[車友頭條-車友號-蓋世汽車] 2020年12月3-4日,由蓋世汽車主辦,上海市嘉定區經濟委員會特別支持的「2020中國汽車動力總成電氣化國際峰會」在上海汽車城瑞立隆重召開。峰會期間,博格華納中國總部先期工程總工程師 龔熙先生發表了精彩演講。
博格華納中國總部先期工程總工程師 龔熙先生
以下為演講實錄:
非常感謝主辦方給我提供這樣的一個機會來到現場,與各位分享一下博格華納最近的一些動態。我相信2020年對於每個人來說都是難忘的一年,對於博格華納來說也是非常至關重要的一年。今年的10月份博格華納完成了對德爾福科技的收購,我們現在所說的博格華納其實是代表了以前的博格華納和以前的德爾福科技合併之後的一家新的博格華納公司。也藉此機會和大家分享一下我們最近的一些動態,用一個標題來總結:博格華納是未來驅動系統的全方位合作夥伴。
先簡單介紹一下收購德爾福科技的一些背景。首先我們通過收購德爾福科技鞏固了在混合動力和電驅動系統領域的業務優勢,同時也增強了汽車電子和功率電子的業務規模、技術、人才和系統能力,而最重要的一個目的就是要增強整個公司在電驅系統方面的能力和業務優勢,基本完善我們公司作為一家驅動系統的系統化供應商所應該擁有的面向未來的下一代動力總成所需要的能力。這個PPT會具體講一下這個到底是什麼樣的能力。
我們的願景是打造一個潔淨、節能的世界,我們的使命是致力為內燃機、混合動力和電動汽車提供驅動系統解決方案的領先供應商。我們的願景告訴大家,我們是一家環保公司,我們的使命也非常明確地表達了我們基本上是一家專注於做驅動系統的供應商,這在當今跨國汽車零部件公司裡好像也是相當少見的情況。
新博格華納一覽,我們在全球差不多有48,000名員工,在24個國家有99個生產基地,合併後的2019年銷售額大約為145億美元。
我們在中國有18個運營基地,有2個研發中心,都在上海,還有一個售後中心也在上海。博格華納深度紮根中國,提供完全本地化的產品線、研發服務和生產製造能力,助力中國汽車行業清潔高效發展。
下面分享一下博格華納對於現在汽車技術發展的一些理解。首先我們可以簡單追溯一下歷史,從100年前汽車開始被研發出來,到20世紀前中期動力總成開始逐漸自動化,有很多自動變速器之類的自動化動力總成被引入,到20世紀中後期集成電路被引入了車載系統,汽車中很多功能逐漸電氣化了,到21世紀第一個十年,汽車基本上完成了車載功能的電氣化。我相信大家在小的時候還會買到一些車,比如是手搖式的車門或者車窗,但現在基本上全都是電子化了。
到2010年,隨著電力電子技術的快速進步,電動車開始逐漸發展起來。2016年深度學習技術的亮相開啟了人工智慧的新時代,汽車電子的智能化以及半導體技術的爆發使移動算力增強,車載電子通過無線網絡的互聯成為一種趨勢。總體來說就是我們大家近幾年比較公認的汽車工業新四化。
我們對於新四化的汽車總結就是說利用新的技術,圍繞消費者重塑整個價值體系的過程。所以最重要的還是要從終端消費者來思考我們這個行業應該怎樣推進技術的變革。
消費者端新的技術的發展也催生了很多的新需求,我們簡單分為三種需求。第一種是原生基本的需求,比如說從A點移動到B點這樣的需求,就是一個普通消費者對車基本上都有這樣的期待。再比如說當天氣冷了需要車加熱,天氣熱了需要製冷,這樣的基本需求還是存在的。
第二個是競爭促進的需求,在汽車技術爆發式增長的今天變得尤為重要。比如說如果同樣價位下一輛車加速度大概是10s,但是另外一個車廠的車可以做到8s,這個就是一種競爭上的優勢。這種優勢會不斷推進,會對消費者產生深刻的影響。可能在以前技術發展比較平緩的時候這種影響並不會很大,但是我們因為來到了一個技術發展的爆發期,所以這種影響會逐漸更為深入一些。
最後一種就是創新產生的需求,在以前的技術條件下客戶是不會有那樣的需求。但是因為現在有很多的新技術引入,使客戶產生了以前從來沒有過的需求,這種類型的需求也對整車廠產生了很大的影響。對於汽車製造商來說,它面臨的問題就是產品如何比競爭對手更能滿足客戶日新月異的新需求,這也引起了它業務模式的一些變化。
