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陶喆:线控底盘在智能电动汽车中的应用发展

2021/1/19 10:30:58来源: 盖世汽车

2021年1月15-17日,第七届中国电动汽车百人会论坛在钓鱼台国宾馆以线上方式举办召开,本届论坛以“新发展格局与汽车产业变革”为主题,聚焦产业发展的趋势动态、热点痛点等问题。在1月17日下午进行的智能汽车论坛上,上海拿森汽车电子有限公司CEO 陶喆发表了主题演讲。

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上海拿森汽车电子有限公司CEO 陶喆

以下为演讲实录:

各位领导,各位来宾,大家下午好!我是上海拿森创始人陶喆,首先很感谢百人会主办方给我提供这样一个平台和机会,给大家分享一下上海拿森在线控底盘赛道我们做的一点点工作。

今天我的报告主题是“线控底盘在智能电动汽车中的应用发展”。

我的报告分三个部分:第一,汽车行业的变革和线控底盘;第二,上海拿森关于线控底盘的研究和探讨;第三,行业倡议与呼吁。

第一,汽车行业的变革与线控底盘。

众所周知,由于气候变暖,全球格局的变化,各国都在大力发展电动汽车,相继出台了禁售燃油车的时间表。中国一直是全球的汽车制造大国,但是习总书记也一直说我们汽车大而不强,关键还在核心零部件。近期国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035)》明确指出零部件要实现自主可控,同时汽车工程学会的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》明确规划了新能源汽车的产业发展路径。

国际上各大主机厂都在加速电动汽车的布局,所以从这个趋势我们可以看到,新能源汽车包括混动汽车的发展是未来的大势所趋。“新四化”大潮汹涌,各个汽车企业强国无不政企合力,抢占电动化、智能化、网联化竞争制高点,相信传统燃油车也会加速退出汽车历史舞台,混动和智能电动汽车也会迅速上量。从资本市场可以看到,现在特斯拉的市值已经超过了丰田的3-5倍,可以看出未来在新赛道上智能电动汽车将会大有可为。我们认为,智能电动汽车发展未来沿着三个大的趋势发展:一是更安全,二是更智能,三是各位嘉宾近期也提到的软件定义汽车时代电控架构将会发生重大的变化。所以我们认为,智能电动汽车作为未来智能移动的终端,类比智能手机产业的发展,将会加速汽车产业的重构。受内外部大环境的影响,产业链瞄准安全可控。

过去十年,我们认为汽车是电动化高速发展的十年,未来的十年我们认为是智能化发展的十年。这两条线加在一起,我们认为是一个可以颠覆燃油车的化学反应。新能源汽车相比传统燃油车很重要的区别,我们所讲的大三电+小三电。从智能驾驶的单车智能来说分三个环节:感知、决策和控制执行。可以看到线控底盘是两个赛道的交汇点。

无论从L1到L4还是L5,所有智能化的功能都依赖于线控底盘才能得到最终的执行。刚刚也提到过,在国务院发布的《新能源汽车产业规划(2021—2035)》,明确提出来要攻克线控执行系统,作为“卡脖子”的核心技术。最近我跟行业很多领导在交流行业的核心技术,现在基本达成一个共识,大家都认为线控执行端是自动驾驶非常重要的环节,无线控,不自动驾驶。

上海拿森的发展,致力于成为自主可控的中国线控底盘领导者。目前拿森研发中心和总部在上海,生产制造基地在杭州萧山,上海拿森是围绕线控底盘全产业链布局的高科技核心公司。

围绕汽车智能化,公司布局了整个未来自动驾驶所需的、完整的线控底盘的核心产品,包含智能制动系统可以满足整车智能的L2到L3级,包含ESC车身稳定控制系统,包含DP电动转向,以及应对未来集中式的线控底盘的域控制器,也被认为是自动驾驶的“小脑”,这个产品可以达到智能化L5等级。

拿森的核心团队,我们专注在细分领域15年,也是在这个赛道里面耕耘时间最长的一个核心团队,是国内首个自主量产无刷电动转向批量投产的团队,同时我们是国内第一个量产线控制动批量投产的自主化团队。

