预见2022

不知从什么时候开始，时间被我们定义为一种单向流动的变量，我们不能回到过去，也无法跨越未来。但随着量子力学的不断发展，科学家们开始对于时间有了新的认识，比如，我们三维世界每一个事件都是由无数个微观粒子的运动导致，如果我们能够精确分析每一个粒子的运动轨迹，是否就能预测未来的各种可能性，那么时间就不会是指向一个方向的流淌了。

也许有一天人类可以精确预测未来一段时间内发生的事情，但是作为思想和趋势的预测，还只能是通过经验和积累得出，而恰恰这种趋势的预判会对未来的发展起到更加重要的作用，在技术领域，精准地预测趋势可以让社会和产业都少走弯路，提升效率。

10月19日，中国汽车工程学会年会暨展览会在上海汽车会展中心开幕。会上发布了2022年度中国汽车技术趋势，涵盖芯片、动力电池、电驱系统、燃料电池系统、信息安全系统、混动系统等不同领域。围绕节能与新能源汽车技术路线图所涉及的“九大领域”，中国汽车工程学会面向企业CTO、专家学者、技术骨干，经过多轮评审，达成共识，最终确定了2022年中国汽车十大技术趋势。

该报告由来自120多家权威单位的近400位专家参与，针对各方关注的汽车电动化和网联化等前沿技术发展进行预测分析，涉及国内多家新能源电池和智能网联芯片产业链公司。

本次发布的汽车十大技术趋势是节能与新能源汽车技术路线图2021年度评估工作的一项重要研究成果之一。本研究重点围绕节能与新能源汽车技术路线图“九大领域”，聚焦2022年度“实现重大突破的技术”、“实现新量产的技术”、“应用规模显著提升的技术”等三类技术趋势。

智能化无论在汽车领域还是全社会都是未来发展的重点，依据统计数据，预计到2022年，国内AI赋能实体经济的市场规模将达到1573亿，约是2018年的6.3倍，而在应用增长的背后，是市场对于AI算力需求的增长。此前OpenAI曾发布一份报告，提到自2012年至2018年，AI算力需求在6年期间增长了30万倍，3.5个月就会翻一倍，远远快过摩尔定律“18个月”的周期。

一般智能手机的芯片算力大约在10左右，这样的水平对于车机来说是远远不够的，通常，L2级驾驶辅助算力需求为10TOPS，L3级自动驾驶算力需求60TOPS，L4级自动驾驶算力需求超过100TOPS。所以未来汽车上搭载的芯片算力会比现在提升很多，以满足庞大的运算能力，如果说之前企业在技术端竞争的还是涡轮增压，可变压缩比，全时四驱等技术，那么今后的核心竞争力将会是芯片的算力，它是实现一切智能化的基础。

大算力车规级计算芯片是高度自动驾驶汽车“大脑”的核心部件。随着汽车智能化网联化水平不断提高，算力需求日益迫切，智能网联汽车量产落地亟需“算力”资源;采用自主架构设计方案与自主核心IP的计算芯片，具备可定制化开发、功能场景丰富、符合国家安全要求、服务响应快等优势。

2022年，自主车规级计算芯片单芯片算力可超过100TOPS，并将在多款车型量产前装应用。当前，自主车规级芯片已形成面向ADAS/智能座舱等功能域的批量应用，大算力车规级计算芯片（单芯片算力>100TOPS）正在开展测试试验。

预计到2022年，将形成多款单芯片超过100TOPS产品进入量產前装应用，进一步为高级别自动驾驶汽车量产落地提供算力基础。

Tips：

TOPS是什么？

TOPS是TeraOperationsPerSecond的缩写，就是处理器运算能力单位。1TOPS代表处理器每秒钟可进行一万亿次操作。

有一个很有意思的现象，目前汽车上的很多电子技术都来自于手机等快消电子产品的探索，比如我们要谈到的第三代半导体概念，2021年，小米率先推出了氮化镓（GaN）快速充电器，就是采用了第三代半导体技术，除了氮化镓（GaN）之外，第三代半导体的另一个重要产品碳化硅（SiC）在汽车领域有着更为广阔的应用空间。

