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中國商用車開展頂峰論壇商用車關鍵技術開展動向及我國的對策建議ReviewofStatusandFutureProspectofCommercialVehicles清華大學李克強概要1.引言2.商用車關鍵技術開展動向商用車關鍵技術開展總體趨勢商用車節能環保技術商用車先進平安技術商用車舒適性技術商用車先進電子技術3.我國商用車技術開展對策建議4.結語2中國商用車企業及市場概況中國商用車市場——大致分為中重型卡車、大中型客車、輕型卡車、輕微型客車2021年上半年，全國商用車產量157.17萬輛，同比增長2.07%；銷售156.49萬輛，同比增長6.29%前十名企業占據69%份額中國市場以自主品牌為主北汽福田全球第二大商用車企業目前市場環境下，國外高端產品缺少生存空間，商用車整車合資工程很少一些合資工程處于談判或啟動階段，尚未投產 北汽福田——戴姆勒 沃爾沃——東風 德國曼——中國重汽3社會對商用車開展的需求----能源及環境問題市場對大功率、高承載能量的商用車需求持續增長汽車造成的環境污染和能源緊缺問題日益凸顯商用車大排量、高油耗、排放相對較差，對環保和節能要求更為迫切4Numberofcarsinbillion社會對商用車開展的需求----平安問題中國交通事故雖然逐年下降，但狀況依然嚴重死亡率高，特大交通事故頻發商用車〔貨車，客車〕事故占總數40%以上易造成群死群傷的特大事故國內商用車平安水平較低5用戶對商用車技術開展的需求永恒主題——節能、環保、平安智能化、個性化需求6環保節能平安個性化需求減少噪音降低排放報廢處理乘員行人節約石油資源開發新能源車輛乘員舒適駕駛輕便載運能力智能化智能交通駕駛輔助危險貨物概要1.引言2.商用車關鍵技術開展動向商用車關鍵技術開展總體趨勢商用車節能環保技術商用車先進平安技術商用車舒適性技術商用車先進電子技術3.我國商用車技術開展對策建議4.結語7商用車關鍵技術開展總體趨勢環境問題——動力系統排放控制技術，新能源技術，NVH技術節能問題——新能源技術，動力系統節能技術，輕量化技術平安問題——被動平安：車身結構設計技術，碰撞減輕技術主動平安：底盤控制技術，駕駛輔助技術舒適性問題——舒適性技術，人機工程技術，NVH技術智能化問題——智能交通技術，駕駛輔助技術8商用車關鍵技術開展總體趨勢環保技術9防止全球變暖的主要手段，愈加被重視來自于植物的生物材料/燃料技術沒有大的進步基于化石燃料的混合動力技術已引起重視高速充電設備/非接觸給電設備的根底設施的進步，EV和HEV取得大的進步隨著將來電池性能大幅提高，EV可能會比HEV有更多的應用商用車關鍵技術開展總體趨勢節能技術10必須考慮從控制燃油消耗到降低生命周期本錢的方法基于油耗對策的混合動力技術正在大幅進展為了預防保障/故障預估能力的增強，裂化/故障分析能力是今后的關鍵這些開展動向估計商用車比轎車更先行展開商用車關鍵技術開展總體趨勢平安技術開展趨勢11平安技術沿著“乘員保護—傷害減輕—事故回避—危險預知回避“的方向開展傳感技術、控制技術是今后的關鍵技術危險預知等生理學領域的技術今后亦將取得進步轎車已先行商品化，商用車正在追趕的格局沒有變化，但是由于商用車造成的危害高，社會對平安技術的要求今后將會更嚴厲概要1.引言2.商用車關鍵技術開展動向商用車關鍵技術開展總體趨勢商用車節能環保技術商用車先進平安技術商用車舒適性技術商用車先進電子技術3.我國商用車技術開展對策建議4.結語12商用車節能環保技術更為節能和環保的柴油機技術柴油機油耗低，功率大，很長時間內都仍是商用車主要動力源，市場不斷提出更大功率的需求排放標準逐步嚴格，節能和環保需求對柴油機技術提出了更高要求重點是柴油機燃燒技術、增壓技術、后處理技術為滿足標準必須采用電控燃燒系統，并配備后處理裝置局部國家重型汽車柴油發動機排放標準實施方案13國家名稱時間實施標準時間實施標準時間實施標準美國2004-2006US’042007-2009US’072010US’10歐盟2000-2004歐Ⅲ2005-2007歐Ⅳ2008-2009歐Ⅴ日本2003-2004日本20032005-2008日本20052009-2010日本2009中國2005-2007歐Ⅱ/國Ⅱ2008-2010歐Ⅲ/國Ⅲ2011-歐Ⅳ/國Ⅳ商用車節能環保技術更為節能和環保的柴油機技術柴油機燃燒技術燃油噴射系統的開展方向——高壓噴射+噴射自由度〔噴射時間，噴油量及壓力〕必須采用電控噴油方式三種主要形式1.共軌式電控噴油系統——預計市場份額46%〔Ricardo預估,2021,歐洲市場〕高壓，BOSCH第四代可達200MPa以上，屢次噴射，預噴+主噴+后噴自由設定噴射定時和噴油量，結構簡單，可靠性和適用性好技術主要由BOSCH、DENSO、Delphi三大公司壟斷本錢較高，對油品敏感度高，多用于中輕型柴油機14商用車節能環保技術更為節能和環保的柴油機技術2.電控單體泵噴油系統——預計市場份額46%高壓，可達200MPa以上，油氣混合好，燃燒完全系統穩定耐用，對油品敏感度低，標定簡單,本錢低無法自由控制噴射壓力，低速性能欠佳多用于重型柴油機3.電控泵噴嘴噴油系統——預計市場份額8%直接安裝于發動機汽缸蓋將噴油泵的壓油機構和噴油器結合，省去高壓油管液壓效率高，本錢較高15商用車節能環保技術更為節能和環保的柴油機技術柴油機燃燒技術電控燃油噴射系統的關鍵技術及零部件電控噴油器，液力控制閥，噴油器偶件，高速執行器電子控制單元ECU軟硬件設計國內開始自主研發的探索一汽無錫油泵油嘴研究所——2005年，擁有自主知識產權的FCRS柴油機電控高壓共軌燃油系統，145MPa成都威特電噴有限責任公司——與清華大學、玉柴等單位合作，外掛式電控組合式單體泵，135MPa預混合燃燒技術均質混合氣壓燃燒技術〔HCCI〕燃燒前使柴油和空氣充分混合，形成均質預混合氣新一代實用化燃燒方式

