颠覆性科技创新的不断涌现，正深刻改变着百年汽车产业的发展格局。能源、交通、通信、信息等行业前所未有地在汽车产业交汇、融合，成为推动汽车产业技术变革的重要驱动力。
在已经到来的2023年，国内汽车行业将会发生哪些技术变革？未来3~5年，又有哪些前沿技术值得关注？
日前，中国汽车工程学会揭晓了CSAE汽车科技预见研究成果——“2023年度中国汽车十大技术趋势”（以下简称“年度十大技术趋势”）和“未来3~5年中国汽车十大前沿技术”（以下简称“十大前沿技术”）。
这些创新技术缘何脱颖而出，又将以怎样的方式赋予汽车产品、汽车产业更多的科技创新魅力？
中国汽车工程学会国汽战略院战略规划部副部长郑亚莉接受了本报记者采访，就“年度十大技术趋势”和“十大前沿技术”的研究过程和主要内容进行了深度解读。
2023年度十大技术趋势：电动化和智能化是核心方向
中国汽车工程学会发布的2023年度十大技术趋势有：
◆中央计算电子电气架构解决方案将实现重大突破；
◆360Wh/kg混合固液动力电池将实现小规模量产；
◆车桩协同大功率超充（HPC）技术放量普及；
◆冗余转向系统技术突破将满足L3级以上自动驾驶的控制需求；
◆千兆车载以太网将在多车型中实现前装标配；
◆高性能无线短距通信技术将实现上车搭载应用；
◆铝合金免热处理一体化压铸技术应用有望迎来快速增长；
◆纯固态Flash激光雷达将在补盲领域迎来量产；
◆70MPa IV型储氢瓶将实现小规模搭载应用；
◆混合动力专用发动机最高热效率将突破45%。
从发布的结果看，围绕电动化、智能化的创新技术毫无悬念地成为主角。
采访中，郑亚莉向记者全面解读了“年度十大技术趋势”对引领行业技术创新方向的重要性，以及这些技术未来规模化、产业化的前景和潜力。
谈及入选“年度十大技术趋势”的中央计算电子电气架构解决方案，郑亚莉表示，随着车辆智能化需求的升级，当前车辆先进的电子电气架构也从跨域融合向中央计算发展，因此中央计算电子电气架构解决方案有望在2023年度实现重大突破。
“中央计算的电子电气架构是实现‘软件定义汽车’的前提条件，也是支撑构建‘车路云网一体化集中式电子电气信息架构’的重要车端物理基础，为车路云融合控制系统提供关键的技术底座。2023年，将重点突破车辆功能全局动态部署、软硬件解耦、功能持续更新等技术难点，横向打通底层座舱域、智驾域、动力域和底盘域，实现中央计算电子电气架构解决方案。”她说。
据了解，目前，包括东风岚图、上汽零束、德赛西威等在内的多家企业正在积极开发基于中央计算的电子电气架构平台产品，预计将于未来1~2年实现上市应用。
随着电动化在汽车行业的日益普及，动力电池的安全性、续驶能力的不断提升成为核心技术创新的重点和焦点。在本次“年度十大技术趋势”中，360Wh/kg混合固液动力电池将实现小规模量产位列其中。
对此，郑亚莉表示，混合固液动力电池相较现有电池体系，比能量更高，安全性能也大幅提升。高比能、高安全混合固液动力电池采用高镍/超高镍三元正极材料、 硅碳负极材料，可实现比能量全面领先现有液态动力电池，同时安全性得到提高，可通过热箱测试、针刺测试、枪击测试等。
事实上，我国电池企业已开始大规模布局混合固液电池技术及产业链。国轩高科、浙江锋锂、清陶、卫蓝、辉能、盟维等数十家企业相继推出能量密度达360Wh/kg的混合固液电池，且计划在2022~2023 年投入量产。
在整车企业层面，上汽智己、广汽埃安、蔚来、高合等车企也积极自研或与电池生产商合作、合资，共同推进混合固液电池上车的进程。预计在2023年，360Wh/kg混合固液动力电池将率先在高端车型配套搭载。