電驱动系统可以说是新能源汽车的“心脏”。碳化硅功率半导体属于第三代宽禁带半导体的一种，碳化硅器件具备的耐高温、高效、高频特性，正是推动电机控制器功率密度和效率进一步提升的关键要素。

功率半导体在新能源汽车中的应用十分广泛，应用领域包括车载充电机、空调、逆变器、直流直流转换器及附属电气设备等。相比硅基IGBT（绝缘栅双极型晶体管）功率半导体，第三代半导体碳化硅具有耐高温、低功耗及耐高压等特点。采用碳化硅技术后，电机逆变器效率能够提升约4%，整车续航里程将增加约7%。

第三代半导体的电机控制器是保障电驱系统实现高效化、高速化、高密度化的关键部件。SiC材料与常用的Si相比，具有宽禁带、高击穿场强、高热导率、强抗辐射等明显优势。从Si基器件切换到SiC基，可实现控制器体积和重量大幅减小，体积功率密度可达到40kW/L以上，峰值效率可达到99%以上。2022年，多家整车企业将量产应用第三代半导体电机控制器，规模预计达到60万台。

我们都知道目前困扰新能源汽车发展的瓶颈就是单体电池密度，虽然现在越来越多的新能源汽车的续航里程达到了600公里甚至更高，但不可否认的是，很多产品只是靠电池的堆砌达到高续航里程，不仅增加了汽车本身的重量，对于电池的安全性也有不小隐患，那么在保证安全的前提下，提升电池的能量密度是无法回避的问题。

《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中也明确规定了到2035年汽车动力电池的比能量要求提高为300Wh/kg以上，电池成本降低至0.3元/Wh，当前电动汽车的“里程焦虑”依然没有消除，发展高能量密度的动力电池仍然是动力电池技术提升的重要工程。自2018年以来，力神电池、宁德时代、远景AESC、盟固利、国轩高科等多家企业在300Wh/kg高能量密度单体动力电池技术研发上接连取得突破，这也为动力电池单体能量密度迈入300Wh/kg门槛提供了信心。

高比能动力电池是提升电动汽车续航里程的重要技术手段，动力电池系统安全技术是高比能动力电池装车应用的前提。高比能动力电池采用高镍正极材料、硅碳负极材料，在装车应用方面主要面临动力电池安全和循环耐久等关键问题

2022年，随着动力电池系统安全技术的提升，300Wh/kg动力电池将率先在高端车型配套装载。300Wh/kg电池及系统产品已完成技术开发，随着主被动一体化的热安全防护、热失控早期火灾探测预警装置及抑制、灭火装置等技术的开发与应用，300Wh/kg动力电池将在2022年实现装车应用。

虽然新能源汽车一直被冠以环保，高效，安全的光环，但是目前我国的工业用电70%还是来自于火电，同时锂电池的生产和报废都是一个重污染的产业，无法做到真正的环保，而最近几年开始蓬勃发展的燃料电池很好地解决了这个问题。

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

但是燃料电池也不是完美的，燃料电池的寿命目前也是一大问题，从公布的数据来看，即便是本田新一代燃料电池系统的寿命也仅有5000小时，换算下来差不多也就是200余天。而采用国内技术生产的氢燃料电池寿命普遍只有约2000小时，短寿命的燃料电池根本无法实现长期的使用，而且高频率的更换燃料电池对于用户来说也增加费用。所以未来燃料电池的技术突破将会重点集中在提升使用寿命方面。

寿命是燃料电池系统实现长途重载领域应用的基本要求。燃料电池更适合应用于中长途、中重型商用车，对使用寿命要求高，1万小时使用寿命可保障30-40万公里的里程要求。

2022年，在燃料电池示范政策推动下，寿命超过10000小时的燃料电池系统将在物流、长途运输、码头、矿山、长途客运等长途重载领域的多场景应用。

目前，亿华通、未势能源、上海重塑、捷氢科技、潍柴动力等多家企业研发的燃料电池系统寿命指标已达到10000小时。

严格地说这不是一个纯粹的技术趋势，但是市场的变化往往是因为技术的更新和迭代造成的，几年前，电动车刚刚开始进入市场，谁也不知道能做到多大的规模，所以很多厂家采用了燃油的平台，去掉传统的内燃机，装上了三电系统。从目前的角度看，这种简单的嫁接造成了很多安全隐患，平台的不同让很多技术不能充分应用到产品上。