16商用車節能環保技術更為節能和環保的柴油機技術柴油機增壓技術廢氣再循環〔EGR〕降低NOx排放采用兩級增壓，冷卻技術改進鈦合金葉輪，實現高效率高壓比降低軸承摩擦可變截面渦輪增壓器〔VGT〕彌補EGR引起的進氣量缺乏EGR和VGT同時控制進氣量和EGR率

17商用車節能環保技術更為節能和環保的柴油機技術柴油機排放后處理技術NOx吸附復原催化系統降低NOx排放將NO氧化為NO2，堿基反響生成硝酸鹽，分解復原硝酸鹽要求輕油低硫化尿素SCR系統SCR——選擇性復原型催化器，主要降低NOx使用毒性較低的尿素作為復原劑NO氧化催化器+尿素水噴射裝置+沸石基尿素SCR催化器+氨催化器DPF系統DPF——柴油機顆粒過濾器，降低PM顆粒提高PM降低性能，提高DMF再生效率與NOx后處理系統〔SCR等〕的融合及小型化

18商用車節能環保技術新能源技術在商用車領域的應用混合動力技術技術相對成熟，歐洲商用車廠商達成共識——混合動力是新能源中距離市場最近的節能減排方案 2021年混合動力乘用車銷售51萬輛，市場占有率均超過3%模塊化和平臺化的開展趨勢電功率的比例逐步提高，混合程度不斷提高混合動力商用車進入小批量生產階段奔馳并聯式混合動力卡車AXOR奔馳Sprinter混合動力輕型貨車三菱扶桑并聯式混合動力輕型載貨車CanterHEVAeroHEV混合動力大客車美國貨車制造商福來納Freightliner混合動力貨車一汽集團自主研發輛解放牌混合動力公交客車福田混合動力公交車〔采用Eaton混合動力系統〕19商用車節能環保技術新能源技術在商用車領域的應用燃料電池技術零噪聲，無排放研發與示范不斷深入，本錢不斷下降全球投入商業化示范運行的燃料電池汽車數量累計超過800輛燃料電池堆技術不斷開展 燃料電池堆壽命8000~12000小時 燃料電池堆價格降至30美元/千瓦 體積功率密度將達2500W/L 燃料電池系統的啟動溫度降低到零下30oC混合動力方案得到普遍認可燃料電池與動力電池構成燃料電池功率降至100KW以內奔馳Citaro大客車清華大學自主開發燃料電池城市客車聯合清能華通公司和北汽福田開發承擔北京奧運會營運任務20商用車節能環保技術新能源技術在商用車領域的應用新能源關鍵技術電池技術研究熱點是鋰離子動力電池高功率型和高能量型鋰離子動力蓄電池及蓄電池系統的開發動力蓄電池管理系統技術研究正負極材料與隔膜產業化技術動力控制系統技術

多個控制器組成的復雜實時控制系統

強實時、多變量、網絡化、高可靠和高容錯

系統優化層次——自適應和智能化能量管理

網絡協議層次——制定合理先進的網絡通信協議

控制器設計層次——軟硬件設計關鍵技術和方法驅動電機技術高集成度功率電子模塊及控制器電機系統熱管理、減振降噪技術驅動電機系統集成技術提高可靠性、耐久性、環境適應性21排氣能量30%散熱損失30%發動機輸出40%驅動附件3%風阻12%滾動阻力13%傳動摩擦2%運動能量10%排氣能量散熱損失驅動附件風阻滾動阻力傳動摩擦運動能量發動機技術：2%低風阻技術：2%輪胎技術：1%輕量化技術：1%高效傳動系技術：1%高效可變附件技術：1%整車匹配技術：2%智能化輔助駕駛：2%商用車節能環保技術整車節能途徑商用車節能環保技術輕量化技術〔結構輕量化+材料輕量化〕高強度鋼板縱梁的滾壓折彎、超高強度鋼板的成形、淬火、連接技術。