2018年日本汽车工程学会:系统供应商在CASE方面的举措

博世、大陆、电装、爱信的展示

2018/06/15

概要

2018年日本汽车工程学会 会场盛况

 2018年日本汽车工程学会(时间:2018年5月23日~25日,地点:横滨国际平和会议场)上,各家供应商展示了应对CASE(车联网、自动驾驶、汽车共享、电动化)推出的产品和技术。本报告将回顾具有代表性的一级系统供应商—博世、大陆、电装、爱信的展示内容,探求应对CASE趋势的产品和关键技术的最新趋势。

 全球各国、各地区都在加强ZEV(Zero emission vehicles)法规和CAFE(Corporate average fuel economy)法规,整车厂以EV为中心应对ZEV法规的同时,还有部分整车厂加强HV的产品阵容来应对CAFE法规。大型的一级供应商也预计,到2025年前后,包括HV在内,预计ICE(内燃机)配套车仍将是主流,因此关注电动车发展趋势的同时,也将致力于48V系统以及ICE的进一步发展。

 本届展会上,除了电动化,还能看到诸多应对低油耗、低排放、轻量化解决方案需求的产品和技术。博世将从2018年底开始在中国投产48V电池。该电池采用塑料壳体,为了实现对各类车型的配套,进行小型化和标准化。大陆除了EV驱动单元和48V系统以外,还展出了轻量化解决方案—采用聚酰胺的后托架等产品。电装介绍了处于开发阶段的SiC功率器件、搭载冷却系统的逆变器。

 用于自动驾驶的车辆综合控制系统方面,博世、爱信等展示了eAxle(电动车桥)、EPS(电动助力转向器)、EBS(电动制动系统)等驱动系统的电动化产品。

 展示多样化的自动驾驶和车联网相关产品和技术的供应商遍布整个会场。展示的具体产品包括车载摄像头、传感器、卫星定位系统的定位技术、利用上述功能的自动驾驶和自动泊车系统、车载导航和与智能手机连接的服务等。尤其是包括多家电机供应商在内,多家供应商展示了CMS(摄像头监控系统)、HMI(人机界面)系统,通过演示设备介绍了触觉反馈和手势控制等功能。此外,还利用模拟器等开展了自动驾驶的体验活动。

 

CASE方面的主要展示内容

展示主题

电动化 自动驾驶 车联网

博世

48V电池
EV驱动系统
 eAxle、转换器、电池
 VCU (车载控制单元) 等
车辆定位技术
 VMPS (Vehicle Motion and Position Sensor)
网络安全对策
 CGW (Central Gateway)
EPS (Electric Power Steering) 系统
触觉反馈触摸屏
Perfectly Keyless(智能钥匙)
网联泊车

大陆

用于HV、EV的车桥驱动系统
48V混合动力系统
使用聚酰胺的轻量化解决方案
曲面中控面板
3D闪光式激光雷达

电装

SiC功率器件、逆变器
电动车动力总成
 PCU (Power Control Unit)
 电池ECU (Electronic Control Unit)
 电机发电机
 清洁排放系统
自动驾驶模拟器
Global Safety Package
 图像传感器、毫米波雷达

爱信

FF 单电机混合动力变速器
电动式4WD驱动单元 (eAxle)
车辆运动综合控制
 CMS (Camera Monitoring System)
 EPS (Electric Power Steering)
 EBS (Electronic Braking System) 等
位置信息技术模拟器
 导航联动气垫座椅

 

相关报告
WCX18: SAE World Congress Experience - 新能源车技术(2018年5月)
WCX18: SAE World Congress Experience - 自动驾驶技术(2018年5月)
2018年Automotive World:自动驾驶解决方案的展示(2018年2月)
2017年东京车展:博世、电装、爱信、三菱电机的展示 (2017年11月)

 



博世:触觉反馈触摸屏、车辆定位技术、48V电池

 博世以车辆的网联化、车辆的自动化、动力总成与车辆的电动化为主题,展示了车联网产品、自动驾驶系统、电动车系统等广泛的产品群。

 