此后随着电动车市场的飞速发展，电动车的专用平台已经成为每个企业研发的重点，模块化和滑板式的设计不仅降低了研发成本，也大大提升了新产品的研发进程，所以如果真正能达到市场占有率超过65%，需要有更多电动车专用平台，今年纯电动汽车专用平台占比已经达到了46%，按照这样的趋势，2022年65%的目标可期。

纯电动专用平台采用“滑板式”设计有利于动力电池、车身、底盘一体化集成设计。围绕动力电池布置空间和人员舒适性最大化，采用平整地板和模块化动力总成，有利于优化动力电池布置空间，有利于前后轴集成电驱动系统的悬架系统。

2022年，自主品牌将广泛采用纯电动专用平台，在乘用车市场占有率将超过65%。

为什么汽车上的电压要越来越高？还记得几十年前，即使是北京也会经常遭遇停电，但现在北京的人口增长和好几倍，用电量更是大幅激增，但几乎没有停电的现象了，就是因为国家电网采用了超高压，特高压传输设备，回归到电动车本身，自从汽车有蓄电池开始，电压只有6V，到了50年代，随着汽车电器的增加提升至12V，后来由于混动系统的介入，电压达到了48V，目前量产的电动车普遍电压为400V。电动车上的高压平台技术同样是通过提升电压的方式，为电能的大功率传输打好基础。

高电压平台将会极大缩短电动车的充电时间，在我国超级充电桩国标落地后，充电桩的最大充电功率有望达到600kW以上，“充电五分钟、续航200公里”也将从一句玩笑变成现实。与此同时，在用电功率相同的前提下，电压等级的提高还将减小高压线束上传输的电流，这将缩减高压线束的截面积，达到降低线束重量、节省安装空间的效果。

核心电动化部件突破800V高压化，可提升整车效率，配合大功率充电技术可实现极速充电。电动汽车电气架构主要涉及动力电池、高压配电系统、电驱系统、电动压缩机总成、DCDC、OBC等。高压电气架构无中间电压转化效率损失，驱动系统采用宽禁带半导体，提高驱动系统效率。2022年，比亚迪、长安、东风岚图、广汽埃安等企业有望推出800V高压平台高性能量产车型。

新能源汽车与传统汽车的主要区别不仅在于“三电”，还体现在重要性大幅度提升的热管理系统。现在越来越多新能源汽车在低温环境下出现了不同程度的电量衰减，成为影响新能源汽车发展的主要问题之一。传统汽车的热管理系统主要为发动机、变速器的散热系统和汽车空调，而新能源车的热管理系统涵盖了新能源汽车几乎所有的组成部分，主要范围包括动力电池、驱动电机、整车电控等等，复杂程度更高，因此成为车企开发的重点。

热管理方面比较明显的是空调耗电，普遍认为空调会占到燃油车能耗的10-20%，而在新能源车上这个比例会更高。而在空调制热系统方面，传统汽车与新能源汽车差异较大，新能源汽车无法利用发动机余热，一般使用PTC加热器或热泵系统进行制热。但常用的PTC加热器耗电量较大，导致汽车的行驶里程大幅下降，因此制热效率较高的热泵系统将成为新能源汽车空调的发展方向。

智能热管理是新能源汽车突破低温环境下使用的关键技术。提升新能源汽车低温适应性需要突破动力电池低温快速加热技术、整车一体化热管理技术、低温充电技术等智能热管理技术。2022年，智能热管理技术将支撑新能源汽车-30℃环境下的应用。

