长城汽车发布超多硬核技术,总计有112项科技成果!

演绎人生 2021-07-02 17:16:21

【EV视界报道】在哈弗技术中心,超级硬核科技产品摆满了两层巨大展厅,看看这些电动化、智能化的前沿技术,我们不禁赞叹,这太“长城”了!


据了解,长城在本次活动中,共发布了112项科技成果,并被分成了智能科技与碳中和两个部分。而其中大部分技术不只是实验室成果,它们都正在向实际应用领域发展,并运用到其它主机厂的产品之中。既然长城汽车科技节猛料多多,EV视界挑几个重磅技术来聊聊。


在长城汽车发布的2025年战略中,要实现全球年销量400万辆,其中80%为新能源汽车型。因此,在这个碳中和展厅中,我们看到了长城汽车在新能源之路上的技术实力。那具体有哪些亮点呢?我们依次来看。


大禹电池


6月29日,在长城汽车第八届科技节上,长城汽车以“大禹治水,变堵为疏”为构思,成功研发出号称“零热失控”的“大禹电池”,能够有效解决不同化学体系电芯热失控之后的起火、爆炸问题。


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大禹电池电池采用三元811大容量高镍电芯,通过多梯次换流系统、快速极冷抑制系统、多级定向排爆系统、灭火盒系统等全新设计,让电池在热失控情况下实现不起火、不爆炸,所排出的烟气温度也控制在100摄氏度左右。


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其融入8项全新设计理念——“热源隔断、双向换流、热流分配、定向排爆、高温绝缘、自动灭火、正压阻氧、智能冷却”设计,并布局数十项核心技术专利,主要覆盖热源抑制、隔离、冷却、排出等领域。


无钴电池


目前,现有三元体系的锂离子动力电池中,正极材料的成本占比达到30%~45%,这其中,以 523体系为例,钴在其中的占比达20%,作为战略性的资源,钴的价格波动将会直接影响到最终电芯的成本。


长城蜂巢新能源的无钴正极材料研发在2018年5月启动,团队初期围绕合成工艺、包覆、掺杂等方面做了大量研发。经过一年努力开发出无钴正极材料,并在2019年6月完成实验室A样。此后,团队继续在中试线进行中试试验,重点是对温度曲线、合成气氛、装料量等方面进行一系列严苛的品质性能验证和优化,2020年4月成功完成B样设计和开发,并在2020年6月开始制备吨级产品供电芯开发。


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长城蜂巢新能源共推出226Ah和115Ah两款无钴电池。其中,226Ah采用第三代高速叠片工艺,搭载矩阵式PACK设计,可实现800+公里的超长续航。


而115Ah款采用1.5倍MEB成熟壳体结构,能量密度可达≥240wh/kg。并且整体成本较高镍低10-15%,循环寿命达RT≥2500cycles并以通过140%SOC过充和150℃热箱的测试。目前,无钴电池已小批量搭载并进行装车层级验证。


坦克平台越野插电混动系统


动力总成"混动化",是长城汽车加速实现"碳中和"目标的重要战略之一。其基于用户出行场景需求差异、驾驶风格喜好,自主研发了三大混动平台,包括智能DHT混动系统的柠檬平台、极致性能混动系统的柠檬平台和强悍越野系统的坦克平台。而这最后的坦克混动平台,其整体的性能在全球暂无对手,而它也是我在本届科技节中最为关注的对象之一。


这款混动系统基于坦克平台打造,采用自主研发的V6发动机,匹配大扭矩9HAT变速箱和P2混动系统,综合功率410kW,综合扭矩750N·m。在越野4L模式下,攀爬比可达57.2:1,节油率超过25%。


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另外,根据混动模式的不同,PHEV版搭载一组容量为19.94kWh的电池组,而HEV版则搭载容量为1.75kWh的电池组,均采用智能液冷热管理系统,低温静置降温速率≤3℃/h,低温加热温升速率≥45℃/h,高温下可确保电池工作温度≤45℃/h。


排气热量回收系统


该系统利用发动机燃烧废热提升冷却液温度,使发动机、电池、电机等快速达到正常工作状态。


其工作原理主要将车辆运行中大约30%的燃烧能量转化成排气热量,EHRS串联在排气系统,在冷启动工况,阀门关闭,通过排气与交换器的热传导,将热能传递给冷却液快速升温,当冷却液达到正常工作温度,阀门扣开,废气直接排出。


既然是新能源车,在充电方面自然也要突破技术发展,将高效与便捷放在头列。在充电系统展区,无线充电技术与氮化镓车载电源成为了关注的重点,而它们不久之后也会运用到我们的生活之中,带来足够的便捷。


