中国正积极应对能源与碳排放挑战，特别是在新能源汽车领域。碳排放权其实就是发展权，因此要高效利用碳资源。面对“3060”目标，汽车行业提出了“2028提前达峰，2050近零排放，2060实现中和”的三步走行动计划。
对此，2024年6月7日，在2024中国汽车低碳与可持续发展论坛上，泛亚汽车技术中心驱动系统部硬件工程摩擦学高级技术经理邱劲草介绍了上汽通用的实践成果，包括基于奥特能电池梯次利用的光储冲放一体站、全新一代智电插混系统、重力浇注铝合金零件碳足迹计算模型等。
另外，邱劲草认为，发动机作为动力系统的核心，其复杂性和多功能性使其场景更为丰富。随着ESG的兴起，虽然纯电化成为焦点，但内燃机的研究和发展仍至关重要。基于对摩擦学的潜心研究，邱劲草详细介绍了关于低摩擦技术在发动机领域的应用实践，以期为行业提供更多发展可能。
泛亚汽车技术中心驱动系统部硬件工程摩擦学高级技术经理
以下为演讲内容整理:
碳中和趋势对汽车行业的挑战
人类活动带来的温室气体排放对气候的影响成为世界共识，若维持现有政策场景不变，2100年预计升温2.6~2.9℃。只有制定面向碳中和的长期政策，才能实现巴黎气候大会的到2100年升温低于2℃的目标，并向+1.5℃目标努力。
中国正积极应对能源与碳排放挑战，特别是在新能源汽车领域。碳排放权其实就是发展权，因此要高效利用碳资源。面对“3060”目标，汽车行业提出了“2028提前达峰，2050近零排放，2060实现中和”的三步走行动计划。
分析电动汽车与混合动力汽车的碳排放情况后，发现EV在能源使用阶段的排放最低，但制造阶段尤其是电池制造碳排放较高。因此，需从全生命周期角度审视汽车排放。未来，随着电力脱碳，如采用100%风电，EV的二氧化碳排放将大幅减少。同时，PHEV在特定条件下，如充电条件充足，可实现比EV更低的实际二氧化碳排放。
图源:演讲嘉宾素材
在转型过程中，低碳燃料和碳中性燃料可为混动车型面向碳中和提供新可能。但低碳燃料对二氧化碳排放的改善效果有限，需结合更清洁的电力和完全碳中性的燃料来实现长远目标。
汽车驱动系统的未来技术趋势，取决于地区能源结构和能源技术。若能快速将大量可再生能源纳入电网，纯电动是最佳方案。若可再生电力难以直接利用，可考虑通过电解水等方式转化为碳中性燃料。另外，在追求绿色驱动的同时，还需确保挑战性场景的出行自由，如高原、山地等场景，坚持动力多元化战略，以满足不同场景需求。
关于电力充电问题，当前中国充电企业的竞争力在于与地方供电局的合作能力。在快充站建设中，获得电网冗余是关键挑战，因为即使充电设备技术先进，也受限于电网供电能力。快充对电网的冲击难以缓解，因此储能方案成为必要选择。储能不仅涉及新技术应用，还带来废旧电池回收问题。
上汽通用已建立E代站示范项目，利用回收电池进行储能，支持电动化车辆充电，同时减少对新电池的需求。下一代储能站将基于车规级电池包和控制软硬件，采用“绝对安全策略”，确保储能安全并减少火灾风险。奥特能电池的多热管理技术和无线电池管理系统，确保了电池的稳定性和长寿命。电池在行驶180万公里后，容量仍能保持90%以上，且易于分递次利用，实现电池价值的最大化，符合ESG中的再循环原则。
PHEV领域在今年取得显著突破。自2021年PHEV在中国大幅增长以来，针对中国市场开发了相应的构型，并测试了多款中国自主品牌的PHEV产品。测试显示，插混2.0时代虽改善了能耗和用户体验，但全球标准下仍存在驾驶安全问题，如馈电导致的性能下降和电池安全等。
为应对这些挑战，上汽通用发布了全新一代智电插混系统，采用P1、P3混动结构，配备1.5T发动机。该系统通过深度米勒循环实现了11%的油耗改善，同时保持了132kW、250Nm的强劲动力。该系统采用与奥特能同标准的新一代插混电池，具备递次利用回收功能。总功率达467千瓦，总扭矩760Nm，将应用于上汽通用未来的别克和雪佛兰车型。