我們做一定的總結。第一個就是產品形式的服務化,最近大家聽說了很多軟體定義汽車或者SOA(面向服務的架構),我們的預測就是最後會變成一種叫做服務定義汽車的模式,因為這個服務對於消費者和生產商來說,都是一種可以持續的價值。
技術堆棧的擴大化,技術堆棧是指公司為了完成自己的業務所需要的技術的集合,顯然這個堆棧正在擴大化。30年前一家公司只需要掌握機加工、液壓這一類的技術就能夠滿足他的業務,但現在有越來越多的新技術被加入到公司的技術堆棧裡,它必須要掌握和學習這些技術才能穩步推進它的業務。
技術路線多樣化,無論是電驅還是智能化都是種類繁多的技術路線,而且每樣技術路線都在飛速發展,所以說我們覺得每樣技術路線目前都難以說是一個完全成熟的狀態,所以同樣也會受未來市場和法規的變化影響而變化。
最後一個就是產品周期的加速化,技術的快速迭代帶來的競爭優勢逐漸成為一種主流的共識,這種快速的迭代對汽車製造商來說,如果和無法快速迭代的車廠來比較的話就是一種很明顯的技術優勢。
今天是一個驅動系統電氣化的論壇,我們再聚焦到下一代驅動系統上,顯然這種業務模式的變化對於下一代驅動系統和供應商會產生一點變化。
我這裡放了一個黑盒,其實它本來不是一個黑盒。因為從供應商的角度來看我們面對幾十家車廠,我們發現每一家車廠對於自己下一代驅動系統的理解是幾乎完全不一樣的。有類似的部分,但是很難有一個統一的意見。因為各個整車廠它有不同的背景,比如說現有或者未來法規對它的影響,它的產品規劃、技術規劃、自己的市場定位、客戶定位以及已經發生的資產布局,對它怎麼樣定義自己下一代驅動系統都有很大的影響。所以實際上它如果用顏色來表示應該是五彩斑斕的,但正因如此我們很難去概括什麼是下一代驅動系統的產品,所以我暫時用一個黑盒來表示。
同樣對供應商也提出了新的問題,就是如何支持整車廠應對產品需求的多樣化和快速變化?技術路線多樣化了,在多樣化的前提下還是在快速變化,這個對於所有的供應商來說都是一個很大的挑戰。
不能因為它是一個黑盒我們就不去討論它,所以我們還是要討論一下多樣化的下一代驅動系統到底是什麼樣的。我們就像做數學題一樣,如果你有不知道的東西可以把它抽象出來,所以我們希望通過把必需的基本元素抽象出來的這樣一個方法逐漸探討下一代驅動系統到底是什麼樣的。
我們相信首先無論是怎麼樣的驅動系統,最終要處理扭矩的問題。因為所有車最後都是在輪子上產生扭矩然後推動車前進,就是由一個動力源產生一個扭矩,中間經過很多的零部件,把這個扭矩切換變化,最後變成車輪上的扭矩。所以下一代驅動系統肯定有處理扭矩這個基本元素的單元。
功率電子和電子控制肯定是要加入的,電動化也是一個顯而易見的趨勢。
我們講到氣壓其實是兩個概念,如果是內燃機的話肯定要空氣參與的,如果是燃料電池的話也是要有空氣參與的,但如果是純電動的話好像不需要太多空氣的參與。因為我們認為下一代驅動系統並不僅限於純電動汽車,其中仍有內燃機參與的方案,因此如何去處理氣壓也是一個非常重要的基本元素。
液壓這個很普遍,即便在當今時代控制車內很多狀態的切換仍是由液壓元器件組成的,比如說裡面各種自動化的變速器其實是通過液壓來調節的。
熱力毋庸置疑是一個非常重要的話題,還有就是軟體和集成,這兩個也是非常重要的基本元素。
我把它抽象出來作為一個比較簡單的直觀展示,未來的驅動系統應該有這些基本元素。大家千萬不要因為抽象簡單顯示了就覺得這是一個很容易實現的事,因為無論在哪一個領域,它後面都會有很長的專業供應商來提供專業的產品,有一條專業的業務線或者說產業鏈在支持這樣的功能實現。同樣的,如果說一個供應商能夠真正把上述所有的功能都有良好的解決方案,很顯然它就能夠真正地更高效的實現下一代驅動系統。
下一代驅動系統的理想供應商應該是什麼樣的呢?
