在國(guó)內(nèi)企業(yè)份額不到1% 的細(xì)分領(lǐng)域中,想要奪回中國(guó)智能汽車(chē)“手腳” 甚至“小腦”的自主權(quán),絕非易事。拿森從零破局,實(shí)現(xiàn)自主線(xiàn)控制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)和量產(chǎn)的突破,也就有了樣本意義。實(shí)現(xiàn)中國(guó)汽車(chē)供應(yīng)鏈的自主、安全、可控,“拿森們”正在自己深耕的環(huán)節(jié)上不斷求索。
1%的危險(xiǎn)與機(jī)遇
一輪看似尋常的汽車(chē)冬季標(biāo)定測(cè)試, 因?yàn)椤安坏?%”這個(gè)數(shù)字,或?qū)⒁饬x重大且深遠(yuǎn)。
2021年春節(jié)前后,上海拿森汽車(chē)電子有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“拿森”)的工程師們忙著對(duì)其線(xiàn)控制動(dòng)系統(tǒng)等一系列產(chǎn)品進(jìn)行全面的冬季大考。其官方消息顯示,此次測(cè)試規(guī)模空前,共有16款車(chē)型參與,覆蓋轎車(chē)、SUV、輕型卡車(chē)等多種車(chē)型,涉及比亞迪、福特等多家車(chē)企。
在每年進(jìn)行冬季測(cè)試的汽車(chē)大軍中, “16款”、“數(shù)個(gè)品牌”的確不是一串耀眼的數(shù)字。但于國(guó)內(nèi)汽車(chē)線(xiàn)控領(lǐng)域而言,也許將是自主新突破的一個(gè)重要起點(diǎn)。
近年來(lái),汽車(chē)“新四化”大潮洶涌,自動(dòng)駕駛高歌猛進(jìn)。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)識(shí)到,“無(wú)線(xiàn)控,不自動(dòng)駕駛”。具體而言,自動(dòng)駕駛系統(tǒng)可分為感知層、決策層以及執(zhí)行層。線(xiàn)控底盤(pán)相當(dāng)于智能汽車(chē)的“手和腳”,是其落地的終極載體,部分智能化功能依賴(lài)于線(xiàn)控底盤(pán)的執(zhí)行。
線(xiàn)控底盤(pán)的控制主要通過(guò)制動(dòng)系統(tǒng)(EBX、ESC、ABS)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS) 等實(shí)現(xiàn)。據(jù)業(yè)內(nèi)專(zhuān)家介紹,這兩項(xiàng)是當(dāng)前線(xiàn)控的主要難點(diǎn)和重要研究方向,是支撐智能電動(dòng)汽車(chē)各種功能和性能的基石,也是車(chē)輛經(jīng)濟(jì)性能提升的關(guān)鍵技術(shù)。
作為汽車(chē)電動(dòng)化與智能化兩個(gè)賽道的核心交匯點(diǎn),線(xiàn)控底盤(pán)已經(jīng)站上汽車(chē)進(jìn)化的新風(fēng)口,跨國(guó)零部件巨頭在這一領(lǐng)域爭(zhēng)相落子,博世、大陸、采埃孚、日立、舍弗勒等一眾企業(yè)幾乎順勢(shì)壟斷了中國(guó)市場(chǎng)。
這直接導(dǎo)致該領(lǐng)域被外資技術(shù)“卡脖子”多年?!疤貏e是線(xiàn)控制動(dòng),尤其ESC車(chē)身穩(wěn)定控制系統(tǒng),國(guó)產(chǎn)化率甚至低于1%, 行業(yè)應(yīng)高度重視?!?拿森CEO陶喆憂(yōu)心忡忡地透露了這一非常不樂(lè)觀的占比,“這意味著(自主企業(yè))幾乎無(wú)一幸存”。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露,造成這一局面的重要原因之一是,線(xiàn)控及相關(guān)技術(shù)涉及底盤(pán)核心技術(shù)開(kāi)發(fā)和高安全等級(jí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā),且是國(guó)際上前沿底盤(pán)制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù),開(kāi)發(fā)難度和門(mén)檻非常高,國(guó)內(nèi)鮮有成熟產(chǎn)品或案例,成本也相對(duì)較高。
陶喆曾陸續(xù)在博世、上汽工作多年,專(zhuān)門(mén)從事線(xiàn)控底盤(pán)的研發(fā)工作,對(duì)這種“手腳” 被束縛之痛感受更深:“未來(lái)進(jìn)入高級(jí)自動(dòng)駕駛階段,車(chē)輛可以通過(guò)OTA在云端刷新軟件,假如負(fù)責(zé)執(zhí)行的關(guān)鍵零部件都是外資企業(yè)的,一旦發(fā)生黑客入侵等事件,車(chē)輛完全失控,風(fēng)險(xiǎn)巨大?!?/p>
