當不同的產業(yè)變革碰撞在一起,產生的火花將輻射到更廣闊的范圍,也將激發(fā)出企業(yè)更加活躍的靈感。
電氣化僅是未來汽車的一個特點。以它為載體,智能網聯(lián)和自動駕駛技能為車輛賦予智能,衍生出無限的可能性。
這也決定了,若僅將電氣化作為方向,零部件供應商將面臨著嚴重的電池和電驅動產品的同質化競爭。而若將業(yè)務拓展至自動駕駛和智能網聯(lián),擺在它們面前的將是通向遠方的、充滿機遇的道路。雖然這條道路并不是筆直平順的,遍布大量未知風險,供應商的資金和技術輸出或許無法繪出一個未來。
即使如此,博世、安波福、電裝、舍弗勒等供應商仍是走上一條軟硬件共同驅動的道路。智能,是它們各零部件背后的共同關鍵詞。圍繞著智能,新能源汽車、智能網聯(lián)和自動駕駛被作為它們未來重點發(fā)力的方向。
博世,全球汽車配套營收No.1的零部件供應商,極具代表性。它是如何向著未來而轉身的呢?
在未來汽車進化路線上,電氣化是行業(yè)變革的初級階段。在電氣化的基礎上,將會產生使用云服務的網聯(lián)汽車、具備駕駛輔助系統(tǒng)和自動駕駛功能的自動駕駛汽車。
博世曾對全球電動交通的規(guī)模進行了分析,它認為,到2020年全球輕型電動車產量將達1億輛,其中包括兩輪車和小型四輪車。到2025年,將有2000萬輛混合動力汽車和純電動汽車行駛在世界各地。
當前混合動力汽車被視為過渡階段的技術路線。即使是這條技術路線也出現(xiàn)分支,例如48V弱混和HEV。兩者之間在開發(fā)難度和成本方面存在較大的差異,48V弱混對原動力架構改變較少,只增加了動力電池、電機、DCDC和整車線束,性價比極高。
在國內,史上最為嚴苛的國六排放標準按照文件最早實施時間為2020年7月,但是包括北上廣深、河北、河南、山西、陜西等在內的十余個省市都將實施時間提前至今年7月,且部分省市直接從6a階段跳到6b階段。
實際上為了應對國六的到來,車企已在絞盡腦汁思考應對措施。節(jié)能的壓力下,48V系統(tǒng)憑借所能帶來的節(jié)油率提升效果以及對應的成本優(yōu)勢等籌碼,得到了車企的青睞。
博世認為,到2030年,全球20%的新型電動汽車將裝配48V電池系統(tǒng)。其中中國市場需求量巨大。為此博世于去年11月在無錫對48V電池進行了本土化量產,為Px(P0-P5)的應用準備模塊化方案。
國六降至,48V成為新寵,但另一大政策——雙積分,則強調了高壓電氣化的不可或缺。針對于此,博世導入了eAxle電動后橋驅動方案、電動機、熱管理。
博世eAxle集成化電驅動橋內集成了電機、功率電子模塊和減速箱,適用于小型乘用車、SUV,甚至輕型商用車上,適配各大主機廠的底盤。博世計劃在2019年將這款集成式電驅動橋投產,包括中國的本土生產。
很快,市場內博世、博格華納、舍弗勒等外資三合一電驅動橋將出現(xiàn)在市場內,與比亞迪、上汽華域、吉利威睿、長城等國內本土主機廠,精進電動、匯川、電驅動、大郡等本土供應商,展開競爭。
這款eAxle并非博世的首款電驅動橋產品。2012年它就曾批產過未集成功率電子模塊的電驅系統(tǒng),并且用于標致3008 SUV以及菲亞特 500e等電動汽車上。
電驅動橋的發(fā)展也促使博世做出一項重大決定——今年年初,它宣布將全資收購電機制造商EM-motive。這家電機企業(yè)是博世與戴姆勒在2011年成立的合資公司,成立以來已經生產了45萬多臺電機。戴姆勒、保時捷、菲亞特沃爾沃、標致和郵政車StreetScooter等都采用了它生產的電機。
博世eAxle電橋
混合動力和純電動汽車之外,博世認為”最晚到2030年,燃料電池將在動力總成系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用?!?/strong>實際上,大眾也重啟氫燃料電池項目,意在保持自身技術路線多樣性,在未來技術變革的情況下保證自身市場份額,避免之前柴油路線的戰(zhàn)略失誤。博世的想法與之同出一轍。
它選擇與海內外多個企業(yè)合作,共同開發(fā)燃料電池,例如國內的卡車發(fā)動機制造商濰柴動力、慶鈴汽車,海外的燃料電池組件廠商Powercell、美國初創(chuàng)公司尼古拉汽車。
在4月份的上海車展上,博世首次展出了包括電動空氣壓縮機、氫氣噴射器、氫循環(huán)泵等在內的關鍵零部件。并且,今年它在無錫成立在中國唯一的燃料電池研發(fā)中心。