首先應該有更全面的能力和更經濟的規模效應,全面的能力意味著供應商必須或者最好能夠儘可能廣泛地掌握構建下一代驅動系統基本元素的零部件。
第二個就是對每個基本零部件都要有很深的積累和了解,只有這樣的全面和深度才能支持供應商快速且高效的構建先進的下一代驅動系統,同時規模化把這些零部件給生產出來才能讓客戶得到相對合理的一個價格,我們稱之為產品組合。
但是只有產品組合,它並不能夠自動變成下一代的驅動系統,那就需要提供一個非常重要研發服務,最好是供應商應當有一個完善的技術堆棧,能夠提供本地化的資深專業能力和經驗提供這樣的研發服務,並且能夠靈活高效和客戶進行對接,然後這個研發能力最好能夠由始至終貫穿整個生命周期。整個汽車行業可能服務的價值會更多,同樣也會影響到供應商,供應商的服務價值在整個業務當中也會逐漸增加它的佔比。
最後供應商必須要將客戶的需求最後轉化為實際的產品生產出來,而不是說只是一個方案。那麼可靠的交付能力和完善的服務支持是非常重要的,最好是能夠在中國資產核心的零部件保障交付能力。
我們可以看到,從頭至尾三步,也就是要有全面的產品組合,對每個產品有深刻的認識,還要有靈活的服務和可靠的交付,整個這樣一套下來才能真正滿足或者實現下一代的驅動系統。
我們簡單來看一下博格華納全面的能力。首先我們來看博格華納的產品組合,這其實是新博格華納的產品組合,因為包含了很多部分,我按照前面黑盒子的分類簡單分了4類:機械、電子、軟體、集成。
在機械裡面第一個處理扭矩的問題,也就是扭矩的傳遞和切換。傳遞這個比較好理解,絕大多數情況下是用齒輪、鏈條這樣的零部件進行扭矩的傳遞,博格華納是有成熟的零部件來做這樣的工作。我們所謂的智能系統更重要的是扭矩的切換,類似於大家計算機裡面0和1之間的變化。大家在計算機、手機上能夠產生這麼多的智能結果呈現給用戶,就是因為它能夠把最基本0和1的切換最後組合成一個更浩大的結果,大家才能真正覺得它是一個智能的產品。我們是扭矩切換方面的資深專家,我們可以自產離合器主要的核心零部件。
氣壓,這裡第一個放的就是GDI和PFI。這個嚴格意義上來說就是說燃油的霧化,我就把它放在氣態裡面了。最重要的如果是一個混動的構型,那燃油噴射系統對於發動機的表現是有至關重要的影響的。我們公司是完全自產的GDI&PFI以及背後整套燃油系統。同時我們也有完善而豐富的渦輪增壓產品線來壓縮空氣幫助發動機提高效率。
液壓一直是在汽車裡面控制整個傳動系統切換的主要功能。比如自動變速器是靠液壓來切換裡面的離合器部件來實現換檔功能,所以我們在這裡也展示了一下,首先液壓控制組件包括裡面的電磁閥和各種油泵都是我們的業務範圍。
熱力,最近的熱點EGR,在博格華納我們有一個業務單元。在EGR和電子熱管理方面建有完整的產品線來支持各種各樣不同的需求。
電子。首先是電機,我們分兩塊,Hairpin大家可能了解比較多,S-Winding是另外一種扁銅線的繞組方式,我們有專利並曾榮獲美國PACE創新獎,我們的電機可以覆蓋至400kW等級級別。因為我們是完全自產的電機,繞線也是自己製作的,所以這個功率電機可以根據客戶的需求進行定製的。
功率電子主要是逆變器和DCDC轉換器,我們也跟電機配套覆蓋了很寬泛的等級和需求,尤其功率模塊也是我們自產的。目前的的是碳化矽800V的技術在業界也處於非常領先的地位。