縱梁減重20%～30%。高壽命、低噪聲齒輪材料及工藝優化技術改善振動噪聲特性，齒輪疲勞壽命提高30%、總成噪聲改善5dB(A);空心件成形技術塑料復合：采用PA6&66+GF、PA46+GF、PPA+GF等相對鋁材到達降本錢20-30%，降重30-50%，提高發動機效率8%。采用SMC復合材料制造發動機油底殼，相對鋁材，到達降重30%、降本錢25%，降噪，提高生產效率。概要1.引言2.商用車關鍵技術開展動向商用車關鍵技術開展總體趨勢商用車節能環保技術商用車先進平安技術商用車舒適性技術商用車先進電子技術3.我國商用車技術開展對策建議4.結語24商用車先進平安技術被動平安技術平安氣囊智能型氣囊判斷乘員狀態采取不同充氣級別多級氣體發生器平安帶預張緊裝置有效防止碰撞中身體前傾車身結構分析及設計基于ECE29法規工況的結構分析車身擺錘分析，車聲前碰分析，車身頂壓分析車身模態分析先進材料的應用高強度鋼，鋁、鎂、鈦合金等先進制造技術的應用液壓成型、激光焊接擠壓成型、真空壓鑄等25商用車先進平安技術主動平安技術底盤控制技術制動防抱死系統〔ABS〕，根本普及牽引力控制系統(TCS)動力學穩定性控制系統〔DSC/ESC/ESP〕減少側翻打滑，危險品運輸2021，歐洲所有新商用車配備2021，美國所有4.5t以下車型配備技術開展趨勢電子控制技術提升全工況平安性控制，集成度提高多系統集成控制技術底盤一體化，各電控子系統協調控制BOSCHESP集成ABS/TCS/AYC/EBD/ACC功能整車系統通訊網絡車載傳感器信息及控制信息共享完整產業鏈，技術壟斷BOSCH、WABCO等企業，掌握關鍵技術26主動平安技術駕駛輔助技術利用傳感器自動感知交通環境對車輛平安狀態進行判斷為駕駛員提供平安輔助信息協助駕駛員對車輛進行平安控制自適應巡航系統〔ACC〕自動跟隨前車巡航行駛雷達傳感器獲取前車距離和速度基于平安跟車模型計算控制量控制發動機輸出及制動執行器追尾報警/避撞系統〔FCW/FCA〕基于雷達信息預測追尾危險為駕駛員提供聲、光報警信息電控制動系統實現自動避撞走-停控制系統〔S&G〕基于雷達信息實現自動起步停車減輕駕駛員操作負擔減少油耗27商用車先進平安技術主動平安技術駕駛輔助技術車道偏離報警系統〔LDW〕基于機器視覺技術攝像頭+DSP探測車道線位置判斷駕駛員轉向意圖偏離車道時為駕駛員提供報警車道保持系統〔LKS〕基于車道線位置信息自動控制轉向或制動機構實現車道保持功能盲點探測系統〔BSD〕利用雷達/攝像機探測盲區胎壓監測系統(TPM)28商用車先進平安技術主動平安技術開展路線29商用車先進平安技術概要1.引言2.商用車關鍵技術開展動向商用車關鍵技術開展總體趨勢商用車節能環保技術商用車先進平安技術商用車舒適性技術商用車先進電子技術3.我國商用車技術開展對策建議4.結語30商用車舒適性技術人性化功能設計駕駛員操作系統基于人機工程學設計中控臺中央集控式方向盤車載微機客車乘員無障礙設計公交車低地板伸縮過道，“下跪〞系統更簡便平安的貨物裝卸技術液壓自動裝卸系統遙控全自動操作滑軌吊裝系統掛車平安牽引載貨平臺自動升降31