新能源汽车规模不断增长，对充电安全和充电效率的需求也与日俱增。目前，包括北汽、广汽、吉利、小鹏、国网、特来电、星星充电等企业都快速在全国布局超级充电网络。宁德时代、蜂巢能源、巨湾技研等企业也纷纷推出2C-6C电池，广汽埃安、小鹏、极氪、极狐等品牌也相继发布了旗下的超充车型，并计划在2023年陆续量产交付。
根据“年度十大技术趋势”的预判，车桩协同大功率超充（HPC）技术将进入到放量普及阶段。“车桩协同大功率超充技术将大幅提升充电效率、保障充电安全，提升用户充电体验，将是公共场所、高速公路 等场景充电的重要解决方案。2023年，得益于整车高电压平台、高倍率快充型电池、超充液冷循环、安全状态管理等关键技术突破，大功率超充桩（HPC）规模预计将超过3000台。”郑亚莉告诉记者。
自动驾驶和智能网联技术在汽车行业的深度渗透，无疑成为颠覆传统汽车产业竞争格局的关键，在这些跨界融合的技术加持下，汽车的定义和功能被持续刷新、拓展。在“年度十大技术趋势”中，也有多项关于自动驾驶和智能网联的创新技术入选。其中，一项是冗余转向系统技术突破将满足L3级以上自动驾驶的控制需求。
对此，郑亚莉表示，冗余转向的线控技术是高级别自动驾驶汽车落地关键支撑技术。线控转向系统采用电信号取代机械连接，易于实现自适应传动比控制提升驾驶体验，提供更多的布置自由度，有利于实现人机共驾协同控制技术，正在成为保证自动驾驶技术落地的关键转向机构之一。此外，L2级自动驾驶主要依托EPS转向技术体系落地应用，L3级以上自动驾驶对转向的线控技术和安全有更高的要求。针对实际情况，当前亟需攻克的重点技术是如何进行冗余系统的设计与控制。
“2023年，将突破系统冗余设计、转向力矩观测与辨识、路感反馈控制、可变传动比等关键技术，实现更高要求的冗余转向的线控技术，满足L3级自动驾驶的控制需求。”她说。
智能网联对汽车的深度赋能，带来海量的车内通信数据传输需求，按照“年度十大技术趋势”的预测，千兆车载以太网将在多车型中实现前装标配。据了解，2022年小鹏G9在国内首次实现千兆以太网为主干通信架构。按照车企此前发布的计划，2023年长安、比亚迪、广汽、吉利等自主品牌车企将陆续推出千兆以太网适用车型，长城也将在下一代车型规划中全部搭载车载以太网技术。
“车载以太网可实现OTA、音视频流传输等车内大数据量可靠、安全、低成本传输。目前常见的车载以太网传输速率为 100~1000Mb/s，最大载荷可到1500Mb/s。未来，车载以太网将向10Gb/s高频支持大数据量传输和10Mb/s低频高性价比替代Can总线的方向发展。2023年，多款自主品牌将搭载应用1000Mb/s车载以太网，我们预测应用规模将达到50万辆以上。”郑亚莉说。
此外，根据“年度十大技术趋势”的判断，高性能无线短距通信技术将在2023年实现上车搭载应用，发挥无线短距通信技术在低时延、高可靠、精同步、高并发、高安全和低功耗方面的优势。在制造环节，对车身轻量化和生产效率都有提升的铝合金免热处理一体化压铸技术应用入选“年度十大技术趋势”，根据判断，因该项技术将提高整车轻量化水平（后底板采用一体化压铸技术后，预计减重25%以上，制造时间缩短60%以上），有望在2023年迎来快速增长。
“根据年度十大技术趋势的判断，预计在2023年，纯固态Flash激光雷达将在补盲领域实现前装搭载应用；在车载储氢领域，随着相关标准的进一步完善，70MPa IV 型车载储氢系统也有望在2023年开展实车验证并实现搭载应用；在节能技术领域，在2023年混合动力专用发动机最高热效率将突破45%，进一步提升汽车产品的节能效果和效率。目前，吉利、广汽、长城、奇瑞等企业积极投入研发，预计2025年起45%热效率混合动力专用发动机将具备产业化应用条件。”郑亚莉说。