在控制器上,發動機和混動控制器我們也有很長時間的積累,歷史比較悠久,這個方面有很好的經驗,同樣我們也對未來新的控制器的形式也有自己獨到的理解。
傳感器,各類動力總成傳感器我們也有很多的布局。
軟體方面,博格華納有適配各種系統架構的成熟經驗。其實我們車載軟體的經驗遠遠早於AutoSar,我們在此之前已經有非常成熟的車載軟體業務了。在今天我們也能夠完成AutoSar架構的軟體產品。我們的動力總成的算法包括內燃機和傳動系統,這是我們的強項,尤其是內燃機這一塊是非常長的歷史了。有很好的現成算法庫和非常好的團隊在支持這樣的算法庫。
電驅及混動算法,你可以看到上面基本上包括內燃機、電機、功率電子和控制器都是自研自產的,所以說我們在軟體層面對於這些硬體算法的理解有著得天獨厚的優勢,在這個方面我們也有很多的積累。
最後就是完善的軟體質量管理,因為大家知道車載軟體如果沒有質量的話就不能稱之為一個產品,這個方面我們也有很長時間的積累,包括我們整套軟體質量在業內是做得非常領先的。
集成。首先是內燃機的集成,這裡我放了兩個系統。一個燃油噴射系統,這個是噴嘴,這是我們從泵到噴嘴整個一套系統都可以自己完成。另一個是正時系統,從鏈條,VCT到整個鏈系統也是我們自己可以完成的。混動模塊集成就比較多了,從HEV、48V、P0-P4和雙電機,我們都有非常多的經驗和產品。傳動集成,大家看到比較重要的就是變速器模塊離合器集成還有液壓控制單元的集成,這兩個其實是最核心的零部件。對一臺混動變速器來說混動特製的離合器也是必不可少的零部件。最後還有我們博格華納非常著名的就是全輪驅動,這個在業界非常著名的產品。
最後就是電驅系統的總成。這個叫它總成了,就是因為在電驅領域大家覺得趨勢是一個供應商要提供一整套的總成,我們可以做Xin1,X是可以根據客戶的需求,我們可以做單速或者雙速的電驅系統的總成。
講完了產品組合,我們更重要的是講一下研發服務,首先講一下完整的驅動系統設計經驗和系統方案總體設計和優化;第二個是研發能力覆蓋所有必須的基本部件。正是因為我們的研發服務和能力能夠非常廣泛地覆蓋到驅動系統所需要的所有基本零部件,包括機械電子和軟體,同時在每一個項目上我們都有具體深入的理解,所以我們才能夠更自信地說,我們可以真正根據客戶的方案來定製和優化。
下面也列舉了我們自己內部比較完善的研發能力,就是電機、電控和控制器的軟硬體開發、電驅及混動集成專家、驅動系統軟體專家以及標定能力,最後交付之前肯定要完成一個非常重要的標定工作,如果到我們的研發中心會看到幾百輛車都是正在為客戶做標定服務的。
服務並不是整個交付的終點,真正的交付是需要通過工廠來完成的,我這裡列舉了一些中國的能力,所以說我們是非常本地化的公司。首先我們在中國有兩個研發中心並且都在上海,我們燃油系統中國工廠、發動機零部件中國工廠、渦輪增壓中國工廠變速器及傳動中國工廠、熱管理及排放中國工廠這是在中國已有的工廠,我們同時也有電機、電控及電力電子、控制器和傳感器的中國工廠,這些都已經開始為本地的客戶提供實際服務。
通過博格華納全面的能力,包括寬泛、廣泛和深入的產品組合,靈活的研發服務和有保障的生產交付,我們可以說,博格華納已經具備全面深度支持客戶構建下一代驅動系統且快速應對未來技術變化的能力。雖然未來驅動系統對整個業界來說還是一個黑盒子,對每一個客戶來說是一個五彩的盒子,但是無論它是什麼樣,我們都能有足夠的能力來支持客戶定製這樣的產品,博格華納是助力整車廠實現下一代驅動系統的理想夥伴。