网络化解决方案

触觉反馈触摸屏
 12.3英寸的有机EL(OLED)显示屏的触摸板具备触觉反馈功能。除了原有的触觉传感器以外,还搭载测定手指按压强度的传感器。各类功能的操作可设置不同的压力强度。驾驶员在操作音响和空调等设备时,不需要看着屏幕,只需要用手指的触感就能识别按键,因此不需要视线离开道路,可提升驾驶的安全性。

触感反馈触摸屏
体验按下操作按钮的感触、花纹凹凸感的演示设备。还介绍了空调操作、自动选择歌曲等功能。
Perfectly Keyless(智能钥匙)
演示了手持智能手机接近车辆时,自动解锁等功能。

 

Perfectly Keyless (智能钥匙)
 通过蓝牙连接,使用智能手机进行车辆解锁、起动发动机的系统。手持下载专用APP后的智能手机,接近具备接近传感器与控制单元的车辆时(2m以内),就会自动解锁,并启动座椅位置等个性化设置。如果系统识别出智能手机位于车内,只需触摸启动/停止功能按钮,就会起动发动机。未来还将应用至租赁车、汽车共享等用途。

网联泊车
・主动停车场管理:预置于停车位的传感器检测到车位空闲状态后,实时更新至地图数据。驾驶员通过智能手机等获取地图数据,预约空车位,并根据导航移动至该停车位。
・代客泊车:无人驾驶自动泊车系统。可以将车辆呼叫至下车地点。博世正在根据停车场和车辆两方面的需求,开发所需的系统组件和网络。

 

自动化解决方案

车辆定位技术
 介绍卫星定位系统与车载摄像头、雷达、传感器相结合的自动驾驶定位技术。
 此次展示的VMPS (Vehicle Motion and Position Sensor)将于2020年投产。GNSS*具备接收器、3轴惯性传感器,可以计算出自动驾驶所需的高精度(精确至50cm)的绝对位置、相对位置。此外,还展出与多个图像识别算法相结合、提高了安全性的下一代前方监控摄像头,将于2019年投产。
*GNSS:Global Navigation Satellite System (全球导航卫星系统)

自动驾驶车辆定位 VMPS
(Vehicle Motion and Position Sensor)
下一代前方监控摄像头
1) 多功能摄像头 2) 立体摄像头

 

网络安全对策
 在进行自动驾驶的同时,电子控制单元(ECU)、域控制器、中央网关(CGW)等车载电气电子设备的构成也趋于复杂化。此外,与车外数据的通信增加,需要防止恶意访问攻击车载网络的方案。
 网络安全对策方面,通过图片分5步对保护各个ECU、CGW、车内外网络的手法进行了说明。展示产品是可交换安全数据的CGW。此外,还形象地展示了整合设计电气电子控制系统的E/E架构。

中央网关
无线升级(FOTA)用CGW
CGW的放大图片
网络安全对策 E/E架构的可视化

 

应对无故障操作的EPS
 针对高级自动驾驶 (HAD: highly automated driving) 、采取冗余设计的无故障操作电动助力转向 (EPS) 系统。电机与ECU的电子线路采取双重设计,即使1个系统发生故障,另一个独立的系统也能继续保证最少50%的功能,从而可维持安全的行驶。

Servolectric
博世针对乘用车无故障操作的EPS
采取冗余设计的ECU与电机

 

电动化解决方案和动力总成解决方案

48V电池
 博世的48V电池基于降低CO2排放量、实现小型化、抑制成本的理念开发。缩小了锂离子电芯的尺寸,采用塑料壳体。高度控制在90mm,实现可以安装在座椅下方的尺寸。采取可以应用于小型车到大型车的标准化设计,还能实现初创企业的短期开发、降低开发成本。