无线充电系统


这款无线充电系统将与自动泊车技术相融合,可同时实现充电功能、FOD功能、LOD功能、PD引导功能等。


该无线充电系统,其功率发射端和功率接收端之间无电气接触,可进行隔空充电,无需手动连接汽车或充电装置。并且其与自动驾驶。智能网联等技术结合,可实现汽车自动寻位补电的功能。


氮化镓车载电源


这款车载电源采用第三代GaN半导体材料,通过其高频、低损耗等特点,实现电源产品效率的大幅度提升,并且PFC电感尺寸体积降低50%,DCDC变压器尺寸体积降低约50%。


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再往前走,我们就来到了长城汽车氢能源技术的展区。目前,长城汽车不仅构建了氢能“制-储-运-加-应用”一体化供应链生态,打破核心技术壁垒,还联通上下游产业链,加速氢能商业化推广。目前长城汽车已经实现“电堆及核心组件、燃料电池发动机及组件(控制器等)、Ⅳ型储氢瓶、高压储氢阀门、氢安全、液氢工艺”六大核心技术和产品的知识产权完全自主化,多项技术均突破了“卡脖子”的行业痛点。


氢气发动机


氢气发动机顾名思义,就是以纯氢气作为燃料的内燃机。这项技术从技术本身来说是相对比较成熟,而将氢气内燃机纳入氢能发展战略。氢气发动机作为零二氧化碳排放技术是氢燃料电池非常好的补充技术,弥补了燃料电池一些不适用的应用场景。而氢气供给系统又完全与燃料电池相同,不增加额外的负担。氢气发动机的成本更低,热效率相当。


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长城这款氢气发动机的热效率为42%,最大功率为120kW(163Ps),最大扭矩230N·m,搭载氢气专用直喷系统、高压耐腐蚀氢气供给系统等多项新技术,预计2025年投入使用。


110kW商用车燃料电池系统


这是一款针对商用车而研发的正向设计燃料电池系统,额定净输出功率达108kW,质量比功率密度428W/kg,并且整体采用集成化设计,具有国产化率性价比高等优势。


95kW乘用车燃料电池系统


这款针对乘用车的燃料电池系统采用高度集成化一体设计,不仅实现高功率密度,核心零部件实现100%国产化。


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VF25T带能量回收燃料电池空压机


VF25T型氢燃料电池空压机是一款车规级、紧凑型离心式压缩机,采用空气悬浮轴承、超高速永磁同步电机、可变截面能量回收单元,与传统离心空压机相比,空压机系统效率提升20%左右,进而提升电堆系统净输出功率约3%。


FTXT燃料电池去锂离子器


在燃料电池系统运行过程中,燃料电池双极板上产生的高电压会导致带电离子渗入冷却液中使其成为导电介质,进而传输电压造成燃料电池能源损耗,故在冷却系统中增加去离子器。


去离子器被活性物质树脂所填充,树脂是以吸附为特点,由苯乙烯和二乙烯苯等单体构成,通过悬浮共聚法制得粒子,树脂吸附带电离子,并完成阴阳离子交换,保持冷却液的低导电率,完全满足燃料电池冷却液导电要求。


G13大功率燃料电池电堆


燃料电池电堆的主要功能是提供直流电源输出,其基本原理是空气中的氧气与氢气进行电化学反应,产生电能及水。


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该产品为自主研发的新一代高功率密度金属板水冷电堆,关键零部件双极板、膜电极完全实现国产化。电堆整体采用超薄单电池设计,堆芯体积功率密度4.2kW/L,整车搭载性好,机舱内布置灵活。


除此之外,其具有高安全性,高可靠性,高适应性,可适应-30℃环境启动,并且其乘用车电堆设计寿命达≥7000h,商用车电堆设计寿命达≥10000h,可根据客户需求定制化开发。


70MPa lV型储氢罐


储氢罐作为整个氢燃料电池系统的重要一环,是连接制氢和用氢的桥梁,在氢能发展中发挥着不可替代的作用。迄今为止,几乎所有的储氢设备和输氢设备都承受氢气压力,属于特种设备中的承压设备,其中气瓶属于较常见的一种。


高压气态储氢容器主要分为纯钢制金属瓶(I型)、钢制内胆纤维缠绕瓶(II型)、铝内胆纤维缠绕瓶(III型)及塑料内胆纤维缠绕瓶(IV型)4个类型。I型、II型储氢密度低、安全性能差,难以满足车载储氢密度要求。而凭借提高安全性、减轻重量、提高质量储氢密度等优势, III型、IV型瓶的车载应用已经较为广泛,其中国外多为IV型瓶,国内则多为II型瓶。


