在2017年第七屆中國亞琛汽車和發動機技術年會中，本刊記者有幸采訪到了來自德國亞琛工業大學汽車工程研究院（ika）院長Lutz Eckstein 教授和德國亞琛工業大學內燃機研究院（VKA）院長Stefan Pischinger 教授，并與兩位教授探討了未來汽車發展、車輛電動化、內燃機技術等話題。

 

       AI：2017年，全球汽車行業在電氣化方面步伐加快，您對未來電氣化進程有怎樣的預測？

 

       Lutz Eckstein先生：首先，讓未來的車輛實現電氣化是有良好理由的，這點是很重要的，但是，電氣化程度應該根據車輛級別和使用用途予以合乎理智的決定。在許多情況下，現代化內燃機與一臺或多臺電氣機械的組合會是最佳的解決方案。就我個人而言，我期待插電式混合動力汽車扮演主要角色，因為這種汽車除了具備高效內燃機的長距離旅行能力之外，還可提供50~100?km的電動行駛里程。當然，我們在未來還會看到不同類型和容量的電動車，這些車都將成為城市行駛的理想選擇。

 

       Stefan Pischinger先生：在2017年下半年，許多車企都有汽車電氣化方面的動作，但很多結果都是“打算”和“計劃”。其實購車者也會有決策性的答案給出，他們會根據對車型的喜愛程度、汽車充電的方便程度以及價格等方面的情況作出購買決定，從而也會對汽車電氣化進程產生影響，所以我預計到2030年，仍然會有約70% 的在售車輛裝有內燃機。

 

       AI：目前來看，混合動力汽車、純電動汽車在技術層面還有哪些挑戰和發展前景？

 

       Lutz Eckstein先生：從第一輛電動汽車被制造出來至今，電池和充電技術始終是最大的挑戰。目前，電池和充電技術仍然是至關重要的，需要重大改進，不僅僅是能源和能量密度，還有價格方面。

 

       Stefan Pischinger先生：技術方面需要遵從市場的需求和要求。當前，主要挑戰是將電動汽車的續駛里程增加到一個可以接受的范圍，降低再次充電所需要的時間，建設足夠覆蓋行駛面積的充電站。另外一方面，電動汽車總體系統價格需要達到一個經濟實惠的水平。再者，隨著分享移動性的不斷豐富，不斷改變的移動行為將導致出現一個范圍更加寬廣的不同車輛平臺，這個平臺會有一些附加的應用，像微型汽車或快速載客系統（people mover）。為了應對這些范圍寬廣的品牌，車企需要足夠靈活的、能適應不同情況的電動汽車平臺，包括模塊化電池包、高度集成化的電力驅動裝置，把電動機、變速器、逆變器和智能動力控制等不同系統和裝置綜合起來。在政府工作方面，我們需要加快充電基礎設施的大范圍擴展，并轉向可再生能源，并對電動交通（E-Mobility）進行智能化的鼓勵。

 

       AI：傳統內燃機也將步入全面電氣化的時代。一方面，48V系統、增程器等的應用，將使得整個動力總成系統展現出一種新的局面；另一方面，內燃機本身的燃油效率需要提升到40%以上，滿足更高要求。內燃機的燃油效率到底還有多大提升潛力？哪些技術將會對此有幫助？

 

       Stefan Pischinger先生：最佳內燃機技術取決于應用。用于48?V常規動力總成的最佳汽油發動機，不同于完全混合動力配置的最佳解決方案。采用先進技術，內燃機的最大熱效率可以達到50%，綜合采用混動化是達到這種效率的技術保證。例如，電動機可以支持內燃機提供優質低速轉矩，這就開啟了從渦輪增壓器適應方面提高效率、獲得實惠的可能性，或者與串聯混合配置相結合，可以對內燃機的運行點進行控制，把重點放在效率上，從而對內燃機進行更加優化的布置。

 

       就CO2排放數據而言，當下的柴油動力系統已經具有非常有利的真實燃油效率了，而且仍然代表著重型應用的主要動力系統。不過，采用電力牽引的局部協助，從成本效益好的48?V技術朝著更高電壓的全混合設計前進，可以進一步節省燃油并進一步降低排放。再者，由于電氣化程度的提高，駕駛樂趣和運行舒適性也會得到進一步精細化。

 

       AI：模塊化也許是動力總成未來的發展趨勢，您如何看待這個問題？

 

       Stefan Pischinger先生：汽車行業面臨巨大壓力，因為多種移動性解決方案都必須平行地發展。為了平衡所有各個方面的工作，必須應用高度集成化的模塊化概念，以便能以經濟實惠的方法，覆蓋所有可能的動力傳動系統。在汽車行業里，模塊化的發展趨勢并不新鮮。近年來，為了實現規模化經濟及增加OEM裝配工廠的靈活性，所有主要OEM都引入了模塊化汽車和動力總成架構體系。

 

       盡管第一代插電式混合動力及全電動汽車的基礎，是以現有內燃機為重點的模塊化機構體系，而現在原始設備生產制造企業正在引入專用車輛平臺，就像大眾汽車公司的MEB平臺。模塊化和靈活性將是進一步降低電氣化動力總成成本的主要貢獻者。

 

       AI：多種ADAS是實現自動駕駛的基礎，如何很好地把它們集成起來，而不是簡單地疊加，并且滿足最終的整車測試要求，您有什么建議？

 

       Lutz Eckstein先生：首先我們必須區分不同水平的自動化，今天的自動駕駛輔助系統減輕了駕駛人的緊張程度，但是，駕駛責任仍然是駕駛人的。高度和完全自動化的駕駛，意味著駕駛人可以將駕駛工作和駕駛責任下放給車輛。這些系統需要對環境進行冗余和全面的理解和解釋，并且要具有穩健的決策過程、路徑規劃以及對轉向盤和制動器配備冗余執行機構等。同時，軟件架構體系和執行過程必須容許更新和升級，因為未來與今天相比，會有要求完全不同的方法。

 

       AI：當前，自動駕駛非常熱門，各種關鍵技術正在不斷突破，各種真實路況的測試也在進行中。從SAE 3級到4級、5級，將分別要跨越怎樣的技術障礙？

 

       Lutz Eckstein先生：我們需要區分不同車輛類型和應用，打個比方，與開發一款在城市行駛的自動駕駛的出租汽車相比，讓商用車實現在高速公路上的自動駕駛要簡單得多。對于所提到的所有自動化駕駛水平來說，確保足夠安全性的方法和過程是最大的挑戰。

 

       純電動概念車SpeedE

 

       AI：德國亞琛工業大學的純電動概念車SpeedE體現了哪些全新、獨特的概念？

 

       Lutz Eckstein先生：我們研發的純電動汽車SpeedE的目的是將“E-Mobility”轉換成“Pure Emotion”。因此，為了克服今天車輛的缺點，我們最終利用了電力驅動裝置的優點。舉個例子，當我們想朝相反方向行駛的時候，我們經常需要在車流中倒車，而且車輛的轉彎半徑太大。而利用汽車前方的內燃機占據的空間，我們可以將前輪轉動90°，這樣就容許我們一步就將汽車轉過來。我們已經習慣于在操縱的時候，多次轉動轉向盤，而SpeedE的控制就像控制帶側置駕駛桿的現代化飛機一樣，其動作行為就好像前輪轉向被機械地耦合到一起。這種類似動感賽車的駕駛體驗，給駕駛人的感覺就像駕駛飛機一樣，在SpeedE里，還有更多的創新，不斷創造出全新的架乘體驗。