在2017年第七屆中國亞琛汽車和發(fā)動機(jī)技術(shù)年會中，本刊記者有幸采訪到了來自德國亞琛工業(yè)大學(xué)汽車工程研究院（ika）院長Lutz Eckstein 教授和德國亞琛工業(yè)大學(xué)內(nèi)燃機(jī)研究院（VKA）院長Stefan Pischinger 教授，并與兩位教授探討了未來汽車發(fā)展、車輛電動化、內(nèi)燃機(jī)技術(shù)等話題。

 

       AI：2017年，全球汽車行業(yè)在電氣化方面步伐加快，您對未來電氣化進(jìn)程有怎樣的預(yù)測？

 

       Lutz Eckstein先生：首先，讓未來的車輛實(shí)現(xiàn)電氣化是有良好理由的，這點(diǎn)是很重要的，但是，電氣化程度應(yīng)該根據(jù)車輛級別和使用用途予以合乎理智的決定。在許多情況下，現(xiàn)代化內(nèi)燃機(jī)與一臺或多臺電氣機(jī)械的組合會是最佳的解決方案。就我個人而言，我期待插電式混合動力汽車扮演主要角色，因?yàn)檫@種汽車除了具備高效內(nèi)燃機(jī)的長距離旅行能力之外，還可提供50~100?km的電動行駛里程。當(dāng)然，我們在未來還會看到不同類型和容量的電動車，這些車都將成為城市行駛的理想選擇。

 

       Stefan Pischinger先生：在2017年下半年，許多車企都有汽車電氣化方面的動作，但很多結(jié)果都是“打算”和“計劃”。其實(shí)購車者也會有決策性的答案給出，他們會根據(jù)對車型的喜愛程度、汽車充電的方便程度以及價格等方面的情況作出購買決定，從而也會對汽車電氣化進(jìn)程產(chǎn)生影響，所以我預(yù)計到2030年，仍然會有約70% 的在售車輛裝有內(nèi)燃機(jī)。

 

       AI：目前來看，混合動力汽車、純電動汽車在技術(shù)層面還有哪些挑戰(zhàn)和發(fā)展前景？

 

       Lutz Eckstein先生：從第一輛電動汽車被制造出來至今，電池和充電技術(shù)始終是最大的挑戰(zhàn)。目前，電池和充電技術(shù)仍然是至關(guān)重要的，需要重大改進(jìn)，不僅僅是能源和能量密度，還有價格方面。

 

       Stefan Pischinger先生：技術(shù)方面需要遵從市場的需求和要求。當(dāng)前，主要挑戰(zhàn)是將電動汽車的續(xù)駛里程增加到一個可以接受的范圍，降低再次充電所需要的時間，建設(shè)足夠覆蓋行駛面積的充電站。另外一方面，電動汽車總體系統(tǒng)價格需要達(dá)到一個經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的水平。再者，隨著分享移動性的不斷豐富，不斷改變的移動行為將導(dǎo)致出現(xiàn)一個范圍更加寬廣的不同車輛平臺，這個平臺會有一些附加的應(yīng)用，像微型汽車或快速載客系統(tǒng)（people mover）。為了應(yīng)對這些范圍寬廣的品牌，車企需要足夠靈活的、能適應(yīng)不同情況的電動汽車平臺，包括模塊化電池包、高度集成化的電力驅(qū)動裝置，把電動機(jī)、變速器、逆變器和智能動力控制等不同系統(tǒng)和裝置綜合起來。在政府工作方面，我們需要加快充電基礎(chǔ)設(shè)施的大范圍擴(kuò)展，并轉(zhuǎn)向可再生能源，并對電動交通（E-Mobility）進(jìn)行智能化的鼓勵。

 

       AI：傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)也將步入全面電氣化的時代。一方面，48V系統(tǒng)、增程器等的應(yīng)用，將使得整個動力總成系統(tǒng)展現(xiàn)出一種新的局面；另一方面，內(nèi)燃機(jī)本身的燃油效率需要提升到40%以上，滿足更高要求。內(nèi)燃機(jī)的燃油效率到底還有多大提升潛力？哪些技術(shù)將會對此有幫助？

 

       Stefan Pischinger先生：最佳內(nèi)燃機(jī)技術(shù)取決于應(yīng)用。用于48?V常規(guī)動力總成的最佳汽油發(fā)動機(jī)，不同于完全混合動力配置的最佳解決方案。采用先進(jìn)技術(shù)，內(nèi)燃機(jī)的最大熱效率可以達(dá)到50%，綜合采用混動化是達(dá)到這種效率的技術(shù)保證。例如，電動機(jī)可以支持內(nèi)燃機(jī)提供優(yōu)質(zhì)低速轉(zhuǎn)矩，這就開啟了從渦輪增壓器適應(yīng)方面提高效率、獲得實(shí)惠的可能性，或者與串聯(lián)混合配置相結(jié)合，可以對內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)進(jìn)行控制，把重點(diǎn)放在效率上，從而對內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行更加優(yōu)化的布置。

 

