“雙積分”下車(chē)企如何依靠電子技術(shù)來(lái)降低節(jié)能減排壓力

　　空氣污染問(wèn)題備受社會(huì)關(guān)注，其中機(jī)動(dòng)車(chē)排放已經(jīng)成為空氣污染的重要來(lái)源。近年來(lái)，我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量快速增長(zhǎng)。2016年全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量達(dá)2.95億輛，比2015年增長(zhǎng)8.1%，其中新能源汽車(chē)保有量達(dá)101.4萬(wàn)輛。按汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)，國(guó)一前標(biāo)準(zhǔn)占1.0%，國(guó)一標(biāo)準(zhǔn)占5.4%，國(guó)二標(biāo)準(zhǔn)占6.4%，國(guó)三標(biāo)準(zhǔn)占24.3%，國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)占52.4%，國(guó)五及以上標(biāo)準(zhǔn)占10.5%。據(jù)測(cè)算，未來(lái)5年還將新增機(jī)動(dòng)車(chē)1億多輛。

　　據(jù)環(huán)保部公布的《中國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)環(huán)境管理年報(bào)(2017)》顯示：我國(guó)已連續(xù)8年成為世界機(jī)動(dòng)車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)第一大國(guó)，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣是造成細(xì)顆粒物、光化學(xué)煙霧污染的重要原因，污染防治的緊迫性凸顯。年報(bào)顯示，2016年，全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)排放污染物初步核算為4472.5萬(wàn)噸，比2015年削減1.3%。其中，一氧化碳3419.3萬(wàn)噸，碳?xì)浠衔?22.0萬(wàn)噸，氮氧化物577.8萬(wàn)噸，顆粒物53.4萬(wàn)噸。

　　環(huán)保部監(jiān)測(cè)表明，隨著機(jī)動(dòng)車(chē)保有量快速增加，我國(guó)部分城市空氣開(kāi)始呈現(xiàn)煤煙和機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣復(fù)合污染的特點(diǎn)。根據(jù)我國(guó)已完成的第一批城市大氣細(xì)顆粒物源解析結(jié)果，大多數(shù)城市PM2.5濃度貢獻(xiàn)仍以燃煤排放為主，但部分城市機(jī)動(dòng)車(chē)排放已成首要來(lái)源。有資料顯示，北京、上海等超大型城市及東部人口密集區(qū)，移動(dòng)源對(duì)PM2.5濃度的貢獻(xiàn)率高達(dá)20%—40%。在極端不利條件下，貢獻(xiàn)率甚至?xí)^(guò)50%。

　　為限制機(jī)動(dòng)車(chē)排放污染，歐美日等國(guó)家都在通過(guò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)不斷提高乘用車(chē)燃料消耗量要求。我國(guó)工信部出臺(tái)的第四階段油耗限值標(biāo)準(zhǔn)要求乘用車(chē)生產(chǎn)企業(yè)的平均油耗必須從2015年的6.9L/100km下降至2020年的5.0L/100km，2025年將進(jìn)一步下降至4.0L/100km以下。

　　9月28日，業(yè)界關(guān)注已久的《乘用車(chē)企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車(chē)積分并行管理辦法》(下簡(jiǎn)稱(chēng)“雙積分辦法”)正式發(fā)布，并自2018年4月1日起開(kāi)始施行。在具體規(guī)范和懲罰方案落地后，車(chē)企將面臨更迫切的減排壓力。這應(yīng)是豐田準(zhǔn)備在中國(guó)市場(chǎng)首推純電動(dòng)車(chē)的一個(gè)推動(dòng)力。

　　無(wú)論是傳統(tǒng)燃油車(chē)，還是新能源車(chē)，電氣化技術(shù)在節(jié)能減排方面發(fā)揮的作用越來(lái)越大，在傳統(tǒng)燃油車(chē)上行之有效的節(jié)能方法，部分也能移植到新能源車(chē)，功率器件等電子元器件效能日益受到重視。在系統(tǒng)性降低油耗方面，博世(BOSCH，2018慕尼黑上海電子展，E4館4400)是技術(shù)積累最雄厚的廠商之一，近年來(lái)重點(diǎn)推行的起停系統(tǒng)、停缸技術(shù)，智能油門(mén)踏板等方案，均顯著降低了整車(chē)油耗。

　　博世提供的數(shù)據(jù)顯示，行駛過(guò)程中平均有30%時(shí)間并不需要發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，如果車(chē)輛行進(jìn)中(例如平緩的下坡)可關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)滑行，將有效降低油耗。博世新起停系統(tǒng)的滑行功能可以減少10%的油耗，而且該系統(tǒng)只需使用已有傳感器，幾乎不需要額外零件就能安裝在任何一款車(chē)型上，博世稱(chēng)，配備帶滑行功能的起停系統(tǒng)，每公里能減少10克二氧化碳排放量。停缸技術(shù)與智能油門(mén)踏板也各能降低5%至7%的油耗。

