智能汽車線控的自主爭奪戰(zhàn)

本刊記者/甄文媛

在國內(nèi)企業(yè)份額不到1%的細分領(lǐng)域中，想要奪回中國智能汽車“手腳”甚至“小腦”的自主權(quán)，絕非易事。拿森從零破局，實現(xiàn)自主線控制動系統(tǒng)技術(shù)和量產(chǎn)的突破，也就有了樣本意義。實現(xiàn)中國汽車供應鏈的自主、安全、可控，“拿森們”正在自己深耕的環(huán)節(jié)上不斷求索。

1%的危險與機遇

一輪看似尋常的汽車冬季標定測試，因為“不到1%”這個數(shù)字，或?qū)⒁饬x重大且深遠。

2021 年春節(jié)前后，上海拿森汽車電子有限公司（以下簡稱“拿森”）的工程師們忙著對其線控制動系統(tǒng)等一系列產(chǎn)品進行全面的冬季大考。其官方消息顯示，此次測試規(guī)?？涨埃灿?6 款車型參與，覆蓋轎車、SUV、輕型卡車等多種車型，涉及比亞迪、福特等多家車企。

在每年進行冬季測試的汽車大軍中，“16 款”、“數(shù)個品牌”的確不是一串耀眼的數(shù)字。但于國內(nèi)汽車線控領(lǐng)域而言，也許將是自主新突破的一個重要起點。

近年來，汽車“新四化”大潮洶涌，自動駕駛高歌猛進。業(yè)內(nèi)普遍認識到，“無線控，不自動駕駛”。具體而言，自動駕駛系統(tǒng)可分為感知層、決策層以及執(zhí)行層。線控底盤相當于智能汽車的“手和腳”，是其落地的終極載體，部分智能化功能都依賴于線控底盤的執(zhí)行。

線控底盤的控制主要通過制動系統(tǒng)（EBX、ESC、ABS）和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）等實現(xiàn)。據(jù)業(yè)內(nèi)專家介紹，這兩項是當前線控的主要難點和重要研究方向，是支撐智能電動汽車各種功能和性能的基石，也是車輛經(jīng)濟性能提升的關(guān)鍵技術(shù)。

作為汽車電動化與智能化兩個賽道的核心交匯點，線控底盤已經(jīng)站上汽車進化的新風口，跨國零部件巨頭在這一領(lǐng)域爭相落子，博世、大陸、采埃孚、日立、舍弗勒等一眾企業(yè)幾乎順勢壟斷了中國市場。

2021 年春節(jié)前后，上海拿森汽車電子有限公司（以下簡稱“拿森”）的工程師們忙著對其線控制動系統(tǒng)等一系列產(chǎn)品進行全面的冬季大考。

這直接導致該領(lǐng)域被外資技術(shù)“卡脖子”多年?！疤貏e是線控制動，尤其ESC 車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)，國產(chǎn)化率甚至低于1%，行業(yè)應高度重視?！?拿森CEO 陶喆憂心忡忡地透露了這一非常不樂觀的占比，“這意味著（自主企業(yè)）幾乎無一幸存”。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，造成這一局面的重要原因之一是，線控及相關(guān)技術(shù)涉及底盤核心技術(shù)開發(fā)和高安全等級系統(tǒng)開發(fā)，且是國際上前沿底盤制動系統(tǒng)技術(shù)，開發(fā)難度和門檻非常高，國內(nèi)鮮有成熟產(chǎn)品或案例，成本也相對較高。

陶喆曾陸續(xù)在博世、上汽工作多年，專門從事線控底盤的研發(fā)工作，對這種“手腳”被束縛之痛感受更深：“未來進入高級自動駕駛階段，車輛可以通過OTA 在云端刷新軟件，假如負責執(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，車輛完全失控，風險巨大?！?/p>

“要么就做中國企業(yè)沒做出來的，要么就做沒做好的?！痹谔諉葱闹校蒙褪羌缲撨@樣的使命而生，要代表中國隊、代表民族解決一個領(lǐng)域的難題，要代表自主企業(yè)與外企競爭。

在當前國內(nèi)外大環(huán)境的影響下，國家已將構(gòu)建自主安全可控的汽車產(chǎn)業(yè)鏈提升至前所未有的高度。近期國務院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035）》就明確指出，汽車核心零部件要實現(xiàn)自主可控，要攻克線控執(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控企業(yè)的重大戰(zhàn)略機遇，更是與外資企業(yè)競爭的首要戰(zhàn)略優(yōu)勢。