如今,全球有超過100萬輛汽車配備博世提供的電動或混合動力部件。2018年,博世在電動交通領域獲得了30個項目,訂單價值約為數(shù)十億歐元。它計劃于2025年在電動交通領域的業(yè)務銷售額增長10倍至50億歐元。
“互聯(lián)正從根本上改變從A點到B點的方式”,博世對此十分堅定。簡單如A點到B點,若涉及到互聯(lián),很有想象空間。汽車將轉變成一邊分析數(shù)據一邊行駛的產品,各企業(yè)的競爭焦點正轉向數(shù)據應用技術。
互聯(lián)的趨勢,驅動著分離的人、車、路、端、云快速融合。只有汽車的互聯(lián)做好了,自動駕駛才算是剛剛啟程。
博世的聚焦點即在于智能交通,互聯(lián)化自然不可或缺,其一是車輛內部的互聯(lián),其二是車輛與外部環(huán)境的互聯(lián)。這一切的實現(xiàn)都有賴于它的中央網關、傳感器、ESP等。
據了解,博世互聯(lián)汽車技術方面涵蓋中央網關、V2X車載互聯(lián)控制單元、自動尋找停車位、停車場管理系統(tǒng)、錯向行駛警示系統(tǒng)、駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)、智能無鑰匙、自動代客泊車等。
所有車外系統(tǒng)互聯(lián)的實現(xiàn)都需要穩(wěn)定的車內互聯(lián),這直接關系到互聯(lián)服務能否成為現(xiàn)實,以及能否確保安全。
既然互聯(lián),信息的安全性也就成為車輛與外界不法信息的戰(zhàn)場。網關,身為關卡,自然是車企關注的重點。
能夠對車內通訊進行統(tǒng)一管理的中央網關非常必要?;诖耍┦罏檐囕v內部通訊設立了一個中央網關。這也是奧迪和寶馬研發(fā)下一代車輛電子架構的方向。
互聯(lián)的另一個特點是,更新速度是汽車界企業(yè)難以想象的,摩爾定律在這里依然奏效。因此車輛OTA遠程升級,對于向互聯(lián)網公司或軟件驅動企業(yè)轉型的車企及零部件供應商來說,也必不可少。
與此同時,博世旗下子公司Escrypt開發(fā)了IDPS入侵檢測保護系統(tǒng)。該系統(tǒng)對網聯(lián)車所遭遇的潛在威脅進行識別并分析。
車內互聯(lián)的地基打好后,博世大膽地讓交通服務成為可能。只要車輛帶有博世傳感器的硬件設備,都可以通過云端實現(xiàn)互聯(lián)互通,同時通過軟件算法進行判斷,給出命令。
如駕駛員監(jiān)控系統(tǒng),配置了轉向角傳感器的車輛會識別長途旅行過程中的變化,根據變化頻率及其他參數(shù)判斷駕駛員的疲勞程度。如果計算值超過了某個值,儀表盤就會閃爍一杯咖啡等圖標,來提醒司機需要休息。
對于停車不熟練、停車位狹窄的司機而言,自動泊車功能才更加實用。博世的自動代客泊車中,超聲波傳感器、近距離攝像頭、第9代電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)和兩個中程雷達傳感器這些系統(tǒng)組件允許車輛自動駕駛到停車位。
這只是智能交通的一部分。博世仍在繼續(xù)探索互聯(lián),例如它在日前的博世互聯(lián)世界大會中提及區(qū)塊鏈等分布式記賬技術(DLT),認為這一技術在智能停車管理系統(tǒng)和汽車充電站上可以發(fā)揮一番作為。
據普華永道預測,中國互聯(lián)交通服務的市場規(guī)模將從2017年的6億美金大幅增長到2030年的395億美金。到2025年全球將有超過4.7億輛互聯(lián)汽車行駛在道路上。
電動化、互聯(lián)化,似乎都是為了自動駕駛汽車的落地而努力。
日經新聞曾委托專利分析公司Patent Result對截止至2018年7月底自動駕駛專利競爭力進行了排名。幾年前名字很少出現(xiàn)的博世,在這次排名中排名第六,擁有277件專利。排在它前面的除了Waymo出身子互聯(lián)網企業(yè),其他五家均為車企。
這份排名著重于位置及路線控制、車輛行駛控制、語音識別、剎車系統(tǒng)、乘客及步行者的保護、航行及導航等七個對比項。這些對比項基本上關系到自動駕駛“感知-決策-控制”的三大技術板塊。無論切入哪一個板塊,都需要投入大量的精力、時間和資金。而博世的選擇是“讓自動駕駛汽車繞不開博世”。
感知層,博世承擔的角色是生產單雙目攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達。這些傳感器已經用于AEB自動緊急制動、ACC自適應巡航等ADAS功能。