目前拿森的开发团队具备核心的全阵线开发能力和软件ASPICE的开发能力。

第二,上海拿森关于线控底盘的研究和探讨。

最近比较热门的话题,特斯拉出了很多案例,加速失控导致了一些安全事件。因为是跟底盘相关的,很多人也在问我,为什么会加速失控?实际上,我们业内也做了剖析,大家都知道特斯拉的车用了one—pedal的方案,就是右边的油门踩下去是加速、往回收的时候是减速,换句话说它把传统意义上的加速和减速的在两个踏板上的功能集中在了一个踏板。这会导致什么问题呢?会导致在应急场景下驾驶员有可能误把油门踏板当成制动踏板。为什么设计单踏板的one—pedal模式呢?众多周知,新能源汽车最大的优势相比燃油车就是有电驱动系统,相比燃油车可以更好地实现能量回收,所以各大主机厂都竞相采取各种各样的方案最大量的回收制动能量。无论燃油车还是电动汽车,在整个生命周期里能量的30%是被制动系统消耗了,所以如何能把这30%的能量有效地回收回来,成为新能源汽车非常大的核心竞争力。

特斯拉采用了one—pedal模式,确实可以有效地回收制动能量,增加整车的续航,降低能耗,但是one—pedal有什么样的副作用呢?就是它需要改变用户正常驾驶的习惯。通常来讲,传统意义的汽车制动是左面踏板、油门是右面的踏板。在正常的驾驶模式下,用户有足够多的时间去反应,但是在应急情况下,用户可能由于one—pedal经常加速、减速在一个踏板上,他可能反应不过来,他已经忘记了到底哪个踏板是制动、哪个踏板是加速,而错误的把加速踏板当成制动,可能存在安全隐患。

说到这里,是否有既增加能量回收、降低能耗,又不改变驾驶员驾驶习惯的一个两全的方案呢?实际拿森创新开发了协调式的能量回收系统NBooster智能制动系统。这套系统可以显著地提升制动能量回收。刚刚提到整个制动占据汽车所有能量消耗的30%,使用这套系统以后可以把其中的20%—25%的能量全部回收回来。换句话说,在公路交通里大多数场景的能量都可以通过这套系统有效地回收回来。同时这套系统可以达到智能化等级的L3级,响应速度(TTL)、抱死压力可以做到200毫秒,瞬间就可以让车辆刹住。同时NBooster系统相比原来传统的制动系统寿命长、售后无需维护,所以这套系统是既可以提高制动能量回收、优化制动性能,同时保障车辆安全的优选方案。

对标全球来看,大众下一代针对全球电动汽车的平台MEB也采用了类似的协调式能量回收系统作为标准配置。目前,拿森与国内20多家主流的主机厂开展了多种类型的协调式能量回收的产业化配套和研究。举几个案例,包括拿森跟行业主流新能源主机厂像比亚迪、吉利、北汽、长安分别开展了NBooster装车合作,在实际道路场景下对能量回收和续航做了测试,可以看到,搭载了NBooster的系统协调式能量回收系统以后,车辆在实际续航上分别增加了10%到15%左右,证明这套协调式的能量回收系统对于增加新能源汽车的续航里程和体验具备较大的实际的效果,有效地提升用户的驾驶体验。

高度智能驾驶系统对线控系统提到的一个重大课题就是失效安全备份。博世陈总也提到了类似的概念,其实自动驾驶除了需要很强的算力、感知的融合,很重要一点,在线控底盘端需要保证车辆的安全和备份,一旦一套系统失效以后必须要有另外一套系统在非常短的时间内接管这辆车,保证这辆车不失控,仍然能按照既定轨迹行驶,保证人的安全。