图源:演讲嘉宾素材
雪佛兰探界者Plus作为首款搭载该系统的车型，在测试中表现出色，纯电挡可达到140kph，直到纯电里程耗尽，亦可满足城市行驶全部用电；即便匮电情况下动力表现也保持一致，满足城市及高速驾驶需求。实测数据显示，城市行驶耗电11.1kWh/100km，高速行驶油耗4.8L/100km，表现出色。
泛亚当前非常专注结构设计与碳足迹管理。在主导的多项碳足迹调查中，发现中国本土供应链在温室气体排放计算和企业安排上存在挑战。虽然新型软件平台和模式不断涌现，但生产线缺乏精细的碳排放监控。
为应对此挑战，泛亚汽车建立了重力浇铸铝合金零件碳足迹模型，将生产过程拆分并精确计算各环节的电力、物料投入。与供应商合作设置离线电表，实时监控各工序的能耗，并与绿色供应链企业、金融机构紧密合作，推动绿色贷款等金融服务，支持企业节能减排和绿色供应链建设。
基于上述理念，上汽通用上半年推出了两款插电混动和一款纯电车型，注重低碳材料和技术应用，满足未来发展趋势和中国的低碳目标。期待大家的支持，共同推动绿色出行和可持续发展！
低摩擦技术的应用实践
我的主要工作是摩擦学，将降低能耗、减少二氧化碳排放与满足客户需求相结合。摩擦学涉及控制两个物体间的摩擦以减少破坏和能耗。历史上，人类通过润滑等方式改善摩擦，推动重物。现代摩擦学不仅关注节能，还强调维护运动健康、保持结构完整。
基于此，开发了一系列绿色和黄色标注的技术方案，以应对未来高效、轻量化发动机的挑战，包括低碳燃料和碳中性燃料。采用先进涂层，如纳米碳纤维和固体润滑剂，提高耐磨性；以及类金刚石涂层DLC，提高表面硬度，减少机油消耗，改善摩擦和磨损。
图源:演讲嘉宾素材
此外，泛亚还关注轻量化铸造和噪音控制技术。空心化铸造可显著减轻重量、减少能源使用；在齿轮中增加橡胶结构可降低噪音2-3db；塑料齿轮替代金属齿轮，实现更好的噪音控制。目前，正积极开发下一代塑料齿轮，加入先进的玻纤和碳纤，以实现更高的强度和性价比。
上汽通用泛亚中心在技术开发上坚持充分准备，以确保技术引入时不会给用户带来风险。例如，针对新开发的塑料材料进行了长达25个月的耐久性测试，模拟实际使用中的极端条件。同时，注重机油和润滑剂的适配性，确保在实际工况下的性能表现。
泛亚始终将环保与商业利益、用户体验及工作环境平衡考虑，追求可持续发展的未来。在改善结构和降低噪音方面，与仿真技术紧密结合，通过数字化手段进行大量测试，确保设计方案的有效性和可靠性。
在动力系统开发中，特别关注长期使用的摩擦磨损和能耗问题，采用微观检测技术对精密尺寸进行微调，以改善用户体验和降低能耗。同时，也储备了多项技术，如超光级表面的DLC涂层和激光微孔技术，以应对未来高速旋转部件的需求。
在低碳材料方面，采用生物质塑料粒子制作发动机气门导管，实现净零排放和净零碳足迹。此外，还致力于简化电力系统结构，以适应混合动力等未来发展趋势，并适应不同燃料类型的需求。这些努力不仅有助于环保，也对我们的制造工艺和供应链产生积极影响。
目前成果显著，成功推出了轻云级摩擦系统，相较于2014年，在热机环境下摩擦降低了47.1%，并计划进一步降至50.7%。该系统特别适用于混动发动机在低温环境下的摩擦改善，已在实验室取得成功，并将应用于下一代车型中的混动系统。此外，我们还在研发更为先进的28kPa和24kPa级系统。
图源:演讲嘉宾素材
泛亚将这些知识和经验应用于未来动力系统的研发中，并关注长里程混动技术带来的摩擦挑战。面对碳中性燃料如甲醇等带来的润滑系统问题，开发满足市场需求的产品。
发动机作为动力系统的核心，其复杂性和多功能性使其场景更为丰富。随着ESG的兴起，虽然纯电化成为焦点，但内燃机的研究和发展仍至关重要。我们坚信纯电与碳中性燃料发动机的结合，是实现碳中性的有效途径。因此，泛亚持续投入于内燃机的研究，与行业共同推动汽车向更加环保、可持续的方向发展！