目前高級駕駛輔助系統(tǒng)是主流,但整個行業(yè)都在探索L3級以上的自動駕駛技術。從駕駛輔助系統(tǒng)到自動駕駛系統(tǒng),車輛需要更強的探測能力、更高的探測精度和范圍更廣的監(jiān)測。在此需求下,博世也在開發(fā)或推出新一代傳感器,比如激光雷達、第五代毫米波雷達、第六代超聲波傳感器、第二代近距離攝像頭及環(huán)視系統(tǒng)。
博世表示,它與戴姆勒合作的城市自動駕駛出租車,至少需要40個以上的傳感器,其中涵蓋多種頻段模式的雷達、識別交通信號燈的雷達。
自動駕駛系統(tǒng)感知模塊的另一大組成部分是車道線檢測。博世對此的理解沒有局限在檢測本身,而是在于建立道路特征,最終對高精度地圖做補充和更新?;旧希呀浥cTomTom、高德地圖、百度、四維圖新和愛琵希展開合作,并且計劃收購HERE地圖 5%股份。
道路特征功能主要是通過攝像頭和高精度地圖對比來實現(xiàn)相對定位,另一方面,博世引入了基于衛(wèi)星信號的定位方案——衛(wèi)星定位智能傳感器。也就是說,在定位環(huán)節(jié),博世也做了冗余設計。
決策層面,博世在2017年新成立團隊專門研發(fā)域控制器。一個統(tǒng)一的域控制器,將集中處理攝像頭、毫米波雷達、激光雷達乃至輪速傳感器等收集而來的數(shù)據,最后輸出一個對整車路徑規(guī)劃和駕駛決策最優(yōu)的結果。
不僅如此,據了解,博世為了實現(xiàn)L3級自動駕駛,會配置兩套域控制器。相應的,整車電子電氣架構也需要做冗余設計。
執(zhí)行層面,ESP和iBooster(真空獨立的機電式制動助力器)是一對雙重保障,任一系統(tǒng)失效后另一個都能代替人類成為冗余系統(tǒng)。
基本上,ESP已經用于電子穩(wěn)定程序、再生制動系統(tǒng)、自適應巡航控制、預測行人保護、交通堵塞輔助等駕駛輔助系統(tǒng)和駕駛安全系統(tǒng)中。通用、大眾、蔚來ES8、特斯拉Model S都采用了這一技術。
iBooster可與所有動力傳動系統(tǒng)配置一起使用,特別適用于混合動力和純電動汽車。它不僅能夠主動制動,還可以回收能量,屬于線控制動中的一種。因此它是混合動力車、純電動汽車,乃至自動駕駛汽車中的核心部件。
今年3月,博世iBooster南京工廠正式投入生產。它是博世第二代iBooster繼德國、墨西哥之外的第三個生產工廠。預計到2021年,南京工廠將成為博世全球最大的iBooster生產工廠。
L3級別以上的自動駕駛汽車必須有冗余設計,才能在一個系統(tǒng)失靈時,迅速用另一個系統(tǒng)補上,保證安全上的“臨門一腳”不會出錯。
自動駕駛研發(fā)路上不僅有博世等零部件供應商、大眾豐田等整車廠在努力,還有互聯(lián)網企業(yè)、科技公司。若說前者缺乏的是對軟件的理解,后者缺少的則是對整車控制的了解。兩者的結合才能創(chuàng)造出足夠的安全。
于是博世將雷達、攝像頭、域控制器、高精地圖都放在了底盤控制部門。它的目的是底盤智能化,以底盤為平臺整合自動駕駛汽車的感知、決策和執(zhí)行。
當下,博世的重點是放在L2和L3 級別部分自動駕駛系統(tǒng)。它預計相關產品將帶來20億歐元的銷售額。至于L4和L5級高級別自動駕駛,它計劃砸入40億歐元。
這些布局帶來的結果是:2019年,博世將為近40個本土車型提供L2級別高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)解決方案。與2017年相比,中國高級駕駛輔助系統(tǒng)相關業(yè)務在2018年強勢增長了30%。
這樣的本土合作繼續(xù)擴大,且貫穿它在三化里的整個布局。如博世近期與一汽解放簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,雙方將在互聯(lián)解決方案、新能源、動力總成和L2級別高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)等領域展開重點合作。
電氣化、智能化、自動化的相互融合,創(chuàng)造出智能電動汽車的發(fā)展形態(tài)。而要對它們不留死角的布局,對于一家零部件供應商,并非易事。幸而博世作為一家百年企業(yè)、千億工業(yè)巨鱷,家底豐厚,能夠賣了傳統(tǒng)電機業(yè)務,又買斷新能源電機公司股權,與電動汽車“死磕”;有勇氣迅猛轉身,將自身與物聯(lián)網、自動駕駛深入綁定,直接定位為智能交通供應商。
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