全浮式駕駛室減少駕駛室自重及路面沖擊和搖動，改善車輛平順性電子控制器控制策略空氣彈簧復合式板簧支架平衡懸架系統柔性連接板簧與橋，可以減少噪音；有一定的阻尼，可以對減振發揮局部作用垂直方向剛度大，能承受較大的載荷在板簧運動過程中可以起到限位的作用復合式板簧支架平衡懸架系統將有取代板簧剛性支架平衡懸架的趨勢商用車舒適性技術商用車舒適性技術空氣懸架系統以空氣彈簧作為彈性元件，提高乘坐舒適性，保護貨物平安空氣彈簧+減震器+導向機構+高度控制閥+輔助裝置〔壓縮機、氣路、氣筒等〕電控主動空氣懸架系統——ECU通過電磁閥控制空氣彈簧，主動調節車身高度商用車座椅舒適性能——基于人體工程學設計外形曲線，多方向電控調節，彈簧緩沖支撐平安性能——靠背、頭枕及坐墊的碰撞吸能，骨架剛度，面料阻燃性智能空調系統其它設備音響、電視通信設備、衛星導航冷熱飲柜、衣柜，睡床33商用車NVH技術NVH與環境要求及舒適性直接相關NVH是衡量汽車的噪聲、振動及聲振舒適性的關鍵性能指標高精度NVH仿真仿真技術領域 多體動力學仿真、結構有限元/邊界元仿真、聲學有限元/邊界元仿真、 聲固耦合仿真、統計能量仿真分析等主要仿真內容 發動機聲輻射、動力總成懸置特性、懸架系統特性、車身懸置特性、 車身振動及車內噪聲特性，以及車身空氣動力性噪聲、輪胎噪聲、 制動噪聲、車外加速噪聲分析開展技術重點 全工況全頻段性能仿真 提高仿真分析的精度及置信度 交互式混合仿真技術34商用車NVH技術NVH性能實驗測試分析主要技術內容 實驗模態分析技術、聲強測試技術 聲全息技術及傳遞路徑分析技術等聲全息測試技術 基于新型傳感器，如p-u傳感器 為高精度汽車振動、噪聲識別提供了新的測試手段 發動機噪聲、輪胎噪聲、制動噪聲等復雜聲場的測試分析傳遞路徑分析技術 分析汽車振動、噪聲響應對應的振源、聲源及其傳遞特性 分析各振源、聲源對總體噪聲、振動響應的奉獻率聲源識別技術 采用行駛工況中的鼓勵、響應信息 分析振源、聲源傳遞特性及對響應的奉獻率

