2011年6月9日,在博世博克斯贝格试车场举办了第60届国际汽车媒体交流会,庆祝博世公司诞辰125周年。邀请了世界主要汽车市场35个国家330名记者参加,中国也派了多名记者参加。
2010年博世公司销售额为473亿欧元,同比增长24%,其中汽车技术281亿欧元,占全球销售额59%。亚太区销售额110亿欧元,在中国销售额373亿元人民币(42亿欧元),其中汽车技术销售额233亿元人民币。
博世公司汽车技术业务销售额在2011年将首次突破300亿欧元,实现10%增长。2011年第一季度销售额同比增幅达15%。2011年汽车技术业务员工由目前167000人增加到177000人,增长主要在亚太地区。2011年博世在汽车技术领域研发投入高达32亿欧元。短短12年,博世汽车技术业务亚洲销售额翻了两番多,从占6%增至26%,销售额从10亿欧元增长到74亿欧元。
现就主动安全创新技术的发展、优化内燃机技术、电动出行——博世的策略和展望等三个方面来阐述博世创新技术的发展。
主动安全创新技术的发展
博世近30年来致力于实现更安全驾驶,拓展主动和被动安全系统。ABS是1978年最早由博世开发并作为首个供应商在全球实现批产;1981年推出安全气囊电控单元;1995年推出ESP,它是继安全带之后最为有效的安全系统。现在博世ABS、ESP已发展到第九代,2010年已开始生产。2011年ABS9、ESP9将在中国生产。
博世公司发展了预防性防碰撞的主动安全系统如预测性紧急制动系统、侧向视野辅助系统、车道偏离警告系统和夜视系统。
博世公司预测性紧急制动系统是在即将发生追尾碰撞时,向驾驶员发出警告并制动。如果系统判断出碰撞不可避免,将施加部分制动干涉。在所有导致伤亡的追尾碰撞事故中,其中72%可通过这一系统避免发生追尾碰撞。
针对市区中心拥堵地区,可提供带有低速度附加功能的紧急制动辅助系统,系统在车速低于30km/h时开始工作。雷达传感器可探测车辆周围的环境,同时ESP控制紧急制动系统。如果该系统探测到有追尾碰撞的危险,车辆之间的速度差低于20km/h时,系统采取紧急制动,能完全避免碰撞的发生。此系统仅在德国每年就能防止超过50万起轻微交通事故的发生,可节约3.3亿欧元的维修费用。2010年,奥迪A8、奥迪A7和奥迪A6、大众途锐都采用了博世公司的预测性紧急制动系统。
车道偏离是最易发生的交通事故之一,利用摄像头探测道路车道标线的功能与其他系统整合,可为驾驶员提供帮助。在德国,可减轻或避免1/20的交通事故伤亡。在美国,车道偏离警告系统可在车辆过于接近车道边缘时进行报警。可通过视觉、听觉、触觉信号(转向盘振动)等方式,向驾驶员发出警告。车道保持系统比车道偏离警告系统更先进,它不会向驾驶员发出警告,而是主动将汽车保持在车道中。系统可以纠正车辆的行驶方向。如果驾驶员使用转向灯时,车道保持系统不工作。车道保持系统可避免1/4车道偏离而造成的交通事故。在德国如所有车辆安装车道保持系统,每年可挽救250条生命。
驾驶员偏离车道是因为瞬间注意力分散或在傍晚和晚上产生困倦。博世公司开发驾驶员疲劳探测系统会不断监测转向角传感器发出的信号。研究表明,驾驶员瞌睡前通常含有典型的转向作用,如果探测到该行为,系统会向驾驶员发生警告。研究表明,美国17%致命交通事故是由驾驶员过度疲劳引起。2010年底起,大众帕萨特轿车采用博世公司的驾驶员疲劳探测系统。其他车型也将陆续采用。
2000年,博世推出了第一代雷达传感器,应用于自适应巡航控制系统。目前第三代长距离雷达传感器与第一代相比,尺寸减小2/3,性能则显著提高。在雷达传感器中首次采用硅储技术,大大降低了成本。第三代长距离雷达传感器的探测范围达250m,探测角度30°,是自适应巡航控制系统和预测性紧急制动系统的最佳选择。