“要么就做中國企業(yè)沒做出來的，要么就做沒做好的?！痹谔諉葱闹校蒙褪羌缲撨@樣的使命而生，要代表中國隊、代表民族解決一個領(lǐng)域的難題，要代表自主企業(yè)與外企競爭。

解放“手腳”，自主突圍

2016 年春，拿森在這個有“自動駕駛元年”之稱的年份應時成立。雖然市場與大勢可期，但這片藍海并不“藍”。外資巨頭環(huán)伺，拿森只能強化優(yōu)勢，拼命奔跑。

國外企業(yè)在汽車底盤領(lǐng)域已經(jīng)有100多年的積累，有一套完整的方法論、體系化的開發(fā)流程，包括如何開發(fā)、如何驗證，如何找到潛在的bug、如何修復等。拿森在技術(shù)上卻仍有自信，因為其核心研發(fā)團隊已經(jīng)在這一細分領(lǐng)域深耕15 年，具備核心全棧線開發(fā)能力和軟件ASPICE 的開發(fā)能力。“我們的核心競爭力就是具備全正向的產(chǎn)品定義和開發(fā)能力，并在這些方面有真正的積累?！?陶喆認為，這一點非常關(guān)鍵。

一個有力的證明是，2018 年三季度，拿森在國內(nèi)率先實現(xiàn)了NBooster 智能線控制動系統(tǒng)的量產(chǎn)，比外資企業(yè)同類產(chǎn)品的國產(chǎn)時間提前幾個月。這一成果也被上海市經(jīng)信委認定為“國內(nèi)首臺突破高端智能裝備”。在研發(fā)與生產(chǎn)中，拿森開創(chuàng)了國內(nèi)多項“第一”，包括引進國內(nèi)第一批用于驗證線控剎車系統(tǒng)的試驗設(shè)備，打造了國際先進水平的試驗中試平臺以及中國第一條智能線控剎車批量產(chǎn)線等，形成了“研發(fā)-中試-檢驗-量產(chǎn)”的完整產(chǎn)品開發(fā)體系。

官方資料顯示，成立至今，拿森公司掌握了線控制動、線控轉(zhuǎn)向、車輛穩(wěn)定控制等線控底盤全方位自主核心知識產(chǎn)權(quán)，已形成130 余項知識產(chǎn)權(quán)。

經(jīng)過近兩年的快速發(fā)展，拿森成長為國內(nèi)首家實現(xiàn)線控底盤制動產(chǎn)品大批量產(chǎn)的企業(yè)，實現(xiàn)了自主線控制動系統(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控關(guān)鍵領(lǐng)域打開了一個缺口，與涌入這一行業(yè)的國內(nèi)企業(yè)一起邁出了重要一步，并憑借技術(shù)優(yōu)勢和更高的市場占有率在其中脫穎而出，儼然線控領(lǐng)域的自主“頭羊”。

1、2：NBooster線控制動系統(tǒng)

3：DP-EPS線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

4：ESC車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)

各種新的挑戰(zhàn)與質(zhì)疑卻從未停止。

陶喆最常被問起的大約有兩大類問題，一類是“你們的產(chǎn)品究竟好在哪”，另一類是“拿什么與外資巨頭競爭”。

在產(chǎn)品方面，拿森一直在努力證明自主線控技術(shù)解決方案更好。

春節(jié)前，特期拉加速失控撞車事件頻頻登上業(yè)內(nèi)熱搜榜。在專業(yè)人士看來，這與特斯拉車輛采用的one-pedal 方案有重大關(guān)系，因為它將加速和減速功能集中了一個踏板上，操作中右邊的油門踩下去是加速、往回收是減速，與傳統(tǒng)車輛的兩個踏板設(shè)計完全不同。這就改變了用戶的正常駕駛習慣，應急場景下可能誤把油門當成制動踏板，錯誤操作而導致失控。