35商用車舒適性技術自動變速器國外普及率很高，美國客車根本100%安裝，歐洲95%技術主要被ZF、Alison、Voith三家公司壟斷AT〔液力自動變速器〕 目前主要應用于客車〔公交車〕 液力變矩器+行星齒輪機構+液壓操縱系統平順性好，結構緊湊復雜，油耗相對較高，本錢較高AMT〔自動機械變速器〕在機械變速器和干式離合器根底上，通過ECU控制選擋、 換擋和離合器，油耗低，結構簡單，有換擋中斷集成式將ECU、變速閥整合集成在變速箱，整體設計，Volvo模塊式換擋手柄+換擋執行機構+離合器執行機構，標準化部件通用化設計，對原有機械變速箱進行修改，Wabco關鍵技術——換擋規律，離合器接合規律，智能控制CVT〔無級自動變速器〕

36概要1.引言2.商用車關鍵技術開展動向商用車關鍵技術開展總體趨勢商用車節能環保技術商用車先進平安技術商用車舒適性技術商用車先進電子技術3.我國商用車技術開展對策建議4.結語37汽車電子開展趨勢 目前70％的汽車創新來源于汽車電子 汽車電子裝備及其軟件價值平均已占世界汽車生產本錢的22％ 2021年，該比例將上升至35％ 屆時，世界汽車電子市場的年銷售額將到達2600億歐元 汽車電子技術對商用車平安、環保、節能以及駕駛舒適性所起的作用越來越大基于機電一體化控制的汽車電子技術動力電子控制 柴油機電控噴油 實現更好的燃油經濟性和排放性能底盤電子控制 ABS、ESP、EPS，電控自動變速器以及主動懸架等 開展趨勢是綜合集成控制 轉向、制動、主動平安、被動平安技術等實現集成控制 全面提高汽車的動力性、平順性和平安穩定性

38商用車先進電子技術商用車先進電子技術基于人車環境交互的車身車載電子技術包含內容非常廣泛 舒適性——電控座椅，自動門窗，車內空氣環境管理〔智能空調〕 平安性——泊車輔助，駕駛輔助系統，平安帶預緊，電控平安氣囊，中控門鎖 便捷性——車載智能導航，車載通訊〔藍牙、播送〕，交通信息，自動收費系統 娛樂性——車載微機，車載電視，汽車音響，車載網絡網絡化開展趨勢 電控單元數量急劇增加，電子設備之間的穩定快速通信愈發重要 基于分布式控制系統的車載網絡，CAN/LIN/MOST/FlexRay 極大減少線束數量和容積，提高電子系統可靠性和擴展性，傳感器數據共享 歐洲商用車已根本采用符合SAEJ1939標準的CAN總線協議 未來趨勢——整車電器網絡化及一體化控制，智能電器智能化開展趨勢 基于微處理器、傳感器以及車載網絡技術 滿足更高的舒適性和操縱性需求 轉彎隨動的智能照明系統〔AFS〕 智能空調系統，智能記憶座椅 智能泊車系統

39基于人車環境交互的車身車載電子技術智能交通領域應用 人、車、路交通系統要素一體化 基于Telematics效勞〔應用無線通信技術的車載電腦系統〕 車載GPS導航 實時交通信息 物流信息管理 車隊信息管理 道路救援 個人化資訊接收 多媒體娛樂