在當(dāng)前國(guó)內(nèi)外大環(huán)境的影響下,國(guó)家已將構(gòu)建自主安全可控的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈提升至前所未有的高度。近期國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021— 2035)》就明確指出,汽車(chē)核心零部件要實(shí)現(xiàn)自主可控,要攻克線(xiàn)控執(zhí)行系統(tǒng)這一“卡脖子”的核心技術(shù)。
這不僅是以拿森為代表的自主線(xiàn)控企業(yè)的重大戰(zhàn)略機(jī)遇,更是與外資企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的首要戰(zhàn)略?xún)?yōu)勢(shì)。
“要么就做中國(guó)企業(yè)沒(méi)做出來(lái)的,要么就做沒(méi)做好的?!痹谔諉葱闹?,拿森就是肩負(fù)這樣的使命而生,要代表中國(guó)隊(duì)、代表民族解決一個(gè)領(lǐng)域的難題,要代表自主企業(yè)與外企競(jìng)爭(zhēng)。
解放“手腳”,自主突圍
2016年春,拿森在這個(gè)有“自動(dòng)駕駛元年”之稱(chēng)的年份應(yīng)時(shí)成立。雖然市場(chǎng)與大勢(shì)可期,但這片藍(lán)海并不“藍(lán)”。外資巨頭環(huán)伺, 拿森只能強(qiáng)化優(yōu)勢(shì),拼命奔跑。
國(guó)外企業(yè)在汽車(chē)底盤(pán)領(lǐng)域已經(jīng)有100多年的積累,有一套完整的方法論、體系化的開(kāi)發(fā)流程,包括如何開(kāi)發(fā)、如何驗(yàn)證,如何找到潛在的bug、如何修復(fù)等。拿森在技術(shù)上卻仍有自信,因?yàn)槠浜诵难邪l(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在這一細(xì)分領(lǐng)域深耕15年,具備核心全棧線(xiàn)開(kāi)發(fā)能力和軟件ASPICE的開(kāi)發(fā)能力。“我們的核心競(jìng)爭(zhēng)力就是具備全正向的產(chǎn)品定義和開(kāi)發(fā)能力,并在這些方面有真正的積累?!?陶喆認(rèn)為,這一點(diǎn)非常關(guān)鍵。
一個(gè)有力的證明是,2018年三季度, 拿森在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了NBooster智能線(xiàn)控制動(dòng)系統(tǒng)的量產(chǎn),比外資企業(yè)同類(lèi)產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)時(shí)間提前幾個(gè)月。這一成果也被上海市經(jīng)信委認(rèn)定為“國(guó)內(nèi)首臺(tái)突破高端智能裝備”。在研發(fā)與生產(chǎn)中,拿森開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)多項(xiàng)“第一”,包括引進(jìn)國(guó)內(nèi)第一批用于驗(yàn)證線(xiàn)控剎車(chē)系統(tǒng)的試驗(yàn)設(shè)備,打造了國(guó)際先進(jìn)水平的試驗(yàn)中試平臺(tái)以及中國(guó)第一條智能線(xiàn)控剎車(chē)批量產(chǎn)線(xiàn)等,形成了“研發(fā)-中試-檢驗(yàn)-量產(chǎn)”的完整產(chǎn)品開(kāi)發(fā)體系。
官方資料顯示,成立至今,拿森公司掌握了線(xiàn)控制動(dòng)、線(xiàn)控轉(zhuǎn)向、車(chē)輛穩(wěn)定控制等線(xiàn)控底盤(pán)全方位自主核心知識(shí)產(chǎn)權(quán), 已擁有130余項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
經(jīng)過(guò)近兩年的快速發(fā)展,拿森成長(zhǎng)為國(guó)內(nèi)首家實(shí)現(xiàn)線(xiàn)控底盤(pán)制動(dòng)產(chǎn)品大批量產(chǎn)的企業(yè),實(shí)現(xiàn)了自主線(xiàn)控制動(dòng)系統(tǒng)從0到1的技術(shù)和量產(chǎn)突破。拿森終于在外企包圍的線(xiàn)控關(guān)鍵領(lǐng)域打開(kāi)了一個(gè)缺口,與涌入這一行業(yè)的國(guó)內(nèi)企業(yè)一起邁出了重要一步,并憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)和更高的市場(chǎng)占有率在其中脫穎而出,儼然線(xiàn)控領(lǐng)域的自主“頭羊”。