到2012年底,博世将提供中距离雷达传感器,其性能略降,性价比更高,以诱人的价格应用于中型和紧凑型轿车。该雷达传感器最大探测距离为160m,最大探测角度45°,可适用于自适应巡航控制系统、紧急制动系统、改变车道或离开停车位等危险警告功能。
到2015年,预计欧洲约15%的新车将配有预测性紧急制动系统和自适应巡航控制系统。
视频传感器可提供大量信息,可与雷达传感器合并使用。能探测行人与车辆信息,有效防止在交叉路口的事故发生。视频传感器凭借精晰度更高的视频数据,当其他车辆突然加速并进入驾驶员的驾驶路线中时,系统可更快地响应。
采用多功能摄像头时,可识别交通标志与路线,驾驶室内可展现当前驾驶状态下的有效限速、禁止超车。此外,也可使车道保持与车道偏离功能的批量生产。博世的交通标志识别系统已于2010年应用在奥迪A8中。它应用于车道偏离警告和自适应车灯控制系统中。预计2015年,欧洲1/10的新注册汽车会装备视频传感器。
优化内燃机技术
内燃机仍将在未来汽车上发挥着重要作用。到2020年,博世公司预测轿车和轻型货车市场需求量每年将达到1.04亿辆,其中300万辆为纯电动车或插电式混合动力车;600万辆为混合动力车;1亿辆为内燃机新车。
近日,全球许多国家都为减少CO2排放设定了共同的目标。2009年,欧洲乘用车CO2平均排放量为146g/km。欧盟目标到2015年CO2排放量降低11%,减少到130g/km。2020年CO2排放量进一步降低到95g/km,即在2009年的基础上降低35%。欧盟2025年的目标是每辆新车平均CO2排放量为70g/km,相当于汽油机3L/100km或柴油机2.6L/100km,比现在平均水平降低50%。
从中期发展来看,内燃机(汽油机、柴油机)油耗和CO2排放将降低30%。采用混合动力系统能在此油耗和CO2排放基础上再降低10%,再加上汽车的改进包括低阻力轮胎,轻量化与减少空气阻力系数等,可使内燃机汽车未来油耗和CO2排放量减少到目前平均水平的一半。博世能为汽车提供实现节能减排的汽油机和柴油机技术来实现2020年CO2排放降低到95g/km目标。
对发动机而言,最有效的方法是小型化,在减少发动机排量和汽缸数同时,并提高发动机性能。
2011年底开始,博世合资企业Bosch Mahle Turbo Systems(博世马勒涡轮增压器系统公司)将新型增压系统投入生产。该系统是专为乘用车和商用车内燃机开发。预计到2015年可生产100万只高性能涡轮增压器。
汽油发动机采用汽油直喷技术,可使爆震极限达到更高的增压负载与等级,实现低转速下高扭矩。在柴油机中,在采用直喷和涡轮增压技术后,采用柴油共轨燃油喷射系统,采用多次喷射(预喷、主喷和后喷),可节约燃料、减少废气排放。博世已批产1400bar、1600bar、1800bar、2000bar乘用车柴油共轨系统。2011年底,将首先实现喷射压力2200bar乘用车柴油共轨系统的批产。并已开始2500bar柴油共轨系统的研究。以满足欧洲欧Ⅴ、欧Ⅵ排放标准要求。
除了提高柴油机共轨系统喷射压力及微粒捕集器外,博世致力于研发降低NOX排放系统,2008年已用于美国乘用车上,2009年在欧洲量产,能使柴油车满足2015年实施的欧Ⅵ排放标准。
柴油乘用车SCR和1600bar柴油高压共轨系统配合使用,在亚洲市场获得了广泛应用,为满足中国国Ⅳ、国Ⅴ排放标准,博世开发了低成本的喷射压力为1400bar~1800bar柴油高压共轨系统。
博世公司开发的起/停系统可节省4%的油耗和CO2排放(新欧洲行驶循环)。在城市交通情况下可使燃油耗和CO2排放减少8%。