　　將發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)更改為用電機(jī)(馬達(dá))驅(qū)動(dòng)，降低油耗的作用也非常大。例如,將方向盤(pán)液壓助力系統(tǒng)更改為電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，或者將油泵、水泵從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)更改為馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，這些改變都對(duì)降低油耗有貢獻(xiàn)。據(jù)東芝(TOSHIBA，2018慕尼黑上海電子展，E4館4200)統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)車(chē)使用的馬達(dá)數(shù)量在30至150個(gè)之間，因此把汽車(chē)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的功耗降低對(duì)于節(jié)能減排的影響非常大。據(jù)東芝介紹，通過(guò)其獨(dú)創(chuàng)的“矢量引擎”技術(shù)，可以大幅提高馬達(dá)驅(qū)動(dòng)效率，節(jié)能效果非常好。 

　　隨著電氣化程度加深，提高功率器件效率變得日益重要，也是眾多廠商重點(diǎn)投入的方向。據(jù)三菱電機(jī)(Mitsubishi，2018汽車(chē)技術(shù)日贊助商)首席技術(shù)官GourabMajumdar博士表示，三菱電機(jī)早已開(kāi)發(fā)車(chē)載功率模塊，至今全球大約有1,100萬(wàn)輛新能源汽車(chē)使用了三菱電機(jī)的半導(dǎo)體功率模塊。

　　三菱電機(jī)汽車(chē)功率模塊的優(yōu)勢(shì)在于系列廣，分J1A和J1B兩種。J1A是700A以下小功率產(chǎn)品，而J1B功率級(jí)別更高，電流可以達(dá)到1000A。兩種產(chǎn)品疊加起來(lái)，覆蓋300A到1000A電流等級(jí)和650V到1200V耐壓范圍，J1A和J1B產(chǎn)品采用針型散熱器，可以直接插到車(chē)身水槽內(nèi)進(jìn)行水冷散熱。J1B大功率產(chǎn)品系列為六合一產(chǎn)品，有1000A/650V和600A/1200V兩種，一個(gè)模塊就可以把主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)搭起來(lái)。該系列產(chǎn)品采用了第七代IGBT芯片，功率密度高，雜散電感小，不含鉛的設(shè)計(jì)也符合環(huán)保要求。

　　除了MOSFET、IGBT等傳統(tǒng)功率器件，寬禁帶半導(dǎo)體器件(例如碳化硅)由于低開(kāi)關(guān)損耗、耐高溫和高開(kāi)關(guān)頻率等性能亮點(diǎn)，使其成為實(shí)現(xiàn)新能源車(chē)最佳性能的理想選擇。與傳統(tǒng)解決方案相比，基于碳化硅(SiC)的解決方案使系統(tǒng)效率更高、重量更輕及結(jié)構(gòu)更緊湊。

　　三菱電機(jī)在2013年推出第一代碳化硅功率模塊，至2015年進(jìn)入第二代產(chǎn)品，并且率先投產(chǎn)4英寸晶圓生產(chǎn)線。由于碳化硅需求量急速增長(zhǎng)，三菱電機(jī)已經(jīng)投資建造6英寸晶圓生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)在2018年推出第三代碳化硅功率器件。2017年9月，三菱電機(jī)發(fā)布一款1200V高效SiC MOSFET，相比傳統(tǒng)SiC MOSFET，三菱電機(jī)的新型SiC器件功耗再降低20%。

　　高壓化成為新能源車(chē)的一個(gè)新趨勢(shì)，800V系統(tǒng)越來(lái)越常見(jiàn)。采用高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使得超快速充電成為可能，而大功率傳輸線束與控制模塊體積也變得更緊湊。但引入高壓系統(tǒng)，也對(duì)電路安全提出更高要求，在電路保護(hù)方面，美國(guó)力特(Littelfuse)與君耀電子(Brightking，2018慕尼黑上海電子展，E5館5518)等廠商都有非常多的方案。君耀電子就能提供多系列多種規(guī)格不同封裝的EMS保護(hù)產(chǎn)品，主要應(yīng)用于汽車(chē)各類(lèi)電子控制模塊電源線及通信接口的瞬態(tài)干擾電壓保護(hù)，如拋負(fù)載(load dump)防護(hù)和靜電保護(hù)。

　　我國(guó)雙積分管理辦法出臺(tái)，以及各國(guó)正逐步制定的燃油車(chē)退出時(shí)間表，都將引領(lǐng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在節(jié)能減排技術(shù)上加速發(fā)展，但在車(chē)載功率器件領(lǐng)域，中國(guó)廠商差距還比較大，希望中國(guó)元器件廠商能夠抓住純電動(dòng)車(chē)發(fā)展帶來(lái)的新機(jī)遇，逐步進(jìn)入車(chē)載市場(chǎng)，從而增強(qiáng)中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)供應(yīng)安全。

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　　會(huì)議時(shí)間：2018年3月13日

　　地點(diǎn)：上海浦東喜來(lái)登由由大酒店(上海市浦建路38號(hào))

　　主辦單位：慕尼黑展覽(上海)有限公司，中國(guó)汽車(chē)工程研究院

　　協(xié)辦單位：上海市交通電子行業(yè)協(xié)會(huì)

　　大會(huì)規(guī)模：700人

　　會(huì)議主題：

　　自動(dòng)駕駛與智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)

　　新能源汽車(chē)的儲(chǔ)能和充電技術(shù)

　　汽車(chē)生態(tài)圈的投資政策與產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　報(bào)名方式：

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