长城汽车的70MPa lV型储氢罐采用阀座密封结构设计,密封结构简单高效,可靠性高,并且还采用轻量化金属阀座结构设计,并改性内胆材料,渗透性低,耐极限温度冲击性能好。而在工艺方面,70MPa lV型储氢罐采用创新型纤维层铺层设计理念,复材层强度发挥率高。除此之外,该储氢罐还革新了缠绕工艺技术,采用干法缠绕工艺,爆破强度和压力循环寿命一致性更高、稳定性好、生产效率高。


由此可见,在如此之多的新能源技术布局,让长城汽车达成2025战略充满了底气。


智能科技展示


智能化也是长城汽车2025战略发展的重要目标,其围绕智能驾驶、智能座舱、智能服务,建立全栈自研能力,让汽车成为会思考、能判断、可持续生长的出行伙伴,实现由“感知智能”向“认知智能”进化升级。


IBEO NEXT 4D固态激光雷达


该款雷达来自德国激光雷达老牌厂商Ibeo,是一款纯固态激光雷达。整体无可活动机械部件,是未来激光雷达发展趋势。具有超高分辨率,并且在中长距离范围NEXT分辨率可达0.088°0.07·超高帧率,25Hz的输出帧率。它能在1秒内向探测区域发射25.6万个点;同时得益于其全球最高的0.05*0.07分辨率,搭载它的自动驾驶汽车可以在130m距离外,轻松发现散落在地面上的轮胎以及修路用的雪糕筒。


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技术方面,这款雷达采用了Flash方案来发射激光,即同时发射一面光出去(比如几十束光)来实现探测,不需要任何旋转部件。这里需要注意,传统激光雷达的激光发射器是侧向出光,因此激光是竖置排列的。但ibeoNEXT采用了VCSEL垂直腔面发射,所以可组成二微阵列(如下图),从而做成一个矩形的发射阵列。


4D长距离毫米波雷达


一般来讲,传统毫米波雷达在纵向测高能力上有所欠缺,可以理解为缺乏对垂直平面的“理解”能力。因此基于这个问题,4D毫米波雷达就孕育而生了。相较于普通毫米波雷达,4D毫米波雷达由于在传统的探测距离、方位以及速度三个维度信息的基础上,多出了高度一维信息,即具备测高能力,可以有效地解析空中的天桥、路牌,和地面的减速带、金属井盖等目标的轮廓、类别,进而感知传统毫米波雷达无法识别的细小物体、静止物体或者横向移动的障碍物等。


此次展会上,长城展出了由采埃孚推出的4D长距离毫米波雷达系统。该雷达探测距离可达350m,并设置了长距350m、中距200m、短距 100m的三种探测模式,而分辨率则达到长距


自动驾驶域控制器


域控制器作为车辆系统的重要环节,它的存在减小了车辆ECU的数量,将车辆的总体控制归总在一起。资料显示,长城汽车第三代电子电气架构于2020年发布,其中包括了车身控制、动力底盘、智能座舱、智能驾驶4个域控制器,主要应用软件皆由长城汽车及子公司自主开发。而在此次科技节上,长城汽车则展出了全新自动驾驶域控制器。


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过去一套ADAS系统,要有好几个独立的ECU才能实现。比如车道偏移和交通识别ECU, 前向碰撞预警ECU, 泊车辅助ECU, 盲区检测ECU。有的还有全景环视ECU, 后防碰撞预警ECU 等。而长城汽车这款自动驾驶域控制器,其主芯片基于高通5nm制成的8540+9000平台,支持L4以上的自动驾驶功能。它的算力达到 360TOPS,平均功耗只有 5.5TOPS/W。安全冗余芯片则为英飞凌(TC397),可以做L1/L2级别的降级控制。并对毫米波雷达、激光雷达、摄像头、超声波雷达等多源传感器感知做出融合,达到行驶域和泊车域的全覆盖。


线控底盘


6月29日,长城汽车发布了以全新电子电气架构和智慧线控底盘技术为核心的咖啡智能2.0技术。而它包括了一套全新电子电气架构和一个全新的智慧线控底盘。那这个线控底盘究竟是什么来头呢?在本届的科技节上,我们就揭开它的面纱。


一般来讲,在自动驾驶的感知、决策、执行三个核心环节中,线控底盘属于最关键的执行端,是实现自动驾驶的基石。据长城汽车介绍,智慧线控底盘是一个划时代的智能底盘技术平台,更是一次颠覆性的底盘技术革命。


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这个线底盘从设计之初就以L4级及以上自动驾驶为载体,将驾驶员动作转化为电信号,由电子执行机构动作实现对车辆控制的技术。由线控转向、线控制动、线控换挡、线控油门、线控悬挂五部分组成,是实现无人驾驶的关键载体。