博世正在研究利用燃烧室压力传感器实现燃烧控制,在柴油机上应用可变气门控制。同时,正在研究提高汽车系统效率的变速器、废热能量回收、减少对冷却需求等。
电动出行——博世的策略和展望
不少国家对电动车实行鼓励性政策,加快了电动车的发展步伐,电力驱动技术与内燃机新技术同时在飞速发展。
近期,博世在德国的希尔德斯海姆工厂生产用于混合动力车的高效电机。在欧洲,博世与戴姆勒公司合作成立合资公司共同开发和生产用于电动车的电机。预计从2012年开始,这些电机将会应用在奔驰和Smart的电动车上,还将销售给其他汽车制造商。博世公司与戴姆勒合资公司还将生产电力电子控制器并批量生产。此外,博世与三星视界合资公司——SB LiMotive从2010年开始在韩国蔚山为电动车生产镍钴锰三元材料锂离子蓄电池,首先为宝马Magacity、ActiveE电动车配套。博世还成功研发了适用于插电式混合动力车和电动车的蓄电池充电设备。
目前,博世专注于开发并联式强混合动力和轴分离式混合动力系统,可实现在纯电力驱动下短距离行驶。在并联式混合动力车中,电机是集成在内燃机和变速器之间。轴分离式混合动力车的特点是内燃机位于前桥、电驱动位于后桥,这使汽车采用四轮驱动大有好处。
从2010年开始,博世为保时捷卡宴和大众途锐提供并联式混合动力技术。近期,又为保时捷Panamera提供这一技术。2011年,标致雪铁龙(PSA)将推出3008Hybrid4柴油混合动力车,它将采用博世创新的轴分离式混合动力技术。到2013年,博世将为12家汽车制造商的20个不同项目,实现电机、电力电子控制器和锂离子蓄电池技术等核心部件批量生产。
SB LiMotive合资工厂除了为宝马i3和1系Active E轿车提供锂离子蓄电池外还为菲亚特500EV提供锂离子蓄电池。通用和福特的美国企业联盟已与该合资企业签署了价值8407美元的合同来为其开发锂离子蓄电池及系统。计划到2015年,该合资工厂的锂离子蓄电池年产能扩大到4000兆Wh,可满足18万辆电动车需求。由于很多欧洲汽车制造商与该合资工厂签订合同,博世考虑在2013年以后在欧洲建立一个生产基地。
到2015年,SB LiMotive工厂生产的能量为35kWh锂离子蓄电池,其续驶里程可达200km,并能保证12年使用寿命。计划到2015年,每kwh蓄电池价格为350欧元,到2020年下降到250欧元。尽管如此,6000~12000欧元蓄电池价格仍是未来电动车和混合动力车成本的主要部分。插电式混合动力车将是近来发展的主要方式,相比传统内燃机汽车,其成本高出10%,尚在可接受范围内。在上海的博世合资企业——联合汽车电子有限公司拥有约100名员工,专门为中国汽车制造商开发电力驱动技术。已准备在该公司内进行电力电子控制器和电机本土化小规模量产。博世还为中国客户制造了纯电动样车,动力总成全部由博世生产的零部件组成。包括电力电子控制器、电机、辅助单元,可再生制动系统、热管理系统和锂离子蓄电池。
到2020年,电动车成本大约比内燃机汽车成本高45%,大约有6000欧元来自蓄电池。因此,最重要问题是降低成本,使消费者能够接受电动车。为此,博世将降低电动车成本作为其首要任务。
自2010年起,第一代电力电子控制器——逆变器已在保时捷卡宴和大众途锐混合动力车中量产,其体积为10L。即将在2012年投入批产的第二代逆变器具有相同功能但其体积为8L。2013年,第三代逆变器其体积不变但其功率提高1/3。
博世公司独立研发将逆变器与半导体功率模块等集成。2009年,博世与功率模块半导体企业英飞凌公司合作,开发生产功率模块的半导体元器件,在博世半导体工厂生产最先进的功率模块半导体元器件,博世投资6亿欧元用于半导体生产,新建了硅片工厂。