 博世将从2018年底起在中国投产48V电池。中国市场的NEV(新能源车)不断涌现,对48V电池的需求也越来越高。全球各国和地区加强ZEV(Zero emission vehicles)法规、CAFE(Corporate average fuel economy)法规的背景下,整车厂以EV为中心,应对ZEV法规的同时,也有整车厂加强采用48V系统的HV产品阵容,应对CAFE法规。博世预测,到2025年,配套48V电池的HV市场将扩大至约1,500万辆以上。

48V电池
2018年底起将在中国投产
EV的驱动系统
eAxle/电池/转换器/VCU等


大陆:曲面中控面板系统、3D光扫描激光雷达、电动化轻量化解决方案

 大陆以Making Mobility A Great Place To Live (使车辆成为精彩的空间)为展示理念,介绍了在自动驾驶、电动化、车联网方面的革新。自动驾驶、车联网方面,展示采用曲面屏的“曲面中控面板系统Curved Centerstack System”。3D闪光式激光雷达、电动化方面,除了EV驱动单元等产品以外,还展示了使用聚酰胺树脂的轻量化解决方案。

 

自动驾驶、车联网

曲面中控面板系统
 采用2个曲面屏的中控面板的样品。采用纵向和横向的AMOLED(主动矩阵式有机EL),在12.3英寸触摸板上采用触觉反馈功能。此外,上下显示屏之间内置摄像头,还适用手势控制。大陆提出方案,利用直观的HMI (人机界面),防止驾驶员的注意力散漫,从而提高安全性。

曲面中控面板系统 自动驾驶相关组件
利用3D闪光式激光雷达生成的3D点云
计算机图像

 

3D闪光式激光雷达
 大陆的3D闪光式激光雷达以短程检测为目的开发,在120度的视角内以毎秒30次的频率生成高清3D点云。凭借红外线传感器,无论昼夜,天气如何,都能提供正确的视野。为了实现自动驾驶,与雷达和摄像头等监控车辆周边的其他组件一起,可始终检测存在于车辆周围的任何物体。

 

电动化

 大陆认为,从2025年起,汽油发动机与柴油发动机的数量将逐渐减少,展望电动车未来的同时,还将致力于内燃发动机的进一步升级。此外,高效、环保车辆的关键在于低油耗、低排放以及轻量设计,本届展会上除了面向HV、EV的车桥驱动系统和48V系统以外,还介绍了采用聚酰胺的后托架、发动机悬置等轻量化解决方案。

动力总成的全方位产品 面向HV、EV的车桥驱动系统
整合了逆变器、发电机、减速器的电力驱动系统
轻量化解决方案
采用聚酰胺的后托架(中央)
发动机悬置(最前排中央)


电装:SiC功率器件、Global Safety Package

 电装展出“环境”、“安心安全”领域的相关技术和产品。在环境领域,除了PCU、电动发电机、电池ECU等支撑电动化的产品、配套于清洁排放系统,还介绍了逆变器等处于开发阶段的SiC(碳化硅)功率器件。在安心安全领域,除了展出图像传感器、毫米波雷达等传感单元以外,还开展了体验自动驾驶车的模拟器演示活动。

 

环境领域

动力总成
 在面向电动车的技术和产品方面,展出动力控制单元(PCU)、电动发电机、电池ECU等。电装的PCU为丰田Camry Hybrid等多款HV配套。此外,还介绍了空燃比传感器、单片载体等清洁排放系统。

动力总成
PCU/电动发电机/电池ECU/
清洁排放系统
动力控制单元 (PCU) 电动发电机(定子)

 

 动力总成的旁边展示了利用SiC功率器件(开发阶段)的逆变器(样品)。SiC是用于半导体零部件的新材料,与传统材料(硅)相比,可减少电量的浪费,提高使用效率,从而降低汽车的油耗和耗电量。SiC晶片与电装、昭和电工、丰田中央研究所共同开发。SiC-MOSFET与丰田、电装、丰田中央研究所共同开发,计划到2020年实际应用。SiC-MOSFET将芯片尺寸扩大至12mm,提高了电流的流动效率。