一般制動會消耗汽車30%左右的能耗，特斯拉等車企之所以采用這種單踏板模式，是希望最大限度回收制動能量，降低車輛能耗，延長電動汽車的續(xù)航里程。

是否有既增加制動能量回收又不改變駕駛員駕駛習慣的兩全方案？

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 智能制動系統(tǒng)。

據(jù)陶喆介紹，這套產(chǎn)品已經(jīng)過三代技術(shù)迭代，在多數(shù)應用場景可有效回收制動中消耗的20%的能耗，使純電動汽車續(xù)航里程增加10%-15%，單車成本節(jié)省3000-7000 元，也降低了多裝電池的能耗和安全隱患。于消費者而言，其適用溫域更寬，工作溫度范圍已經(jīng)擴展至-40℃-105℃，可以部分緩解他們關(guān)于電動車冬季續(xù)航里程大幅縮水的焦慮。

不僅如此，NBooster 的智能化等級已經(jīng)達到L3 級，制動響應非?？?，可實現(xiàn)在200ms 以內(nèi)建立100bar 最大制動壓力，相比傳統(tǒng)系統(tǒng)縮短3-5m 最大制動距離，安全性更好，壽命長且無須售后維護。與國際產(chǎn)品相比，NBooster 還具有無噪音、踏板感一致等優(yōu)點。

據(jù)了解，大眾MEB 平臺上就采用了類似這種協(xié)調(diào)式回收系統(tǒng)作為標準配置；拿森目前已經(jīng)與20 多家主機廠展開了協(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，陶喆一直非常自信的認為，“我們有些指標已經(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。”

用好本土優(yōu)勢

在與外資企業(yè)的競爭中，陶喆跳出了過去國內(nèi)汽車行業(yè)慣有的“跟隨”心態(tài)，一心“超越”，在他看來，除了國家提出“打造自主安全可控供應鏈”的這一戰(zhàn)略優(yōu)勢，自主線控企業(yè)還應當用好4 個“本土優(yōu)勢”。

首先，中國的企業(yè)更懂中國市場、中國用戶，可以針對本土特點定制所需功能。陶喆指出，國外通常向中國輸出標準化產(chǎn)品，往往缺少這類功能，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)的同類產(chǎn)品中是沒有的，因為他們的產(chǎn)品架構(gòu)開發(fā)是在10 年前做的，當時并沒有意識到今天的中國汽車市場到底需要什么。”

其次，本土企業(yè)的產(chǎn)品在成本控制上做得更好，這正是對成本敏感的中國車企所需要的。

再次，智能汽車時代的軟硬件更新迭代速度非常快，而本土企業(yè)的響應速度比外資企業(yè)更有優(yōu)勢。陶喆判斷，未來智能汽車的更新速度將很快縮短至1 年以內(nèi)，整車廠需要更迅速靈活的合作伙伴一起實現(xiàn)快速迭代。“外企的核心研發(fā)一般放在國外，國內(nèi)的改動權(quán)限受限，一旦有修改要經(jīng)歷的周期也更長?！?/p>

還有與整車企業(yè)的合作模式。一方面，智能網(wǎng)聯(lián)汽車需要各方以更加開放的姿勢投入到合作中，打造開源生態(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，對國內(nèi)整車廠往往采取綁定銷售策略，一環(huán)套一環(huán)，深度控制車企的供應鏈。

“我們反其道而行之，可以幫他們‘解套’?！痹诖笮驼嚰瘓F工作多年的經(jīng)歷讓陶喆更懂客戶的“苦”，因此拿森考慮的商業(yè)模式會更加靈活。

拿森的種種努力和優(yōu)勢逐漸贏得了一批用戶。2018 年初，NBooster 智能剎車系統(tǒng)搭載中國首臺L4 無人駕駛客車“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，這也是自主線控底盤供應商與整車廠的第一次大批量投產(chǎn)。此后，拿森向多家用戶大批量供應線控底盤的核心產(chǎn)品——NBooster 智能制動系統(tǒng)、DPEPS 線控轉(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自動總成裝配線及檢測線，2 條電磁閥全自動裝配線，1 條ESC/ABS 潔凈生產(chǎn)線，1 條EPS 自動總成裝配線，2 條ECU 及動力包防靜電裝配線，總規(guī)模可達到140 萬套/年。截至2020 年底，拿森已實現(xiàn)累計供貨10 萬套。

“朋友圈”也在迅速擴張。據(jù)了解，拿森已與比亞迪、北汽新能源、長安、福特和廣汽新能源等近20 家整車廠、一級供應商和自動駕駛公司達成合作，計劃開發(fā)車型50 余款。

