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智能制动进入窗口期,“解耦”才是未来

盖世汽车 熊薇 2021-05-27 06:53:44

在外资巨头林立的汽车制动系统领域,当本土供应商没有可与跨国零部件企业比肩的品牌、声誉以及数十年的技术沉淀时,应该参与其中?

在擎度科技副总经理徐松云博士看来有三大制胜法宝:一是要抓紧时机,把握住先发优势;二是选择一条合适的技术路线,目前来看“解耦”是未来的趋势;三是有一个好的商业模式,即与整车客户深度合作。

入局三载,擎度科技也确实是这样做的。如今,凭借着敏锐的市场洞察力,以及与母公司上汽集团的紧密协同,还有市场层面开放的业务模式,擎度科技已经建立了完整的业务闭环,正逐步打破国外零部件巨头对智能制动系统的技术垄断和封锁,在智能制动市场占据一席之地。

电池,汽车制动系统,擎度科技

擎度科技副总经理 徐松云博士

产业变革加速,催生制动系统发展新机遇

作为汽车的关键零部件之一,制动系统自汽车诞生之初就在保障驾驶安全方面发挥了重要作用。近两年汽车智能化和电动化的快速发展,让制动系统在基本的安全需求之余,开始具备更多的“使命”。

比如在新能源汽车领域,如何将制动系统消耗的能量重新回收利用,成了业界广泛关注的问题。“在电动车使用过程中,并非所有的电池能量都是用于支持续航,而是有约20%的能量其实是在摩擦制动过程中以热能的形式白白损失掉了,如果能将这部分能量‘反塞’回电池里面,将大大有助于缓解里程焦虑。” 徐松云指出。

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图片来源:擎度科技

制动能量回收概念由此而来。相对于快充、超充、换电、大电池等模式,制动能量回收更接近于一个“节流”策略,即将车辆在滑行或者制动过程中产生的能量通过电机转化为电能,储存在电池里,重新用于驱动,从而让车辆在同样的电池能量下,能够跑的更远,能耗更低。

而在智能汽车领域,对制动系统的新需求则主要体现在快速响应和冗余备份等方面。“在L0-L2阶段,由于驾驶主导权仍掌握在人类驾驶员手里,这就需要驾驶员主动识别并判断周边危险性,操作制动系统,因此高响应、高能力的主动制动能力很重要。而在L3-L5阶段,车辆可以部分甚至完全实现自动驾驶,那么冗余备份将是智能驾驶的基石,制动系统中任一系统失效,备份方紧急启动,根据需求主动制动,保证智能驾驶过程中车辆的稳定、人员的安全。” 徐松云表示。

由此催生了智能制动系统。据了解,相较于传统的制动系统,智能制动系统从节能、安全等需求层面考虑,不仅可以让制动更安全、舒适,还能够主动地进行能量回收,并实现多重制动冗余,提升冗余可靠性。

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EBS,图片来源:擎度科技

比如擎度科技的电子制动助力器EBS,在驾驶员踩了制动踏板后,就可以进行能量回收,相对于滑行再生制动,这种方式在实际工况中大概能提升10~20%的续航里程。在这个过程中EBS扮演着主控和执行的角色,实现最大程度的能量回收,提升续航里程。但如果EBS失效,车辆稳定控制系统ESC会执行备份制动,根据需求实现主动制动,保证智能驾驶过程中车辆的稳定、人员的安全。

不过,发展智能制动系统虽然对于推进汽车产业电动化、智能化变革十分关键,目前这项产品整体的渗透率并不高。“在新能源汽车领域,智能制动系统的渗透率还不到20%,整个产业仍然处于萌芽期。”徐松云指出。

接下来,随着电动化、智能化变革的深入推进,徐松云认为智能制动系统将真正进入窗口期,逐渐成为标配。“国家已经明确2035年汽车电动化、智能化技术将大规模应用,另一方面行业顶层设计层面也在不断强化智能制动系统的核心地位,以及实现自主可控的必要性,均预示着智能制动系统很快将进入快速发展阶段。” 徐松云表示,“其中到2025年,智能制动系统将实现大批量应用,所以现在这个阶段对我们非常关键,要抓紧时间将产品作出规模,在市场铺开。”

智能制动进入窗口期, “解耦”才是未来

尽管智能制动系统还处于发展初期,严格意义上来讲这并不是一项新技术,同属该领域的国际大公司已经有成熟的应用。那么作为本土的“后起之秀”,擎度科技的EBS有何独特之处呢?据徐松云介绍,主要在于制动力的输入和输出方式更加灵活、多元。

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图片来源:擎度科技

“在传统的制动系统中,当驾驶员施力给刹车踏板后,会通过一个助力器把力放大,让车辆摩擦制动,简言之就是驾驶员踩多重就可以产生多少摩擦制动力,这是线性相关的。”徐松云表示,“但是在智能制动系统中,驾驶员的制动力其实是施加在一个模拟器上,这是一个感知系统,然后相关的信号会被传递给电控单元,由电控单元根据车辆及路面的情况,决定制动力的大小,此时踏板力与液压制动力不是线性相关。”

这意味着在擎度科技的智能制动系统中,踩刹车踏板只是其中一种制动力输入方式,实际的制动摩擦力大小是由电控单元来决定的,相当于是一种多输入、多输出的制动系统,如此一来可以实现更节能、智能、舒适地制动。

比如在进行能量回收时,目前一种常见的方式是非解耦式解决方案,基于这种方案,当驾驶员松开油门踏板,系统就可以进行能量回收,车辆会自动减速。但能量回收是波动性、不稳定的。在实际驾驶过程中,车辆常常会碰到各种各样的工况,比如电池充满、不同车速、稳定控制介入、或天气太冷或太热等,都会影响其能量回收。这在实际应用过程中存在诸多隐患,并且影响驾驶舒适性。