 200kVA SiC逆变器使用SiC功率器件的同时,还搭载双面直接冷却二合一功率模块(样品)。用于EV、HV的逆变器为了控制功率器件的温度上升,需要新的冷却技术。样品的冷却模块与原先的冷却系统相比,实现小型化的同时,还提高了冷却效率。

SiC功率器件
SiC-MOSFET(放大图片)
展板
SiC逆变器
双面直接冷却二合一功率模块(放大图片)

 

安心、安全领域

 放置于电装展台的模拟器,可体验驾驶员从左车道进行并道的自动驾驶车行动。介绍的算法对自动驾驶车的并道模式与车流情况变化的组合进行评估的同时,选择最佳驾驶动作。

 此外,作为展台正面宣传的“全球安全套件 Global Safety Package”的产品,展出了图像传感器与毫米波雷达。作为普及型的产品,可识别自行车、夜间的行人等物体,提高车辆的安全性能。

可体验自动驾驶车行动的模拟器
介绍了能与周围相协调的自动驾驶车的行动计划。
监视器画面的放大图片 / 展板 
Global Safety Package
放大图片:图像传感器 / 毫米波雷达
展板





爱信:车辆运动综合控制、导航联动气垫座椅

 爱信集团为了应对整个汽车行业的结构性变化,正致力于“零排放”、“自动驾驶”、“车联网”这三个重点开发领域。此次展示介绍了相关的产品和技术。

 

零排放

FF单电机混合动力变速器 
 在现有AT的液力变矩器上配置电机与离合器。通过离合器切断发动机与变速器,可实现EV行驶,从而大幅提高燃效。与丰田共同开发的现有双电机混合动力变速器的优势是市区行驶时的优异燃效。爱信自主开发中的单电机混合动力变速器与高扭矩车的相容性优异,其优势是高速行驶时的优异燃效。爱信还在扩大用于HV的产品阵容,应对电动车需求的增加。

电动式4WD驱动单元 (eAxle)
 为现有普锐斯配套的电动式4WD(e-4WD)单元扩大了功率。作为应用至高端4WD车的产品,考虑为SUV、MPV等大型车配套。通过附加在后车桥上,可作为PHV系统使用。未来还有望应用至EV单元。

FF单电机混合动力变速器
展板
电动式4WD驱动单元 (eAxle)
展板

 

自动驾驶

 展示了为实现车辆运动综合控制、自动代客泊车的图像识别系统、底盘产品、制动产品等系统。

车辆运动综合控制 摄像头监控系统
制动系统
放大图片:电子控制制动系统 / 电动泊车制动器
转向系统

 

导航仪联动气垫座椅的模拟器

车联网

 为新款雷克萨斯LS配套的“气垫座椅”、与导航仪的位置信息技术相结合的模拟器放置于展台前,进行了演示。

 

位置信息利用服务
 凭借在汽车导航产品中开发积累的位置信息利用技术、以及网联汽车收集的大数据,对驾驶提供支持。

气垫座椅 
 在利用气压进行支撑调整的功能基础上,具备消除疲劳功能的座椅系统。座椅支撑调整功能档位多达28种,为全球之最。除了调角、滑动、头枕的上下前后等机械机构的调整,还新增了利用腰和肩膀等部位的气动作用进行调整的功能。在消除疲劳功能方面,凭借充气膨胀的气囊部分的设计、在配置方面所下的工夫、焊接条件的优化,实现小型轻量、低起动音、以及更高的挤压性能。

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关键词
Bosch、博世、Continental、大陆、电装、爱信、CASE、电动化、EV、自动驾驶、自动泊车、ADAS、车联网、轻量化、48V、eAxle、EPS、EBS、SiC、电池、电机、逆变器、ECU、摄像头、传感器、LiDAR、激光雷达、OLED、触觉反馈、CMS、HMI

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