2023年9月1日-3日,2023中国汽车产业发展(泰达)国际论坛在天津召开。本文重点凝聚9月2日开幕大会上,院士对汽车行业技术趋势、核心问题等方面的研判,把脉行业发展方向,为技术突破、政策制定、产业方向提供院士智慧。如关注更多演讲内容,请点击下方卡片,进入中国汽车工业信息网小程序查阅泰达汽车论坛专题。

中国工程院党组成员、副院长、中国工程院院士 钟志华:需强化先进计算技术及工业仿真软件的技术突破

中国工程院党组成员、副院长、中国工程院院士 钟志华
计算机在应用以来,长期应用在汽车领域,高质量促进汽车数字化研发与创新设计,助推汽车电动化、智能化、网联化历史变革。此外,先进计算技术的不断进步与创新为汽车行业带来了更高的安全性、智能化、环保性和舒适性,加速了汽车设计、自动驾驶、车联网、数据分析和安全保护等领域的发展。
一是先进计算技术助力汽车更安全可靠。采用数值计算技术和CAE软件对汽车碰撞试验进行计算机仿真,提高了汽车的碰撞安全性。特别是高性能计算技术是碰撞仿真工程化应用的关键,在驾驶员损伤分析、头型损伤分析、评估汽车结构强度和刚度等安全分析领域具有广泛应用,以更低成本、更快开发效率确保汽车安全。
二是先进计算技术高效推动汽车舒适与环保。舒适性方面,通过结构参数对汽车振动特性的仿真分析,有效改善汽车乘坐舒适性;采用CFD流体分析软件模拟车内空气流动,提升驾乘体验。环保性方面,先进计算技术在燃油汽车发动机燃料仿真分析、汽车结构热分析及热固耦合分析等方面应用前景广阔,可有效提高燃油经济性和降低环境排放。
三是先进计算技术在减阻与节能领域应用效果显著。通过对车辆外形、空气流动和气动力特性进行仿真模拟,优化车辆的气动外形、空气动力性能、结构轻量化,可降低汽车空气阻力、整车质量,减小燃油消耗。
四是先进计算技术在智能与自动驾驶领域使用前景广阔。先进计算技术和仿真模拟软件在自动驾驶领域已实现大规模应用,可实现引导车有人驾驶、跟随车无人驾驶,推动物流运输、无人矿卡、城市公共交通智能化和网联化。目前,团队基于一汽解放JH6车型引导式自动驾驶系统的开发,通过横向和纵向速度控制,实现园区场景60km/h下10米车间距安全行驶。
五是我国在先进计算取得成绩的同时,仍应注意到我国在先进计算与工业软件领域存在“卡脖子”问题。目前,国外CAE软件市场占有率在95%以上,特别是汽车CAE软件40余款,其中国产软件应用率严重不足,我国应加强工业软件开发力度,摆脱核心研发工具对国外的依赖,构建汽车先进计算软件信创体系。
最后,建议加快高算力芯片发展,利用现有芯片发展更多智能化产品,强化先进计算及工业仿真软件在自动驾驶、网络化与智能化、以电池为核心的新能源车辆技术、智慧交通生态系统、个性化出行体验等领域的应用,推动汽车产业创新。
陈清泉院士:创新驱动、新能源汽车的新属性、关键技术与跨界融合

陈清泉院士
科学是推动人类社会发展的源动力,社会的发展需历经科学文明、科技文明再到产业文明。此外,经济的发展历史从农业经济转向工业经济,再到当前的数字经济;能源转型历经了从木材到煤炭,再到石油和天然气,最终发展到当前可再生能源,我们当前正处于社会转型、能源转型的重要时刻,应注重新能源汽车电驱动、芯片等核心技术创新、四网四流融合技术发展。
一是智能网联汽车是多技术门类融合发展的产物。智能网联汽车是交通、能源、信息的融合体,是机械产业、电气产业、电子产业、信息通信产业的融合体,是机械学科、电气学科、电子学科、信息学科的结合。此外,智能网联汽车不仅是交通工具,更是物联网的节点、大数据的源泉、宽带移动的智能终端、5G通讯的推动者,智能电动汽车本身又是计算机和移动分布能源的载体。
二是推动汽车与电网友好互动,发展充换电数字化解决方案。新能源汽车产业发展,应克服能源交互问题,通过基础设施的完善,特别是新能源的间歇性和电动汽车工况的间歇性互补、电网削峰填谷,发挥电动汽车作为移动储能和移动紧急电源的作用,推动快慢充和换电融合、充电设备互联互通、充电运营服务人性化、运行维护保养数字化,破解新能源汽车与电网融合难题。
三是推动新能源汽车电驱动、功率半导体和芯片创新。纯电动、混合动力、传统柴油动力等多元化技术路线,是新能源商用车动力系统的必然发展趋势。此外,新能源汽车电机控制器轻量化、高性能、长寿命的发展趋势驱动着IGBT模块往更高功率密度、更高结温、更高可靠性的方向发展,也对芯片技术和封装技术提出了更加苛刻的要求。
四是四网四流融合成为产业发展必然趋势。能源网、信息网、交通网是经济基础的三大支柱,而人文网是上层建筑的重要组成部分,将能源革命、信息革命、汽车革命联动,将上层建筑的人文网和经济基础的能源网、信息网、交通网融合,有望产生颠覆性的经济效益和生态效益。此外,四网(能源网、信息网、交通网、人文网)和四流(能源流、信息流、物质流、价值流)融合,可以将人的主观能动性和能源革命、信息革命、交通革命联动起来。