自工程中心申建以来,继成功开发了中国第一辆自主知识产权燃料电池轿车后,持续推进以氢燃料电池为核心的新能源汽车、车路协同为特色的智能汽车,以及汽车空气动力学领域的“卡脖子”核心技术攻关、成果转移转化与行业公共服务,先后获国家级科技奖5项、省部级科技奖20项,获中共中央和国务院“上海世博会先进集体”嘉奖、科技部“十一五”国家科技计划执行优秀团队奖。工程中心是中国第一个智能网联汽车(上海)试点示范区的骨干建设者,国家大型科学仪器中心(汽车整车风洞)获得评估第一(2018),主导建设全球有影响力的上海科创中心中唯一的汽车领域研发和转化平台——智能型新能源汽车科创功能平台。
工程中心围绕三大研发方向,面向国家新能源汽车智能汽车重大科技需求,开展高性能燃料电池电堆与系统、高性能传感器与高性能环境感知、低风阻车身与高集成度底盘关键部件等“卡脖子”关键技术攻关,形成了自主核心技术体系。
1、攻克燃料电池乘用车和商用车的高功率密度、高耐久性、高环境适应性、高安全燃料电池电堆、发动机系统和整车的关键技术瓶颈,解决了高性能燃料电池汽车研发与产业化“卡脖子”难题。
面向燃料电池乘用车和商用车产业化目标,工程中心瞄准高功率密度、高耐久性、高环境适应性、高可靠性、高安全燃料电池电堆和发动机系统的前沿关键技术,实现自主核心技术突破。
工程中心自主突破了高活性催化剂、光化学加工细密化强传质流道、垂直错流高效冷却流场、膜含水状态精准识别、低温冷启动闭环控制、供气压力精准平衡控制、自适应功率分配闭环控制等关键瓶颈技术,在国内率先实现电堆功率密度突破3.2kW/L,首次实现百千瓦级系统进轿车前舱,率先突破零下30℃低温冷启动,在国际首次实现海拔4300米高原实车稳定运行,电堆寿命长达7000小时。开发了高压电前舱、驾驶乘座中间舱与高压氢后舱的“三舱分离”高氢电安全布置结构和氢电互锁安全防控系统,完成了国内燃料电池汽车实车载氢“第一撞”,所制定的国家标准《燃料电池电动汽车安全要求》被欧盟列为与ISO标准对等的国际标准法规,实现了中国汽车标准走向世界的突破。建立了燃料电池系统的规模化生产和质量控制体系,系统零部件数量减少25%,开发周期缩短约50%,实车平均无故障间隔里程达到4.25万公里,在国内率先突破单车20万公里的实际运行里程。
2、攻克智能汽车高性能激光传感器设计、多源信息融合的环境感知与态势认知、分布式驱动线控底盘精准运动控制关键技术,构建了从环境感知到运动控制的自主技术体系。
面向智能汽车高行驶安全目标,工程中心瞄准长寿命低成本的激光雷达传感器、高精度高可靠环境感知认知、高动态行驶动力学控制等前沿关键技术,实现了一系列自主核心技术突破。
工程中心构建了“吸收强点—电场强度—薄膜结构—局域热点”的构效关系,发明了调控驻波/行波场分布的薄膜结构设计技术,薄膜器件损伤阈值达166.67J/cm2,国际领先;攻克了车载毫米波雷达超宽带、数字波束成形和微弱回波探测等关键技术,77/79GHz毫米波雷达实现了200米以上的最大探测距离。研发了融合导航卫星、惯性导航和机器视觉等的多源信息融合的高精度定位和高性能环境感知技术,在复杂城市复杂环境下率先实现广域亚米级无缝定位,并推广应用到道路周边地理环境的多源立体协同精确监测和灾害预警;攻克了车辆极限工况下的高精度车辆运动状态估计、鲁棒自适应运动控制技术,自主开发的分布式驱动线控运动控制技术应用到我国首款列装新能源特种战车嘉陵山猫、国内首款分布式驱动电动客车比亚迪K9、国内首款分布式驱动电动SUV比亚迪唐DM和首款L3自动驾驶电动汽车上汽荣威Marvel X Pro。
3、攻克超低风阻车身外形设计、高结构集成度和高使用品质的制动关键零部件设计与控制等核心技术,建立了整车平台化和底盘模块化结构设计的自主关键技术。
面向新能源汽车低风阻和轻量化目标,工程中心重点围绕优化汽车风洞试验技术、降低空气阻力系数、面向轻量化和冗余安全的电子液压制动系统和摩擦制动器的拓扑优化和集成设计进行核心技术攻关,破除国外技术垄断,建立自主技术体系。
工程中心攻克了3/4开口式风洞低频颤振、背景噪声、边界层厚度和压力梯度控制的核心设计技术,压力脉动系数<0.5%,背景噪声61dB(A)@160km/h,均优于国际其他风洞,形成了高品质的试验段测试流场和声环境;发现了双稳态流动导致测量结果波动和不对称现象内因,提出了长周期测量方法,建立了高精度的风洞测试数据修订技术。创造性地提出汽车最小阻力体设计思想和全局优化设计方法,实现国际先进水平(0.193空气阻力系数)的整车气动设计,促进电动汽车风阻系数进入0.20时代。
工程中心发明了机械解耦冗余安全拓扑构型和多层嵌套高集成度设计的线控液压制动系统解决方案,提出了基于液压力动态估计的自适应摩擦补偿主缸液压力精确方法,推出我国首款线控电子液压制动产品,打破德国博世、大陆等国际零部件巨头在该领域的垄断。对于摩擦制动器,首次系统攻克了高集成度摩擦制动器的准静态踏板感觉、低频制动抖动、中频制动颤振和高频制动尖叫的全频段结构动态设计、试验评价和综合控制技术,引领了行业摩擦制动器的声振品质提升,显著提升了自主制动系统的核心竞争力。