各種新的挑戰(zhàn)與質(zhì)疑卻從未停止。
陶喆最常被問(wèn)起的大約有兩大類(lèi)問(wèn)題,一類(lèi)是“你們的產(chǎn)品究竟好在哪”,另一類(lèi)是“拿什么與外資巨頭競(jìng)爭(zhēng)”。
在產(chǎn)品方面,拿森一直在努力證明自主線(xiàn)控技術(shù)解決方案更好。
春節(jié)前,特期拉加速失控撞車(chē)事件頻頻登上業(yè)內(nèi)熱搜榜。在專(zhuān)業(yè)人士看來(lái),這與特斯拉車(chē)輛采用的one-pedal方案有重大關(guān)系,因?yàn)樗鼘⒓铀俸蜏p速功能集中在一個(gè)踏板上,操作中右邊的油門(mén)踩下去是加速、往回收是減速,與傳統(tǒng)車(chē)輛的兩個(gè)踏板設(shè)計(jì)完全不同。這就改變了用戶(hù)的正常駕駛習(xí)慣,應(yīng)急場(chǎng)景下可能誤把油門(mén)當(dāng)成制動(dòng)踏板,錯(cuò)誤操作而導(dǎo)致失控。
一般制動(dòng)會(huì)消耗汽車(chē)30%左右的能耗,特斯拉等車(chē)企之所以采用這種單踏板模式,是希望最大限度回收制動(dòng)能量,降低車(chē)輛能耗,延長(zhǎng)電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程。
是否有既增加制動(dòng)能量回收又不改變駕駛員駕駛習(xí)慣的兩全方案?
拿森有,是他們自主研發(fā)的協(xié)調(diào)式的能量回收系統(tǒng),NBooster智能制動(dòng)系統(tǒng)。
據(jù)陶喆介紹,這套產(chǎn)品已經(jīng)過(guò)三代技術(shù)迭代,在多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)景可有效回收制動(dòng)中消耗的20%的能耗,使純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程增加10%-15%,單車(chē)成本節(jié)省3000-7000元,也降低了多裝電池的能耗和安全隱患。于消費(fèi)者而言,其適用溫域更寬,工作溫度范圍已經(jīng)擴(kuò)展至-40℃- 105℃,可以部分緩解他們關(guān)于電動(dòng)車(chē)冬季續(xù)航里程大幅縮水的焦慮。
不僅如此,NBooster的智能化等級(jí)已經(jīng)達(dá)到L3級(jí),制動(dòng)響應(yīng)非???,可實(shí)現(xiàn)在200ms以?xún)?nèi)建立100bar最大制動(dòng)壓力,相比傳統(tǒng)系統(tǒng)縮短3-5m最大制動(dòng)距離,安全性更好,壽命長(zhǎng)且無(wú)須售后維護(hù)。與國(guó)際產(chǎn)品相比,NBooster還具有無(wú)噪音、踏板感一致等優(yōu)點(diǎn)。
據(jù)了解,大眾MEB平臺(tái)上就采用了類(lèi)似這種協(xié)調(diào)式回收系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)配置;拿森目前已經(jīng)與20多家主機(jī)廠展開(kāi)了協(xié)調(diào)式能量回收NBooster系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化配套和研究。
憑借產(chǎn)品和技術(shù)的優(yōu)勢(shì),陶喆一直非常自信的認(rèn)為,“我們有些指標(biāo)已經(jīng)做得與博世等企業(yè)一樣好了,甚至更好, 比如噪音控制、安全性、平順性等?!?/p>
用好本土優(yōu)勢(shì)
在與外資企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)中,陶喆跳出了過(guò)去國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)慣有的“跟隨”心態(tài),一心“超越”,在他看來(lái),除了國(guó)家提出“打造自主安全可控供應(yīng)鏈”的這一戰(zhàn)略?xún)?yōu)勢(shì),自主線(xiàn)控企業(yè)還應(yīng)當(dāng)用好4個(gè)“本土優(yōu)勢(shì)”。
