以市场为导向的电气化商用车设计

Jan-Welm Biermann教授，德国亚琛汽车工程技术有限公司副总裁，ika原副总裁

目前全球的能源环境问题非常突出，原油价格在大趋势上会越来越高，这使得货车必须要想办法降低油耗。而随着各地限排、限购法规的出台，电动化的货车能够享受到的各种优惠政策就会体现得比较明显，相对于传统内燃机货车而言，所受到的限制就会小很多。Jan-Welm Biermann教授指出，商用车的电动化趋势是明显的，但是过程中也必须要考虑客户的需求，客户会需要好的质量、好的服务，同时客户对行驶里程的要求也会比较高。

在设计电动货车时要分析真实的使用情况，分析附加负载的需求，设计相应的其他部件。例如，针对不同类型的货车，插电式或纯电动，就要设计不同容量的电池，同时不同用途的货车电池容量也应该不同。容量是直接与体积、重量和成本联系的，是非常重要的设计参数。技术上，货车设计不应该有一刀切的标准化设计，而应该是模块化的策略。组织上，现在整车厂都倾向于购买成熟的模块，而不需要再进行内部研发。能够进行内部研发的都是可以从传统车移植到电动车的模块。

Jan-Welm Biermann教授认为，商用车电动化是很有前景的，但是需要控制成本和细致地市场分析，尤其是对大城市的市场，需要进一步分析和制定策略。

电池成组技术

王渊先生，TE Connectivity汽车事业部中国区新能源产品线经理

王渊先生首先分析了电动车和电池的发展，并着重介绍了TE Connectivity在电池成组技术中的连接和保护解决方案。

针对电池成组的连接问题，TE Connectivity拥有很多先进技术。通过超声波焊解决电芯之间的硬连接问题，模块和模块之间则通过连接器来连接。而对于信号线这样的软连接，TE Connectivity采用了集中模块的方式，将所有的连接线都做到一个模块里，作为一个信号采集中枢，不同模块相互配合。

在电池保护方面，TE Connectivity有四大部分内容：第一部分是针对短路电流，设有智能保险；第二部分是针对电池包的绝缘和回路控制，主要通过预充电继电器、辅助继电器、主继电器的选型和相互配合解决；第三部分是针对整个电池组的通断单元，是定制化开发的方案；第四部分是针对EMC和密封，有三种方式——一种是每根线屏蔽，一种是屏蔽网，还有一种是屏蔽网外再套一层绝缘。

王渊先生指出，连接问题和保护问题是电池成组过程中遇到的两大问题，把这两大问题解决好了，电池组才更加安全可靠。

电动汽车电动机—变速器一体化设计及其控制系统开发

张炳力教授，合肥工业大学车辆工程系副主任/电动汽车研究所所长

张炳力教授介绍了他所在团队对电动机—变速器一体化系统的开发过程。

张教授带领的团队进行的整个开发过程主要分为以下五个个阶段：参数匹配与优化、换档过程分析、协调控制策略开发、仿真分析和台架试验。

第一阶段，参考某新开发的电动汽车设计参数，设计了驱动电动机参数。然后以提高电动机平均效率为目的，综合考虑变速器传动比的选择及其相应换档规律的影响，对变速器传动比进行了优化。第二阶段，结合系统动力学模型，对换档过程及换档质量的影响因素进行了分析，为第三阶段提出了优化目标和要求。第三阶段，考虑到省略离合器的影响，协调控制器需控制驱动电动机与换档执行机构协调工作。控制策略能够判断切换条件并确定驱动电动机与换档机构时序，能够制定卸载加载曲线、确定目标转速。第四阶段，利用MATLAB建立了自动换档模型、协调控制器模型、驱动电动机及其控制模型、车辆动力学模型、冲击度模型，通过仿真验证了控制策略的可行性和有效性。第五阶段，搭建了实验谈价验证协调控制方法对换档质量的优化控制效果。

张炳力教授认为目前他的团队对电动机—变速器一体化系统的开发和设计是比较成功的。目前已经完成了一部分试验工作，也开始装车，装车实测结果是变速器能够正常换档。

用于EPS的先进位置传感器

Oliver Weber先生, 奥地利微电子公司亚洲区市场经理

Oliver Webber先生介绍了奥地利微电子公司（ams）的先进位置传感器的发展情况和在EPS系统上的应用。

未来传感器的发展方向是非接触化、集成化。ams关注的正是非接触式的集成的智能传感器，主要是基于霍尔效应的传感器。在传感器测量区域内，用4个对称布置的传感器代替了原来的1个传感器，测量的不是一个绝对磁场，而是所谓的“差异化磁场”的测量，这种方式不需要的添加额外的屏蔽设备，大幅提高了测量的精度和可靠性。另外，ams关注的并不仅仅是传感器本身的发展，而是从汽车行业的角度考虑系统的减排和成本等问题，典型例子就是传感器在EPS系统上的应用。

目前EPS有很大的市场，做EPS的厂家市场增速都在50%以上。但是大部分EPS用的是有刷电动机，未来两年会全部用无刷电动机替代，这就可以实现系统减重和降低成本的目的。使用无刷电动机的EPS里需要配备3种位置传感器——角度传感器、直流电动机控制传感器和转矩传感器，ams价格低廉却非常高效的解决方案，能够满足ISO26262的严苛标准。ams典型的产品有AS5x47系列转速传感器，采用了DEAC动态角度误差补偿技术，能够将由于信号传递延迟带来的误差降低到几乎为零。