前轮线控转向系统+后轮主动转向系统


长城汽车线控转向系统是全国首个支持L4+自动驾驶的线控转向技术,该技术彻底摈弃了转向器与转向管柱之间的转向传动轴,改为由私有CANFD实现系统内信号传递,支持方向盘收折,完全隔绝路面振动,NVH更好,同时采用手感模拟器来模拟路感,保留驾驶乐趣。它与乘用车广泛采用的EPS电子转向助力系统相比,拥有:可以轻易地实现主动转向功能;可以获得比EPS更快地响应速度;以轻易地滤除路面激震信号;车身遭遇碰撞时转向机构管柱侵入驾驶舱的可能性降低,可以提高安 全性;布置方式更灵活和驾驶员可以获得更大的腿部空间等优势。


而关于后轮主动转向系统方面,汽车转向通常是只有前轮转向(后轮固定),转弯半径与轮距、轴距、转向角有关。尤其是轴距较长的车辆,转弯半径大,在狭窄十字路口转弯,在狭小空间泊车比较困难。另外,跑车速度较快,高速急转弯时,车身容易漂移,非常不安全。但4WS不仅前轮能够转向,后轮也能转向,解决了低速灵活性和高速稳定性的矛盾。


线控制动(EMB)


在本次科技节上,长城汽车展示了其智慧线控底盘的所采用的线控制动(EMB)。


传统的制动系统主要包括制动踏板,真空助力器,储液罐,主缸,轮缸,制动盘以及制动管路。当你踩下踏板时,在储液罐中的制动液通过主缸分配到两条制动管路中,从而进入轮缸形成制动力。


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但这款线控制动系统采用了电信号控制,替代了传统的液压系统,将机械部件四合一、电控软件和ECU三合一,重量减轻10%,制动响应时间由430ms减少至80ms,制动回收率提升,续航里程提升超20%;等优点,完全的人车解耦。可以实现在驾驶过程中车辆的自动纠错,提高主/被动的安全性能。


另外,除了行车制动、驻车制动外,其还具备AED、ABS、EBD、DTC、TCS、VDC等核心功能,同时还支持L4级以上的自动驾驶。


毫末智行 小魔盒IUC3.0


小魔盒IUC3.0拥有丰富的感知和计算硬件配置,支撑行驶域,并且在泊车域中,可以在更加复杂的城市路况与特殊工况场景使用,基础算力达360TOPS,是一款面向L4级自动驾驶的域控制器。


iNest智巢2.0座舱


iNest智巢2.0是由长城旗下的诺博汽车开发而来,整体共计采用45项创新技术,智能灯语、三区驾驶、屏幕跟随等行业领先技术,将座舱显示五联屏布局、座舱场景化交互模式进行融合,可为乘客打造具备感官特性、互联服务、灵活空间及个性化体验的未来生活“新空间”。iNest智巢2.0的“三区驾驶模式”,依据用户需求,进行座舱布局的调整,方向盘及仪表也可以左、中、右多位置移动,从而衍生出移动出行(驾驶)、移动办公(会议)、娱乐空间(娱乐)三大模式。


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彩色智能像素大灯


长城汽车的这款智能像素大灯是以LED作为光源,DMD芯片作为核心器件,基于DLP技术,结合智能识别控制算法,实现数字化与智能化运算。同时,它还可提供超过100万个可寻址的照明像素点,实现更精准的照明,相当于让汽车大灯拥有了自己的“眼睛”和“大脑”。


据了解,智能像素大灯可识别到对向来车,对其进行跟踪,并做出防炫目控制。这样一来,便可以避免灯光误伤对面车辆,进而降低了交通事故的发生率。并且它还能够助力驾驶者无需打开远光灯,便可大概了解道路的一些情况。


它能通过摄像头采集交通标识,然后将其投影在车前的地面上,驾驶者便能很容易观察到交通标识。除此之外,智能像素大灯不仅仅能为驾驶员“保驾护航”,对待行人也十分照顾。例如,当行人在穿越马路时,智能像素大灯会通过摄像头识别行人,随即进行动态斑马线图标投射,并提示行人先行,提高安全出行。


胶原蛋白出风模块


这款产品也许对于“女神”们来说,是一个“必加”配置。


胶原蛋白出风模块核心是一个“胶原蛋白”模块,胶原蛋白以气化形态喷射,在顶灯集成万向风口,用气流喷射的方法实现对滋养驾乘人面部皮肤、消皱、修复、改善干枯发质的目的。此外,用户还可以选择香氛味道,一个模块大概100-200元,使用有效期为3-5年。


据介绍,该模块是由长城汽车与日本北海道大学联合开发,将会首次搭载到欧拉品牌车型上,其最快将于今年开始量产使用。


编辑总结:以上所展示的技术还只是整个科技节的冰山一角,但整体却展现出长城汽车背后的浓厚研发实力。而这些技术或许在不久的将来会运用到长城旗下的新车型之中,而届时会为我们带来怎样的精彩,我们拭目以待。


来源:EV视界报道

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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