首先,中國(guó)的企業(yè)更懂中國(guó)市場(chǎng)、中國(guó)用戶(hù),可以針對(duì)本土特點(diǎn)定制所需功能。陶喆指出,國(guó)外通常向中國(guó)輸出標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品,往往缺少這類(lèi)功能,本土企業(yè)可以借此形成差異化的產(chǎn)品力,例如,“一些NBooster系統(tǒng)有的功能,外資企業(yè)的同類(lèi)產(chǎn)品中是沒(méi)有的,因?yàn)樗麄兊漠a(chǎn)品架構(gòu)開(kāi)發(fā)是在10年前做的,當(dāng)時(shí)并沒(méi)有意識(shí)到今天的中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)到底需要什么。”
其次,本土企業(yè)的產(chǎn)品在成本控制上做得更好,這正是對(duì)成本敏感的中國(guó)車(chē)企所需要的。
再次,智能汽車(chē)時(shí)代的軟硬件更新迭代速度非??欤就疗髽I(yè)的響應(yīng)速度比外資企業(yè)更有優(yōu)勢(shì)。陶喆判斷,未來(lái)智能汽車(chē)的更新速度將很快縮短至1年以?xún)?nèi), 整車(chē)廠需要更迅速靈活的合作伙伴一起實(shí)現(xiàn)快速迭代?!巴馄蟮暮诵难邪l(fā)一般放在國(guó)外,國(guó)內(nèi)的改動(dòng)權(quán)限受限,一旦有修改要經(jīng)歷的周期也更長(zhǎng)。”
還有與整車(chē)企業(yè)的合作模式。一方面,智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)需要各方以更加開(kāi)放的姿勢(shì)投入到合作中,打造開(kāi)源生態(tài),外資企業(yè)即便愿意配合,在具體操作中也面臨更多障礙。另一方面,目前很多外資企業(yè)憑借產(chǎn)品和技術(shù)壁壘,對(duì)國(guó)內(nèi)整車(chē)廠往往采取綁定銷(xiāo)售策略,一環(huán)套一環(huán),深度控制車(chē)企的供應(yīng)鏈。
“我們反其道而行之,可以幫他們‘解套’。”曾在大型整車(chē)集團(tuán)工作多年的經(jīng)歷讓陶喆更懂客戶(hù)的“苦”,因此拿森考慮的商業(yè)模式會(huì)更加靈活。
拿森的種種努力和優(yōu)勢(shì)逐漸贏得了一批用戶(hù)。2018年初,NBooster智能剎車(chē)系統(tǒng)搭載中國(guó)首輛L4級(jí)無(wú)人駕駛客車(chē)“阿波龍”亮相春晚;同年7月,與北汽新能源合作的EC3成功上市,這也是自主線(xiàn)控底盤(pán)供應(yīng)商與整車(chē)廠的第一次大批量投產(chǎn)。此后,拿森向多家用戶(hù)大批量供應(yīng)線(xiàn)控底盤(pán)的核心產(chǎn)品——NBooster智能制動(dòng)系統(tǒng)、DP-EPS線(xiàn)控轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、ESC電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)等。目前,拿森擁有2條NBooster 自動(dòng)總成裝配線(xiàn)及檢測(cè)線(xiàn),2條電磁閥全自動(dòng)裝配線(xiàn),1條ESC/ABS潔凈生產(chǎn)線(xiàn), 1條EPS自動(dòng)總成裝配線(xiàn),2條ECU及動(dòng)力包防靜電裝配線(xiàn),總規(guī)模可達(dá)到140萬(wàn)套/ 年。截至2020年底,拿森已實(shí)現(xiàn)累計(jì)供貨10萬(wàn)套。
“朋友圈”也在迅速擴(kuò)張。據(jù)了解,拿森已與比亞迪、北汽新能源、長(zhǎng)安、福特和廣汽新能源等近20家整車(chē)廠、一級(jí)供應(yīng)商和自動(dòng)駕駛公司達(dá)成合作,計(jì)劃開(kāi)發(fā)車(chē)型50余款。
“小腦”自主,布局前瞻
近年來(lái),各家車(chē)企都在不斷加速高級(jí)自動(dòng)駕駛落地,拿森的發(fā)力點(diǎn)也集中指向應(yīng)對(duì)L3、L4級(jí)自動(dòng)駕駛的線(xiàn)控制動(dòng)解決方案,以抓住升級(jí)大勢(shì)。如何化解失效安全備份的挑戰(zhàn)是其重大課題之一。
陶喆分析指出,L3、L4級(jí)自動(dòng)駕駛對(duì)制動(dòng)有3大要求:一是行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)需要備份,即任何一個(gè)行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)失效以后,系統(tǒng)仍可接管,保證車(chē)輛安全制動(dòng);二是基本的車(chē)身穩(wěn)定控制需要備份,即一個(gè)系統(tǒng)失效以后仍有接管,甚至人工接管,使車(chē)輛不甩尾,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能;三是駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)需要冗余和備份。