接下來,我會分開講一下博格華納混合動力和純電動領域的解決方案。
下一代混合動力總成我們稱之為博格華納DHP,大家對它有什麼樣的期待或者有關注點的,我這裡稍微總結了幾點。可能不只是這幾點,這是通常來說大家比較關注的點。第一個是性能,因為它要和電動車PK;第二個是舒適,同樣的道理;然後是油耗、排放、耐久和成本。很明顯大家對它的期望至少在這幾個點上是要超越現在的動力總成的,不然不能稱它為下一代的動力總成。
下一代混合動力專用動力總成我們分為兩部分,第一是混合動力專用發動機DHE。這裡稍微羅列了一下,大家通常認為的可以去做哪些事情,最後做到一個可稱之為下一代混合動力專用發動機的。首先第一個是循環,大家可以看到一些混動專用的循環,無論是米勒、阿特金森循環;電氣化顯而易見;燃燒是發動機最重要的一個部分;還有熱管理和輕量化,最後寫了一個「…」是因為可能不只是這五點,還有很多方面可以改善發動機性能,使之更成為一個匹配混合動力的動力總成。
第二個就是混合動力專用變速器DHT,同樣我也羅列了一些大家可以做的事情,來使這個DHT更能夠勝任為下一代混合動力專用的變速器。其中第一個切換控制,因為變速器嘛,它既然叫變速器肯定是有一個狀態變化的,而且尤其是未來混動會有兩套動力在裡面;混動耦合和整體布置,整體布置就是比如電機到底放在哪一個位置;還有比如說減少裡面的摩擦損失或者輕量化,這些都是大家可以去改善DHT的角度,使之成為下一代混合動力的系統。
博格華納能做什麼?首先在混合動力專用發動機上,我們可以提供實現混動循環的集成VCT的正時鏈系統。整個這一套系統是由我們歷史非常悠久,也是非常有經驗的一個獨立業務單元負責。如果大家需要做一個混動專用發動機的循環的話,我相信使用集成VCT的正時鏈系統是必不可少的好選擇。
實現高性能低油耗排放的350Bar燃油噴射系統。350Bar是目前世界上最先進的GDI系統,在這方面,我們有完整的一套從泵到噴嘴所有都可以自己完成的噴射系統。
多種混動電機支持發動機混動化,因為我們是自產電機,所以在這個方面的靈活度應該是非常高的。
衝刺高熱效率關鍵的EGR,我們有一個獨立的業務單元是專門做EGR系統,而且最近大家聽到一款比較熱點的發動機其實使用的就是我們的EGR;
各類傳感器、排放後處理系統,因為你油從進來到最後的出去,後處理是非常重要的一點,我們有自己的業務單元來做排放後處理系統;先進的熱管理系統,這個也是非常重要的,最後大家要衝刺高熱效率,肯定要把每一分熱都好好管理起來,這個也是和EGR產品一起是一個業務單元,是處理熱系統方面的一些問題。
發動機高效化必備的渦輪增壓器,這個相信大家都有共識了,渦輪增壓是在同等排量情況下提高發動機功率一個必備的手段。
最後把上述幾都樣集中在一起的就是發動機控制器,並可集成混動。發動機控制器是我們能夠完全自主內部完成的,從硬體到軟體的研發,正因為我們有這樣的軟硬體能力,所以能夠真正把四周各個發動機所必須主要的零部件真正融合在一起,成為一個優化的混合動力專用發動機這樣的系統。