       就CO2排放數(shù)據(jù)而言，當(dāng)下的柴油動力系統(tǒng)已經(jīng)具有非常有利的真實(shí)燃油效率了，而且仍然代表著重型應(yīng)用的主要動力系統(tǒng)。不過，采用電力牽引的局部協(xié)助，從成本效益好的48?V技術(shù)朝著更高電壓的全混合設(shè)計前進(jìn)，可以進(jìn)一步節(jié)省燃油并進(jìn)一步降低排放。再者，由于電氣化程度的提高，駕駛樂趣和運(yùn)行舒適性也會得到進(jìn)一步精細(xì)化。

 

       AI：模塊化也許是動力總成未來的發(fā)展趨勢，您如何看待這個問題？

 

       Stefan Pischinger先生：汽車行業(yè)面臨巨大壓力，因?yàn)槎喾N移動性解決方案都必須平行地發(fā)展。為了平衡所有各個方面的工作，必須應(yīng)用高度集成化的模塊化概念，以便能以經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方法，覆蓋所有可能的動力傳動系統(tǒng)。在汽車行業(yè)里，模塊化的發(fā)展趨勢并不新鮮。近年來，為了實(shí)現(xiàn)規(guī)模化經(jīng)濟(jì)及增加OEM裝配工廠的靈活性，所有主要OEM都引入了模塊化汽車和動力總成架構(gòu)體系。

 

       盡管第一代插電式混合動力及全電動汽車的基礎(chǔ)，是以現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)為重點(diǎn)的模塊化機(jī)構(gòu)體系，而現(xiàn)在原始設(shè)備生產(chǎn)制造企業(yè)正在引入專用車輛平臺，就像大眾汽車公司的MEB平臺。模塊化和靈活性將是進(jìn)一步降低電氣化動力總成成本的主要貢獻(xiàn)者。

 

       AI：多種ADAS是實(shí)現(xiàn)自動駕駛的基礎(chǔ)，如何很好地把它們集成起來，而不是簡單地疊加，并且滿足最終的整車測試要求，您有什么建議？

 

       Lutz Eckstein先生：首先我們必須區(qū)分不同水平的自動化，今天的自動駕駛輔助系統(tǒng)減輕了駕駛?cè)说木o張程度，但是，駕駛責(zé)任仍然是駕駛?cè)说摹８叨群屯耆詣踊鸟{駛，意味著駕駛?cè)丝梢詫Ⅰ{駛工作和駕駛責(zé)任下放給車輛。這些系統(tǒng)需要對環(huán)境進(jìn)行冗余和全面的理解和解釋，并且要具有穩(wěn)健的決策過程、路徑規(guī)劃以及對轉(zhuǎn)向盤和制動器配備冗余執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。同時，軟件架構(gòu)體系和執(zhí)行過程必須容許更新和升級，因?yàn)槲磥砼c今天相比，會有要求完全不同的方法。

 

       AI：當(dāng)前，自動駕駛非常熱門，各種關(guān)鍵技術(shù)正在不斷突破，各種真實(shí)路況的測試也在進(jìn)行中。從SAE 3級到4級、5級，將分別要跨越怎樣的技術(shù)障礙？

 

       Lutz Eckstein先生：我們需要區(qū)分不同車輛類型和應(yīng)用，打個比方，與開發(fā)一款在城市行駛的自動駕駛的出租汽車相比，讓商用車實(shí)現(xiàn)在高速公路上的自動駕駛要簡單得多。對于所提到的所有自動化駕駛水平來說，確保足夠安全性的方法和過程是最大的挑戰(zhàn)。

 

       純電動概念車SpeedE

 

       AI：德國亞琛工業(yè)大學(xué)的純電動概念車SpeedE體現(xiàn)了哪些全新、獨(dú)特的概念？

 

       Lutz Eckstein先生：我們研發(fā)的純電動汽車SpeedE的目的是將“E-Mobility”轉(zhuǎn)換成“Pure Emotion”。因此，為了克服今天車輛的缺點(diǎn)，我們最終利用了電力驅(qū)動裝置的優(yōu)點(diǎn)。舉個例子，當(dāng)我們想朝相反方向行駛的時候，我們經(jīng)常需要在車流中倒車，而且車輛的轉(zhuǎn)彎半徑太大。而利用汽車前方的內(nèi)燃機(jī)占據(jù)的空間，我們可以將前輪轉(zhuǎn)動90°，這樣就容許我們一步就將汽車轉(zhuǎn)過來。我們已經(jīng)習(xí)慣于在操縱的時候，多次轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，而SpeedE的控制就像控制帶側(cè)置駕駛桿的現(xiàn)代化飛機(jī)一樣，其動作行為就好像前輪轉(zhuǎn)向被機(jī)械地耦合到一起。這種類似動感賽車的駕駛體驗(yàn)，給駕駛?cè)说母杏X就像駕駛飛機(jī)一樣，在SpeedE里，還有更多的創(chuàng)新，不斷創(chuàng)造出全新的架乘體驗(yàn)。