所以我们认为自动驾驶实现L3、L4级对制动驾驶有三大要求:一是行车制动系统需要备份。二是基本的车身稳定控制需要备份。三是驻车制动系统需要备份。行车制动需要备份是指在任何一个行车制动系统失效以后,仍然由系统来接管,保证车辆的安全制动。车身稳定控制系统,是指在任何一个系统失效以后,仍然由系统来接管,可以做到人工接管的程度,使得车辆不甩尾,具备转向的功能。还有常规讲的EPB,驻车的冗余和备份。

另外,应对自动驾驶L3、L4级的要求,拿森有完整的线控制动解决方案,采用自主开发的NBooster智能制动和稳定控制系统,共同组成了应对未来L3、L4的高度自动驾驶的线控制动解决方案,该方案包含了六大冗余特征和备份特征,包含线控制动的冗余备份,二是基本车身稳定的备份,驻车的备份,还有轮速和车速解析的备份,NBooster和ESC的备份,以及系统间通讯和交互的备份,所有的重要环节备份,确保了制动系统作为车辆的最后一个安全的环节,能够保障驾驶员的生命安全。

除此以外,应对自动驾驶L3、L4级的要求,拿森提供全冗余的线控转向系统,从这个架构图大家可以看到,从感知到通讯,到MCU算法、处理,到域控制器,到最后的电机驱动,全部都是双路控制,助力八大失效模式。举例来说,任何一路感知或者算法失效,拿森自主研发的线控转向系统都可以有备份方案,在没有感知备份的情况下,可以保证100%的助力功能,另外即使供电或者MCU出现了重大故障,也可以至少保证50%的助力,完全可以满足日常行车当中的安全和基本的性能要求。

刚才很多专家都在提未来的汽车电子电气架构一定会发生翻天覆地的变化,从传统的分布式,一辆汽车可能配置100多个ECU,未来会集中到几个ECU,我们正在经历第一代分布式架构向第二代跨域集中式架构的变化过程,在这个变化过程中,拿森的产品布局将会坚持自主开发线控底盘的域控制系统,我们也把它叫做自动驾驶的“小脑”。

这个怎么解释呢?大家通常所说的自动驾驶的“大脑”,“大脑”的主要功能在于,一个是收集外界感知的信息,对感知的信息进行融合,融合了以后来做算法和路径规划,这个路径规划的指令就是你期待的整车未来自动驾驶的动作,这个动作会发给自动驾驶的“小脑”,“小脑”是做什么的呢?是综合判断可执行的动作,对于车辆的安全性、舒适性、通过性和目标的运动轨迹来做平衡,即自动驾驶的“小脑”好比一个人的小脑,当你的指令给到小脑的时候,小脑需要平衡人的四肢和不同的状态来确保安全、有效和相对精准的执行大脑的动作,所以自动驾驶“小脑”需要收集路面的信息,来判断车辆稳定的控制状态,以及对驱动力矩、制动和车身稳定以及车身高度,在车辆的纵向、横向和垂直三个维度进行全域的控制。

在线控底盘的域控制系统里,拿森希望跟上下游合作伙伴是一个开放的合作模式,有三个合作模式:一是“大脑”和“小脑”相对独立开发。二是“大脑”的软件集成到“小脑”域控制系统里。三是“小脑”软件集成到“大脑”的ECU当中。

第三,行业倡议与呼吁。

1、提升国产化率。线控底盘作为智能化的一个关键环节,目前国产化率是比较低的,在线控制动领域如ESC车身稳定控制系统里,国产化率低于1%,需要引起行业的高度重视,需要集中突破自主产业链目前不完整的现状。

2、加强产业协同。创新整合新技术,加快产业变革,群策群力实现“1+1+1>10”,实现同行资源和上下游的优势互补。

3、资本深度参与。建议以产业资本为纽带,深度参与整合行业资源,发挥资本为纽带对社会资源的配置作用。

最后,汽车正在经历百年变革,自主可控是大势所趋,也是国家战略的要求,拿森希望代表核心零部件的一支新生力量,在未来的线控底盘这条赛道上贡献自己一点中国力量。

谢谢!

敬请关注“2021中国电动汽车百人会论坛直播专题:https://auto.gasgoo.com/NewsTopic/299.html

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅,仅作为参考资料,请勿转载!)

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