DHT最重要的就是液壓控制模塊和離合器總成,兩個其實是實現狀態或者說扭矩切換所必不可少的兩個零部件,無論你是做Px也好或者說單速DHT、兩速DHT都需要有離合器以及它相連的液壓控制總成來完成這個工作的。齒輪組我們也是有很資深的經驗。單電機混動,包括P0到P4,我們的積累是非常多的。尤其是P2這一塊的業務還是非常大的,我今天可能不會深入講P2的事情,但是在全混動車上,P2模式的油耗表現要遠比大家想像的更好,尤其是在WLTP的循環下。
雙電機混動,因為電機和電控都是自產的,所以我們可以通過非常好的組合來實現雙電機的混動。前面可能沒有仔細說,其實我們有雙逆變器,這個是為雙電機混動設計的逆變器電控系統。
我們的逆變器可以覆蓋高壓和48V的適配各功率等級的逆變器和DCDC總成,可以根據客戶實際需求定製。
電動全輪驅動和扭矩管理,這個其實很多會把它放在P4的位置,但其實我們更突出的是全輪驅動,第二個是扭矩管理,也就是說真正使電動的扭矩能夠在左右輪進行一定的扭矩控制切換,對於整個車的行駛表現是有非常大的幫助的,是有質的區別的。
最後是鏈式偏置構型,這只是舉了一個例子,因為我們有很好的系統,能夠幫助客戶解決一些構型上的問題,如果客戶有需求無論是安裝尺寸也好、系統尺寸也好,我們完全可以有很高的自由度來解決尺寸上的問題和布置上的問題。
最後也是我們自產變速器及混動的控制器,這些是把所有東西都聯合在一起的手段。
總結一下就是規模化自產構建下一代高熱效率混動專用發動機DHE所必須的大多數核心零部件。系統內各部件之間的整體優化及標定,因為我們是自產,所以我們對每一樣零部件的理解和接觸可能都做的工作是更多一點的。全面的軟硬體整合能力,既能提升系統效率又能應對未來市場及法規的變化。在混動專用變速器DHT這邊是全面能力和資深的經驗,支持汽車製造商量身定製自有傳動系統,自研自產所有核心零部件支持高效率研發,保障可靠的質量、交付。
最後大家一直在說動力域的事情,但是目前真正實現的不是很多。不過我們博格華納幾乎全面布局了動力域所需所有基本的零部件,如果說最後變成一個動力域的話我們真正能夠用軟體把這些零部件給串聯起來,實現一個域級的控制和優化。
最後博格華納電動車解決方案。首先是電機的方案。電機涵蓋各功率等級最高到400kW。電控有常規方案和碳化矽800V的系統,這個前兩天在歐洲得了一個CLEPA的創新獎。變速器是我們的強項,單速和兩速的變速器,最後我們根據客戶的需求把不同方案整合起來變成一個集成。
熱管理系統我們有一個電動車的熱管理系統,也是我們一項業務。電能就是掌握電源端的經驗,我們有電池包、車載充電、電池管理和DCDC業務,我們可以把它集成起來,但還是要根據客戶的需來實現。我們產品線完整覆蓋電動車驅動系統,自研自產各功率等級的電機和相關的動力系統。
博格華納全面的能力就是我們有完整的關鍵產品組合、靈活敏捷的研發服務、本地可靠的生產交付,所以我們才能稱之為全面的能力。我們是全球潔淨、節能驅動技術的領跑者,具備完整系統技術能力的創新者,深度靈活契合客戶產品需求的關鍵技術合作,敏捷高效的本土化工程及生產能力的提供者。
大家可能最近看到賦能這兩個字說的很多,我們博格華納可以賦什麼樣的能呢?賦一個快速、高效、經濟地實現下一代驅動系統的能力。我相信這對於整車生產廠來說是一個非常重要的。尤其是在現在技術爆發的階段,面對具有不確定性的下一代驅動系統,如果真的能夠快速、高效、經濟地實現它,擁有這樣的能力,是真正能夠給整車廠帶來巨大競爭優勢的。
我的演講完了,謝謝大家!(文/車友號 蓋世汽車)