低温环境下动力电池系统加热温升速率达到5℃/min，-30℃加热到0℃加热能量消耗≤6%

上个世纪80年代，随着IT技术的起步和兴起，当时由机械主导的汽车行业掀起了一场电子电气化革命。在汽车电子电气不断发展的同时，汽车通信总线不断增长、控制器数量呈现了井喷式上升，这不仅让制造成本大大增加，而且还让相应的控制工作变得更加复杂和难以把控。新一轮科技革命推动汽车产业不断颠覆，整车电子电气架构正逐步向平台化、智能化、互联化方向不断发展，而电子元件也朝着高集成度方向不断进化，车辆控制系统运转效率呈指数型增长。基于此，在汽车产品上开启“域控制器”的应用成为大势所趋。

域控制器的原理主要体现在车内所有控制的高度有机的整体、车外与云端连接的流畅、云化研究的架构、大数据汇集的自如、AI智能算法的开发部署迭代、国家智能汽车整个网络安全监管等各方面有机的统一。看似简单的域控制器、链接的是无限的、承载的责任是巨大的，所以智能汽车产业生态，得域控制器者得天下。

域控制器是实现整车智能化网联化的核心载体。当前正处于从分布式电子电气架构向域集中电子电气架构过渡的阶段，中央域控制器+车云协同计算将成为整车电子电气架构的长期发展方向。2022年，域控制器产品将由单域控制向跨域融合形态过渡，进一步降低硬件-软件-功能之間的耦合度和车内电子电气架构（连接结构）复杂度，加速构建智能网联汽车产业链生态。

在智联网迅速发展的背景下，汽车信息化架构逐渐转向了集中化、简单化发展模式，在汽车自动驾驶功能不断完善下，汽车电动化、智能化的普及率也越来越高。5G的推广和提出使得汽车汽车和物联网的结合程度逐渐加深，对于未来汽车行业的发展，智能网联汽车是大势。

在大家深刻感受到人工智能带来便利的同时，信息安全问题变得日益严峻，从2016年-2019年，智能网联汽车安全事件发生率提升了7倍，2019年较2018年增长99%。2019年，有82%的安全事件源于远程攻击。

汽车上有大量的外部接口，通过这些接口，汽车与外界进行着更频繁而复杂的信息交互。在此过程中，黑客可植入恶意病毒或远程木马，破坏汽车的电控系统，导致严重事故发生。如何保护和提升整车的信息技术安全，目前业内有很多种解决方案，从边界防御向主动安全纵深防御体系跃升成为一种技术上的共识。

整车信息安全技术关乎个人、社会与国家安全，部署整车信息安全防护技术是构建汽车安全免疫能力必由之路。2022年，整车信息安全防护技术将从边界防御向主动安全纵深防御体系跃升，实现威胁提前感知，动态实时响应，实现更高效安全的整车防护。

主动防护技术基于大数据与人工智能，通过对车辆进行全面、实时的安全威胁监测、预警与分析，实现更高效安全的整车防护。

如果说2021年是汽车领域的“混动年”应该不为过，无论是自主品牌还是合资，进口品牌，都纷纷推出自己的混动技术和产品，一时间曾经被遗忘的混动技术有迎來的新的发展机遇。在电动车飞速发展的今天，一直有一种说法，很快电动车将会完全取代传统内燃机车型。事实上这是不现实的论调，从国家战略到企业发展看，内燃机将会很长时间内继续出现在市场上，只不过会有一种更环保的形式，那就是混动。

关于混动的种类就不赘述了，混动技术的进步，极大程度上缓解了内燃机的碳排放压力，同时它也有比肩电动车的纯电行驶功能，内燃机一定程度上只负责发电，缓解了里程焦虑，同时还可以最大限度地提升发动机的燃烧效率，降低油耗，可以说是近乎完美的动力解决方案，未来中国市场上的混动车型将会越来越多。

DHT混动技术可应用于HEV和PHEV，是乘用车实现节油降碳的重要技术路径。通过高效混动专用发动机和电机混联配合，实现超高效率和超低油耗平衡，节油率超过35%，同时提升了平顺性、NVH等性能。

2022年，多车企DHT混动系统研发成果落地应用，更多混动车型上市销售，DHT混动系统有望达到150万套搭载应用。