯著提升自動駕駛系統(tǒng)對長尾場景的魯棒性和泛化能力。
小鵬汽車發(fā)布了國內(nèi)首個量產(chǎn)上車的端到端大模型“AI天璣5.4.0”,通過構(gòu)建“云端大模型”,盡可能地窮盡,做到不分場景全量使用端到端大模型。比亞迪宣布,自主研發(fā)的高階智能駕駛輔助系統(tǒng)“天神之眼”,采用端到端大模型架構(gòu),融合多種傳感器的實時數(shù)據(jù),能夠精準捕捉并處理道路環(huán)境信息,可實現(xiàn)全國范圍內(nèi)各類道路(無圖)智能領(lǐng)航。
2025年,自動駕駛模型有望隨著多模態(tài)大模型算法改進數(shù)據(jù)生成能力提升、算力和訓(xùn)練時長擴增,助推自動駕駛感知決策控制能力實現(xiàn)重要突破。
動力電池是新能源汽車的核心零部件,其安全性一直備受關(guān)注。提升動力電池安全性、可靠性,進行有效監(jiān)控,預(yù)防電池變形、自燃、爆炸也一直是行業(yè)的攻堅方向。
智能電池通過先進傳感內(nèi)植和自修復(fù)、防護材料的主動調(diào)控,能實現(xiàn)電池安全風(fēng)險可知可抑,是提升動力電池安全的重要手段。受制于電池內(nèi)部風(fēng)險參數(shù)不可測,電池安全管控往往處于“黑箱狀態(tài)”。應(yīng)用光纖、參比電極、薄膜傳感等材料,準確測量電池內(nèi)部溫度、氣體濃度、氣壓、應(yīng)力應(yīng)變、折射率、電勢等6種以上物理狀態(tài),將構(gòu)建起單體級電池智能感知系統(tǒng)。自修復(fù)、熱防護電池新材料可實現(xiàn)多種濫用條件下電池損傷的自主修復(fù)、主修復(fù)、溫度異常的自主阻斷,顯著提升電池的本征安全。
2025年,智能電池有望實現(xiàn)內(nèi)部電勢、溫度、形變、氣壓、關(guān)鍵組分的同步自感知、內(nèi)部氣壓自調(diào)節(jié)、短路損傷自修復(fù)。關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點包括攻關(guān)外殼屏蔽效應(yīng)實現(xiàn)內(nèi)部安全強關(guān)聯(lián)參數(shù)的自感知、形變、內(nèi)短路、產(chǎn)氣等失效場景下電池的自主防護與自主修復(fù)等。
目前,北理工、清華、華科大、一汽等科研團隊正在積極開展自感知、自修復(fù)電池相關(guān)技術(shù)研發(fā)工作,同步開展小規(guī)模試制驗證,預(yù)計2025年將取得關(guān)鍵技術(shù)突破,未來5~10年內(nèi)迎來產(chǎn)品級應(yīng)用。
“自動駕駛汽車投放市場前必須解決好系統(tǒng)安全問題,投放市場后必須解決運行安全問題。”中國工程院院士、中國汽車工程學(xué)會名譽理事長、清華大學(xué)教授李駿曾這樣強調(diào)。
與自動駕駛量產(chǎn)落地息息相關(guān)的安全課題,始終是行業(yè)關(guān)注焦點。作為新量產(chǎn)技術(shù),2025年,車載運行安全風(fēng)險管控系統(tǒng)將逐步在自動駕駛系統(tǒng)實現(xiàn)部署應(yīng)用,服務(wù)自動駕駛運行安全監(jiān)管與實施。
自動駕駛安全體系由系統(tǒng)安全和運行安全共同構(gòu)建,必須在大規(guī)模投放市場之前驗證認證,保障車輛全生命周期安全。“運行安全”以全生命周期運行風(fēng)險管控和運行安全保障為核心,是自動駕駛安全研究的焦點問題。自動駕駛運行安全風(fēng)險管控涉及安全要求、安全模型、事件記錄、數(shù)據(jù)存儲和在用車輛監(jiān)測等多方面。車載運行安全風(fēng)險管控系統(tǒng)整合車輛運行全過程安全關(guān)注事項,為風(fēng)險統(tǒng)籌管控提供解決方案。目前,自動駕駛系統(tǒng)安全設(shè)計方法和技術(shù)標準體系已初步形成,并被汽車行業(yè)廣泛采納。
據(jù)了解,目前清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、一汽、比亞迪、長安等正積極投入車載運行風(fēng)險管控單元開發(fā)與部署,預(yù)計2025年部署量產(chǎn)車型,助力高級別自動駕駛運行安全,降低事故率至可接受水平。