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图片来源:擎度科技

而擎度科技的解决方案很好地实现了制动踏板和液压机构解耦,当驾驶员松开油门时,车辆并不会大幅减速,只有踩了制动踏板,才有能量回收,安全性更高。具体来看,这种制动系统获取驾驶员需求后,制动需求是由控制器计算后进行分配,决定是以摩擦进行制动还是以能量回收进行制动,这样就可以保证时刻将能量回收作为主要制动力提供者,液压作为制动力补充者,从而提高电机制动的占比,进而提升能量回收效率。

“简言之,就是当能量回收能力比较小的时候,摩擦力就大一点,当能量回收能力比较大的时候,摩擦力就小一点,这样就可以始终跟着能量回收的最大能力走,将能量回收的能力先发挥到最大,然后将剩余的制动需求分配给摩擦制动力去实现,从而实现既节能又安全。”徐松云表示。在他看来这样的解耦式解决方案未来将是行业主流趋势。

不仅如此,在EBS中擎度科技还引入了失效备份。由于模拟器和电控单元之间并不是直接接触的,正常情况下是通过线控制动,但如果系统出现故障,系统会自动进入直连的模式,驾驶员依旧可以通过给刹车踏板施力,来实现制动,进一步保证系统的安全性和可靠性。

正是出于对擎度科技这种解耦式智能制动解决方案的认可,原本与擎度科技有着一定竞争关系的大陆集团也对其抛出了橄榄枝,两家公司于2020年11月达成战略合作,组成2-BOX方案,更好的服务汽车电动化与智能化。而此前大陆集团的智能制动解决方案以1-BOX为主,即将ESC与智能制动系统合二为一。通过和擎度的合作,大陆集团也成为了同时能够2-BOX和1-BOX的供应商,能够更快的推广市场,实现双赢。据悉,目前两家公司正在协同开发,年底将迎来第一个量产项目。

本土玩家突围,需与整车厂强耦合

在过去很长一段时间里,汽车制动系统一直由外资零部件巨头牢牢占据着主导地位,如今借着智能制动系统发展新机遇,本土玩家正逐渐在市场崭露头角。据悉,自2018年正式成立,擎度科技短短三年的时间就与国内外多家主机厂达成了合作,实现了自主智能制动系统的规模化落地。

关于擎度科技成功“出圈”的秘诀,徐松云指出很关键的一点在于上汽给予的协同支持,让擎度科技成立后迅速获得了产品“上车”的机会。因为制动系统这样的安全件,一旦失效或者失灵,很有可能会引发严重的交通事故,比如前段时间闹得沸沸扬扬的特斯拉刹车失灵事件,而且于整车厂而言,试错成本也非常高。所以整车厂在选择这类零部件供应商时往往会优先考虑跨国零部件巨头,以至于很多本土玩家几乎连一次尝试的机会都很难获得,这也是本土供应商在制动系统领域自主突围多年一直收效甚微的原因。

而擎度科技作为上汽集团首家科技混改企业,在整零合作方面有一些天然的优势,包括给产品提供落地的平台,以及与上汽联合开发,共享研发资源,让过去哪些原本属于“黑匣子”的零部件可以打开,从而赋予整车厂更多的话语权。

“所以对于国内零部件厂商来说,相关零件能否在主机厂的量产产品上进行搭载,是检验一个产品成功与否的重要标准,因此,自主零件部件公司需要更多争取在主机厂配套的份额,比如获得与外资巨头一样参与整车耐久试验的机会,这样才能发现问题,解决问题。” 徐松云表示。这意味着对于安全件供应商也只有与整车厂保持强耦合的商业模式,才能走得更稳、更远。

“另外,把握住智能制动系统的先发优势也很关键。”在徐松云看来,现在智能制动系统其实还处于发展初期,即便跨国巨头,也是刚刚才开始在国内量产智能制动系统,市场并没有完全打开。但同时这个领域的门槛又随着智能电动汽车的快速发展不断提高,因此本土玩家如果不能够在一开始就积极布局,在现在这个关键的时间节点迅速打入内部,夺得先机,并且把这个产品真正做起来,后面基本就没有机会了。

值得一提的是,擎度科技这样的一级供应商,也是国内芯片突围的核心环节。换言之,没有强大的国内主机厂,就没有国内一级供应商成长的土壤。而没有强大的国内一级供应商,国内芯片也没法获得应用的场景。擎度科技也肩负着从产业链的角度为自主芯片突围的责任。

“幸运的是,三年前电动汽车刚刚兴起的时候,我们也刚刚成立,这两年电动汽车开始普及了,我们的产品也在慢慢批量应用,我们的节奏始终与整个市场保持一致。”徐松云表示。“除此之外还有开放的商业模式,这是我们自成立之初就确定了的发展路线,即借助上汽的合作打造出一两款成熟的产品,然后基于成熟产品,擎度也在上汽体系外获得了很多认可,在更大的市场实现落地。”

目前,擎度科技已经迈出了市场化的第一步。据统计,截至当前擎度科技同步运行的项目达到了40余个,涵盖智能制动相关的多个产品,基于这些合作项目,预计很快擎度科技将进入业绩爆发期。

未来,随着电动化和智能化变革逐渐深入,徐松云认为汽车制动系统还将朝着制动模式更加多元化、具备更高冗余性的方向发展,因此擎度科技也将继续立足于技术创新,以研发更新、更小、性能更好的产品,其中擎度科技的第三代产品智能制动系统预计将于今年投入量产。

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