十大前沿技术：聚焦电池、芯片、材料、算法
“‘十大前沿技术’是针对未来3~5年汽车产业发展趋势进行研判，具有较强商业化潜力，但目前尚未成熟，仍在发展中探索的前瞻技术。”郑亚莉说。
“十大前沿技术”聚焦包括电池、芯片、材料、算法等重点领域，分别是：
◆高安全、高比能全固态锂电池；
◆基于驾舱融合的智能计算芯片；
◆车路云一体化融合控制系统；
◆零碳内燃机；
◆驱动电机用新型软磁材料；
◆智能网联汽车场景库；
◆智能电动车用电子机械式线控制动；
◆基于规则+学习的融合型决策算法；
◆智能驾驶操作系统；
◆高温质子交换膜（HT-PEM）燃料电池。
郑亚莉透露，专家组也对“十大前沿技术”进行了前景和潜力预判，比如针对全固态锂电池，认为未来3~5年比能可达到500~600Wh/kg，同时可兼顾高安全性，成为下一代动力电池必争之地；基于驾舱融合的智能计算芯片将从底层硬件层面有效支撑座舱芯片和驾驶芯片一体化融合发展，扩大控制范围，大幅提高算力资源利用率，降低域间通信时延，提高车辆OTA升级能力，同时降低成本；车路云一体化融合控制系统将实现大规模实时协同计算与物理 虚拟双向交互；以氢内燃机、氨内燃机为代表的零碳内燃机，通过采用绿氢、绿氨等零碳燃料，在使用端和全生命周期均可实现零碳排放；6.5%Si高硅钢、非晶材料等新型软磁材料在驱动电机上的应用，将进一步提升驱动电机效率、功率密度等关键性能指标；未来有望逐步建立健全的智能网联汽车场景库，将成为自动驾驶算法训练的“数据池”和算法功能、性能验证的 “考题库”，为高级别自动驾驶设计、研发、测试和评价全流程提供基础支撑技术；电子机械式线控制动 EMB也将是未来高级别自动驾驶系统的关键技术，成为车辆制动系统的发展方向；基于规则+学习的融合型决策算法凭借结构简洁、可调整性强、普适性高等优势可解决更多复杂场景问题。
操作系统则是汽车硬件资源管理和软件运行的基础平台，将成为支撑电子电气信息架构升级与应用程序创新，也是新型汽车产业生态构建的核心，成为全球汽车强国、跨国汽车企业、 科技公司竞相布局的战略制高点；未来采用高温质子交换膜的燃料电池运行温度可达到120~200℃，与当前主流的全氟磺酸质子交换膜燃料电池（60~80 °C ）相比，可大幅简化为水热管理系统，对氢气纯度要求大大降低（仅为 50%至75%），可有效降低燃料电池系统成本和车辆运行成本。
精准预判技术趋势 把脉行业创新方向
“年度十大技术趋势”和“十大前沿技术”出炉的背后，是中国汽车工程学会汇集多方专家学者、技术骨干、企业团体、科研院所立足行业技术创新，经过全面调研和层层筛选进行科学研判形成行业共识。
为了确保技术趋势和前沿技术评判的前瞻性和专业性，“年度十大技术趋势”和“十大前沿技术”的研究采用地平线扫描与德尔菲调查相结合的方法，基于50万条专利文献基础数据库，搭建形成体系化前沿技术库、梯队化专家库，以大数据量化分析叠加面向企业CTO、专家学者、技术骨干等大规模调查与研究的科学研判，围绕节能与新能源汽车技术路线图“九大领域”，形成了行业共识的面向下一年度和未来3~5年的汽车技术趋势报告。
据悉，来自230家单位的513位专家参与了4轮的调研和研讨，其中，企业CTO及院长66人参与项目研究。参与调研的机构包括35家整车企业科研院所、16家行业社团、38家大学高校、141家零部件供应商。
“通过‘年度十大技术趋势’和‘十大前沿技术’的调查、研究、研判和发布，希望帮助行业和企业更精准地把握新一轮科技革命与产业变革的机遇，与此同时支撑国家和地方政府科技创新布局，引导金融资金支持方向，指导企业产品规划，树立创新、专业、值得信赖的研究价值观，为汽车产业可持续高质量发展营造技术创新的良性循环。”郑亚莉说。