40商用車先進電子技術幾款商用車概念車41FUSOECO-D三菱公司，柴油/電動混合動力Innovation戴姆勒公司，空氣動力學設計Radiance雷諾公司，空氣動力學設計Hybrys雷諾公司，柴油/電動混合動力FUSOConcept三菱公司，駕駛輔助TrucksterConcept雷諾公司，空氣動力學設計概要1.引言2.商用車關鍵技術開展動向商用車關鍵技術開展總體趨勢商用車節能環保技術商用車先進平安技術商用車舒適性技術商用車先進電子技術3.我國商用車技術開展對策建議4.結語4243〔1〕加快實現我國商用車產業技術開展的戰略轉變實現認識上的戰略轉變政府管理部門和汽車行業必須正確充分認識汽車技術開展對汽車產業開展的戰略作用。汽車技術直接決定了汽車產品的核心競爭力，決定了汽車企業的競爭優勢，是我國汽車產業建立國際競爭優勢的關鍵根底。實現從局部環節向系統整體開展轉變系統性和整體性是汽車技術的顯著特征，靠局部環節難以實現我國汽車技術的整體突破。開展我國商用車關鍵汽車技術需要官產學研的緊密結合，需要零部件和整車企業的合作，需要整個社會有一個良好的技術開展的環境。從產業戰略向產業戰略和技術戰略并重轉變我國已制定了幾個汽車產業戰略規劃和相關政策，但尚未制定明確的商用車技術開展戰略，這不利于以技術能力為根底的汽車產業可持續開展。國家應該盡快制定并實施相關的汽車產業技術開展戰略常規汽車技術與新能源技術共同開展防止過度重視對新能源技術的投入，而無視常規汽車技術長遠技術開展與現實技術應用我國商用車技術開展對策建議44〔2〕在核心技術選擇和關鍵技術突破上，堅持四個開展原那么前瞻性原那么必須研究和把握技術開展的前沿性和戰略性，防止所攻克的技術待研發出來就已經或很快過時或被產業所拋棄產業化原那么任何技術開展都不是為技術而技術，都是為了能夠有效應用并實現產業化特別是比照興旺國家，我國技術根底較弱、總體上受資源的制約很大，在選擇開展汽車核心技術及關鍵技術突破的過程中更要堅持產業化的原那么高新化和綠色化原那么高新化，即為信息化、電子化、網絡化和智能化綠色化，基于循環經濟要求，在汽車新產品開發和設計上遵循“節能、環保〞和“可拆卸、可回收、再利用〞理念。國情原那么例如在新能源汽車技術選擇上，中國鋰資源、稀上資源和鎂資源豐富，可以為電動汽車關鍵部件提供原材料資源保障；在汽車主動平安技術研究和開發時，必須考慮中國道路交通復雜的行駛工況及外鄉駕駛員的駕駛行為特征，使相關技術產品具有較好的適應性。我國商用車技術開展對策建議45〔3〕堅持自主創新的戰略導向，完善技術創新模式過度合資與市場換技術的反思我國汽車產業20多年所走過的“市場換技術〞、大面積合資的歷程說明，要想培育外鄉汽車品牌，就必須走自主創新的道路。20多年合資或者過度合資，我們汽車產業培養的是制造能力，而創新能力缺乏。政府和企業選擇的“引進、消化、吸收、再創新〞逆軌創新路徑是正確的，符合后發國家的技術趕超理論。韓國和日本的汽車產業在開展初期也選擇了這一路徑，但我國為什么沒有成功，而韓日卻成功了?其直接原因有二：首先是過度依賴外部技術，創新模式單一，堅持自主開發嚴重不夠；其次，我國的“創新鏈斷裂〞，即消化吸收重視不夠、投入缺乏。堅持自主創新戰略，要完善創新模式，選擇正確的開展路徑和創新方式遵循技術趕超理論，繼續走“引進、消化、吸收、再創新〞的路徑，堅持自主創新和開放創新模式相結合，積極擴大國際合作，但要強化消化和吸收；堅持從模仿到創新的路徑，在模仿上要努力實現從復制性模仿到創造性模仿的飛躍；從漸進性創新到突破性創新、從局部創新到整體創新的突破。我國商用車技術開展對策建議46〔4〕提高企業對R&D投入力度，完善R&D管理體系比照興旺國家，我國汽車企業R&D投入能力和R&D管理能力嚴重缺乏例如，我國某大型汽車企業，其2007年其研發投入強度分別僅為豐田、本田、通用和福特的3.28%、4.49%、4.44%和4.35%。我國大多數商用車企業還沒有建立起完善的R&D標準的管理體系主要表現在：研發戰略弱化、研發部門設計不合理、工程管理能力弱、研發流程不標準、各部門和環節協同效率低，導致新產品質量不高、開發效率低、難以適應市場競爭。我國商用車企業完善R&D管理體系的重點加大對新產品開發的前期可行性研究和論證優化研發組織機構和管理模式建立健全科學標準的新產品開發流程我國商用車技術開展對策建議47〔5〕優化科技投入及其管理體制，建立產業公共技術平臺優化科技投入建議從汽車企業上繳國家的稅收中提