Oliver Webber先生的团队未来会提供更简洁的产品，使用便捷，效果好，且成本低廉，能让客户享受到更安全舒适的驾乘生活。

自动驾驶技术

Tommi Vilenius先生，村田（中国）投资有限公司MEMS传感器产品技术部高级产品经理

Tommi Vilenius先生重点介绍了自动驾驶技术中的传感和交互技术的发展及应用。

Tommi Vilenius先生介绍认为，简单地使用雷达技术可以使自动泊车系统的可用距离增加到10～15m的水平，但是遇到类似于谷歌自动驾驶汽车那样的复杂情形则并不是简单的传感器技术提升就可以达到的，需要利用传感器融合技术。传感器融合技术的使用不但可以有效提高汽车的主动安全性能，还可以增加汽车的被动安全系数。

Tommi Vilenius先生强调，自动驾驶技术中还有很重要的一部分就是人机交互功能。车辆应该能通过各种传感器来测量驾驶员的心率、血压、皮肤状况等参数，或者感知驾驶员的驾驶行为，进而判断分析驾驶员所处的状态，避免出现危险驾驶的情况。除此之外，在理想状态下，汽车还应该具备监控能车辆外部状况的能力，能够完全实现障碍物识别和分类，能够主动帮助驾驶员避开障碍，从而避免事故发生，保障行车安全。

村田公司的主要业务是传感器，同时也有其他产品线，例如电容生产线等。村田公司在人机交互方面做了很多贡献。目前村田公司在手机与汽车相连方面做得是比较突出的，已经为2000万辆汽车配备了相关产品。

Tommi Vilenius先生最后指出，尽管现在自动驾驶需要的传感器技术已经存在，但是还需在精度、使用距离等方面继续提高。同时，在传感器融合技术方面，多厂商的协调合作需要加强，各自孤立不利于技术的进步。

未来人机交互的技术创新——增强现实抬头显示器

Thomas Martin先生，大陆汽车车身电子系统（芜湖）有限公司中国区研发部经理

Thomas Martin先生主要介绍了增强现实抬头显示器（AR-HUD）的发展情况。

现在驾驶员低头驾驶的情况很多，安全隐患严重。从2000年开始，整车厂商开始对抬头显示技术感兴趣。抬头显示技术正在不断发展，市场不断扩大。而增强现实技术与抬头现实技术的结合就是所谓的“AR-HUD”，它可以实现车与驾驶员之间的关于人机工程、安全等各方面的对话。

要真正实现该项技术的全面运用，是有一些必要条件的。首先是车联网，通过车联网能获取车辆周边路况信息和车辆位置信息等；其次是需要大量传感器收集信息，然后通过AR-Creator生成增强现实图像，可以让图像和路面一样躺在驾驶员面前；还有就是需要更为先进和智能的人机界面。条件都满足后，系统工作是非常高效安全的，能够实时将必要的信息告知驾驶员，提醒驾驶员该做什么，例如转弯、变更车道等，还可能出于安全考虑，在告知驾驶员的情况下强制执行某些操作。

Thomas Martin先生认为，目前该项技术的系统成本还是比较高的，需要专门的风窗玻璃，车辆空间也需要足够大，因此目前是在一些高端汽车的细分市场上安装。但是增强现实抬头显示器必然是未来实现全面的人际互动的基础，能够提高驾驶员的舒适感和安全感，同时也能够支持未来的先进驾驶辅助系统。

欧洲的道路弱势群体保护策略

Peter Urban博士，德国亚琛工业大学汽车工程研究院副院长

Peter Urban博士首先介绍了欧洲道路保护的历史，然后介绍了目前欧洲对道路保护的一些要求和针对要求的应对方案，最后介绍了将来的研究方向。

在整个欧洲乃至世界范围内，交通事故中，道路弱势群体的伤亡是非常大的。从20世纪70年代开始，汽车设计方面逐渐出现了保护行人的措施，欧洲也开始了相关的保护道路弱势群体的立法。到2003年，欧洲还为新车测试进行了立法。欧洲对行人保护的要求是很严格的，车辆必须在成人保护、儿童保护、行人保护和安全辅助四个方面都符合法规要求才会被允许上市。2016年开始还会对车辆自动紧急制动系统（AEB）有要求。

为了达到这些要求，被动安全方面首先可以做的就是改变车前脸的设计，可以采用改变形状，改变材料等方法；然后是替换车上较硬的部件，比如刮水器、A柱区域等；在下一步是各种活动部件的进一步改变，例如活动的发动机罩等。主动安全方面有一个重要的项目是AsPeCSS，该项目已经开发出集成行人安全系统的车辆测试和评估程序，已经在欧洲新车测试评估中应用。还有一个项目是SafeEV，改变了车的外形结构，更利于保护行人。

将来的研究重点依旧会聚焦于道路弱势群体如何保护，还有两轮机动车的保护。自动驾驶和非自动驾驶车辆之间的安全问题也是重要的研究方面。还有一个问题就是如何控制车流。

Peter Urban博士认为在道路弱势群体保护方面欧洲走在世界的前列，不同的汽车厂商也开发了各类保护系统。将来这种保护会从行人保护逐渐延伸到整个弱势群体的保护。