拿森的解決方案主要采用NBooster智能制動(dòng)和穩(wěn)定控制系統(tǒng),包含了6大冗余特征和備份特征(線(xiàn)控制動(dòng)、基本車(chē)身穩(wěn)定控制、駐車(chē)制動(dòng)、輪速和車(chē)速信號(hào)、系統(tǒng)間通訊和交互的冗余備份以及NBooster 與ESC的供電相互獨(dú)立等)。通過(guò)對(duì)所有重要環(huán)節(jié)進(jìn)行充分備份,以確保制動(dòng)系統(tǒng)作為車(chē)輛的最后一個(gè)安全環(huán)節(jié),保障駕駛員的生命安全。
這種方案的一大亮點(diǎn)是提供了全冗余的線(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng),從感知、通訊、MCU 算法、處理、域控制器到電機(jī)驅(qū)動(dòng),全部雙路控制,助力八大失效模式。這就意味著,任何一路感知或算法失效,這套線(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都有備份方案,如果出現(xiàn)任意一路扭矩傳感器故障、轉(zhuǎn)角傳感器故障、CAN通訊故障、MPS故障,可保證100% 助力能力;如果出現(xiàn)任意一路供電故障、MCU故障、驅(qū)動(dòng)/H橋故障、電機(jī)故障, 可保障50%助力能力,完全滿(mǎn)足日常行車(chē)中的安全和基本性能要求。
在智能化這條新賽道上,高級(jí)自動(dòng)駕駛汽車(chē)將快速上量,陶喆判斷,其發(fā)展有3大趨勢(shì):更安全、更智能以及在軟件定義汽車(chē)時(shí)代,電控架構(gòu)將發(fā)生重大變化。智能汽車(chē)正處于從第一代分布式架構(gòu)向第二代集中式域架構(gòu)的轉(zhuǎn)變過(guò)程中,即一輛汽車(chē)上目前可能有100多個(gè)ECU,未來(lái)會(huì)集中到數(shù)個(gè)ECU中。
對(duì)此,拿森的前瞻布局指向自主開(kāi)發(fā)線(xiàn)控底盤(pán)的域控制系統(tǒng),想將“小腦”控于掌中。
陶喆打了個(gè)形象的比喻來(lái)解釋自動(dòng)駕駛“小腦”的作用,它類(lèi)似于人類(lèi)的小腦, 通過(guò)平衡人的四肢和各種不同的狀態(tài)來(lái)確保安全,精準(zhǔn)有效地執(zhí)行大腦的指示動(dòng)作。自動(dòng)駕駛“小腦”在工作中需要接收、判斷、執(zhí)行“大腦”的決策:通過(guò)收集路面信息,對(duì)于車(chē)輛的安全性、舒適性、通過(guò)性和目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行平衡,控制驅(qū)動(dòng)力矩、制動(dòng)扭矩、車(chē)身穩(wěn)定,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛縱向、橫向和垂直3個(gè)維度的全域控制。
陶喆表示,拿森是目前國(guó)內(nèi)唯一具有線(xiàn)控制動(dòng)和轉(zhuǎn)向兩項(xiàng)核心技術(shù)的公司, 在開(kāi)發(fā)集中式域控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)非常明顯。拿森希望在下一代產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中與上下游伙伴形成開(kāi)放合作,并提出了三種各有優(yōu)點(diǎn)的模式供其選擇,一是“大腦”和“小腦”相對(duì)獨(dú)立開(kāi)發(fā);二是“大腦”的軟件集成到“小腦”域控制系統(tǒng)里;三是“小腦”軟件集成到“大腦”的ECU當(dāng)中。
陶喆始終在呼吁,中國(guó)企業(yè)要在智能汽車(chē)這個(gè)新賽道上取得突破,真正實(shí)現(xiàn)自主可控,就必須加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)協(xié)同,創(chuàng)新整合新技術(shù),加快生態(tài)變革,實(shí)現(xiàn)同行資源和上下游的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
從全面解放“手腳”到“小腦”完全自主,前路漫漫,拿森作為自主線(xiàn)控企業(yè)的代表,正上下求索,希望貢獻(xiàn)自己的那份“中國(guó)力量”。
?。ㄗⅲ罕疚氖装l(fā)于《汽車(chē)縱橫》雜志2021年3月刊,敬請(qǐng)持續(xù)關(guān)注。)
來(lái)源:蓋世汽車(chē)