2015日本汽车工程学会:Post 2025年乘用车动力总成的主流?(欧洲动向篇)

在低CO2时代内燃机是否能够生存?来自AVL、ETAS的演讲

2015/06/29

概 要

AVL上席副社長G.フライドル博士 ETAS 社長W.シーネル工学博士
(AVL副董事长G.弗兰德尔博士) (ETAS 董事长W.希奈尔工学博士)

    本篇关于2015日本汽车工程学会上开展的研讨会“Post 2025年乘用车动力总成的主流?(在低CO2时代内燃机是否能够生存?)欧洲的开发动向就AVL、ETAS公司的发表内容作了总结。(日本整车厂、丰田、日产、本田、马自达的演讲内容请参看2015日本汽车工程学会:Post 2025年乘用车动力总成的主流?(日本整车厂篇))对于内燃机是否能够生存的问题、AVL表示汽油、柴油发动机将共享技术、配合48V电源的电动化进行发展。发动机、变速箱、软件、电机、电池等作为动力总成模块进行发展。ETAS公司称内燃机生存上的要点是复杂多样的动力总成控制软件的模拟开发。在欧洲汽车行业(OEM、TIER1、2)、大学、研究机构、政府形成一体化网络研究解决将来的课题,推进标准化的实施。

注記) AVL :本部位于澳大利亚,是世界上最大的私人动力总成工程公司
ETAS:隶属博世集团的公司、是辅助开发汽车控制系统,工具开发、销售的公司

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AVL:汽油与柴油技术相互共享,发展深化

内燃机是否能够生存?

『生存是可能的。 为此,必须实行 高效模块化的 全方位开发

 

2020年以后的动力总成动向

     动力总成的样式、在欧洲从顾客的喜好来看,直线加速感和换挡感比较受欢迎、小型涡轮、MT・DCT、平行混合动力逐渐增多。

    另外,现在正在商讨中的新欧洲行驶模式为了更多得到利用发动机的高负载区域,增压及变速箱多段化的倾向将会增加。(在日本平顺加速感和换挡感较受欢迎、自然吸气发动机和CVT・AT、分割型混合动力(例如 丰田混合动力系统)逐渐增加)

    在欧洲正在推荐使用4.8V电源电压的启停,减速能量回收,电动 CVT,EV等,随着电动化的推进、发动机的构造可能发生较大变化。

 

电动化 可变压缩比
電動化 VCR
(AVL资料) (AVL资料)

 

全方位降低油耗的开发

    欧洲为了在2021年以后的CO2 95g/km~70g/km的油耗标准、有必要对汽油发动机实行,均质稀薄燃烧、阿特金森循环、可变气门机构(VVT/VVL)、冷却废气循环、稀薄燃烧后处理装置、可变压缩比机构、废热回收等、“从燃烧系统到发动机本体”的全方位降低油耗的开发。柴油发动机所采用的直喷涡轮,稀薄燃烧技术在汽油发动机上被普遍使用、汽油发动机所采用的可变气门机构等在柴油发动机上也被普遍使用汽油⇔柴油之间技术共享共同发展。

 

AVL資料 AVL資料
(AVL资料) (AVL资料)

 

模块开发

    如上所述,汽油发动机和柴油发动机共用相同的技术、使得以往发动机构造不同的汽油和柴油发动机趋于一致。把发动机、变速箱、软件、电机、电池等设计成几种模块、将之进行组合同时搭配出多种动力总成“动力总成的模块开发”将变得十分重要。

 

AVL資料 AVL資料
(AVL资料) (AVL资料)

 

 



ETAS:动力总成的适应性开发进入新的阶段

内燃机是否能够生存?

『生存是可能的。    由于只有内燃机控制系统复杂化这一条途径  、所以有必要高效的开发软件     模拟开发时有效手段。

 

模拟化使动力总成的适应性开发进入新的阶段

    由于油耗排放法规,开发周期缩短、车载网络增加、追加新功能、软件结构的更新、电子控制单元(ECU)的识别标签由1997年的4,000增至2010年的25,000。汽车电子技术的复杂化、消耗资源开发电子系统使得开发成本急剧上升。

    通过某欧洲企业可知开发阶段的60%并没有试验车、可进行全球汽车开发实车评价的工程师比率不足10%。而且,由于OEM、TIER1、2的全球球范围的规模扩大ECU试制品的实物交易的时间和成本正在膨胀。此外,ECU开发费用的40%用于实验和检验。越到开发后期软件的修正成本越为庞大。("10倍原理":每前进1个开发阶段所需的修正成本为10倍)

 

ETAS資料 (ETAS资料)

 

模拟开发是关键

    通过模拟化、可消减实车测试。通过替换实际的控制单元为模拟单元在PC上事先进行验证及确认软件BUG等。由此可通过各个阶段。(单体・软件・控制单元・辅助系统・系统及ECU网络)缩短开发周期。

 

ETAS資料 (ETAS资料) (标注) 发动机控制(EMS) 电机控制(MCU) 电池控制(BMS) 变速箱控制(TCU)
↓
ETAS資料 (ETAS资料)

 

效果

    据ETAS公司称通过使用模拟模型,如增加模拟和对比试验使用实车的妥当性试验将大幅减低(70%⇒40%)。通过大众向DoE汇报的例子来看通过模拟化、开发阶段产生的CO2减少了2-4%之前需要8周的试验变为1.5天便可完成。

 

ETAS資料 (ETAS资料)

 

在欧洲这样的模拟开发方式也由汽车行业(OEM、TIER1、2)、大学、研究机构、政府形成一体化网络,进行研究解决课题,推进标准化的实施。日本近来也不断能看到如NewA.C.E Institude.Co.LTD等、就将来的共通课题进行产官学研究的组织。

 

ETAS資料 (ETAS资料)

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