通過收集路面信息，判斷線控底盤系統(tǒng)和車輛是否處于穩(wěn)定狀態(tài)，控制驅(qū)動力矩、制動扭矩、車身穩(wěn)定，進而實現(xiàn)對車輛縱向、橫向和垂直三個維度的全域控制。

“小腦”自主，布局前瞻

近年來，各家車企都在不斷加速高級自動駕駛落地，拿森的發(fā)力點也集中指向應對L3、L4 級自動駕駛的線控制動解決方案，以抓住升級大勢。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 級自動駕駛對制動有3 大要求：一是行車制動系統(tǒng)需要備份，即任何一個行車制動系統(tǒng)失效以后，系統(tǒng)仍可接管，保證車輛安全制動；二是基本的車身穩(wěn)定控制需要備份，即一個系統(tǒng)失效以后仍有接管，甚至人工接管，使車輛不甩尾，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能；三是駐車制動系統(tǒng)需要冗余和備份。

拿森的解決方案主要采用NBooster 智能制動和穩(wěn)定控制系統(tǒng)，包含了6 大冗余特征和備份特征（線控制動、基本車身穩(wěn)定控制、駐車制動、輪速和車速信號、系統(tǒng)間通訊和交互的冗余備份，以及NBooster與ESC 的供電相互獨立等）。通過對所有重要環(huán)節(jié)進行充分備份，以確保制動系統(tǒng)作為車輛的最后一個安全環(huán)節(jié)，保障駕駛員的生命安全。

另一大亮點是提供了全冗余的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，從感知、通訊、MCU 算法、處理、域控制器到電機驅(qū)動，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；一旦出現(xiàn)任意一路供電故障、MCU 故障、驅(qū)動/H 橋故障、電機故障，可保障50%助力能力，完全滿足日常行車中的安全和基本性能要求。

在這條新賽道上，高級自動駕駛汽車將快速上量，陶喆判斷，其發(fā)展有3 大趨勢：更安全、更智能以及在軟件定義汽車時代，電控架構(gòu)將發(fā)生重大變化。智能汽車正處于從第一代分布式架構(gòu)向第二代域集中式架構(gòu)的轉(zhuǎn)變過程中，即一輛汽車上目前可能有100 多個ECU，未來會集中到數(shù)個ECU 中。

對此，拿森的前瞻布局指向自主開發(fā)線控底盤的域控制系統(tǒng)，還想將“小腦”控于掌中。

陶喆打了個形象的比喻來解釋自動駕駛“小腦”的作用，它類似于人類的小腦，通過平衡人的四肢和各種不同的狀態(tài)來確保安全，精準有效地執(zhí)行大腦的指示動作。自動駕駛“小腦”在工作中需要接收、判斷、執(zhí)行“大腦”的決策：通過收集路面信息，對于車輛的安全性、舒適性、通過性和目標的運動軌跡來做平衡，控制驅(qū)動力矩、制動扭矩、車身穩(wěn)定，進而實現(xiàn)對車輛縱向、橫向和垂直三個維度的全域控制。

陶喆表示，拿森是目前國內(nèi)唯一具有線控制動和轉(zhuǎn)向的兩項核心技術(shù)的公司，在開發(fā)集中式域控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢非常明顯。拿森希望在下一代產(chǎn)品開發(fā)中與上下游伙伴形成開放合作，并提出了三種各有優(yōu)點的模式供其選擇，一是“大腦”和“小腦”相對獨立開發(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 當中。

陶喆始終在呼吁，中國企業(yè)要在智能汽車這個新賽道上取得突破，真正實現(xiàn)自主可控，就必須加強產(chǎn)業(yè)協(xié)同，創(chuàng)新整合新技術(shù)，加快生態(tài)變革，實現(xiàn)同行資源和上下游的優(yōu)勢互補。

從全面解放“手腳”到“小腦”完全自主，前路漫漫，拿森作為自主線控企業(yè)的代表，正上下求索，希望貢獻自己的那份“中國力量”。

關(guān)于拿森

上海拿森汽車電子有限公司（NASN Automotive Electronics Co.,Ltd. ），創(chuàng)立于2016 年，以智能汽車核心電控產(chǎn)業(yè)為核心，集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的高新技術(shù)企業(yè)。產(chǎn)品涵蓋完整線控底盤產(chǎn)品及完整解決方案，服務于ADAS、智能駕駛、新能源等領(lǐng)域。