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當(dāng)汽車的電氣化和智能化時(shí)代來(lái)臨,未來(lái)的無(wú)人駕駛汽車對(duì)數(shù)據(jù)傳輸和安全冗余有著極高的新要求,這就對(duì)汽車的神經(jīng)系統(tǒng)也造成了新的挑戰(zhàn)。幾個(gè)按鍵、幾個(gè)操作、幾句語(yǔ)音,就可以讓駕乘者簡(jiǎn)單地操控復(fù)雜的汽車機(jī)器,這個(gè)過(guò)程中除了中央處理器對(duì)信息的處理和反應(yīng),讓其能夠接收信號(hào)、并將做出的指令傳導(dǎo)到相應(yīng)部位的汽車的 系統(tǒng)也起到相當(dāng)重要的作用。傳導(dǎo)信號(hào)的電氣分配系統(tǒng)又被形象地稱為汽車的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”,其擁有三個(gè)重要的組成部分,分別是電氣中心、線束、以及連接器系統(tǒng)。主要用來(lái)進(jìn)行接收數(shù)據(jù)信號(hào)及動(dòng)力傳輸,讓車輛做出相應(yīng)的反應(yīng)。當(dāng)汽車的電氣化和智能化時(shí)代來(lái)臨,對(duì)汽車的神經(jīng)系統(tǒng)也造成了新的挑戰(zhàn)。
智能汽車與無(wú)人駕駛正在成為可能,汽車對(duì)其神經(jīng)系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。為了實(shí)現(xiàn)更多功能,線束的回路與復(fù)雜性與日俱增。
雖然供應(yīng)商不斷為線束減重和縮小體積,但從上世紀(jì)90年代末期沿用至今的基礎(chǔ)電氣架構(gòu)已無(wú)法完全滿足當(dāng)前的需求。
未來(lái)的無(wú)人駕駛汽車對(duì)數(shù)據(jù)傳輸和安全冗余有著極高的新要求,
安波福希望能通過(guò)重構(gòu)電氣分配系統(tǒng),來(lái)讓未來(lái)汽車更加安全、環(huán)保、互聯(lián)。
智能汽車架構(gòu)是安波福用來(lái)處理計(jì)算、信號(hào)和動(dòng)力傳輸?shù)恼w方法,它能夠幫助實(shí)現(xiàn)支持基于軟件的各項(xiàng)功能、快速數(shù)據(jù)傳輸,并且能夠滿足最高級(jí)別汽車安全的冗余性要求。為汽車解鎖了新的特性和功能,也為未來(lái)移動(dòng)出行帶來(lái)了更多想象空間。
安波福是由全球零部件廠商德爾福汽車公司在2017年拆分而來(lái)。面對(duì)汽車產(chǎn)品電氣化、智能化的趨勢(shì),德爾福自我拆分為安波福(Aptiv)和德爾??萍純杉夜荆罢邔⒅饕劢褂谧詣?dòng)駕駛技術(shù),后者繼續(xù)專注動(dòng)力總成業(yè)務(wù)的研發(fā)。
拆分當(dāng)年,調(diào)研公司Navigant Research發(fā)布的一項(xiàng)研究報(bào)告中曾指出,德爾福在過(guò)去幾年中大幅縮小業(yè)務(wù)范圍,將燃料系統(tǒng)、電子電氣結(jié)構(gòu)和自動(dòng)駕駛作為核心業(yè)務(wù)。同時(shí),德爾福在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域供應(yīng)商中排名第一。
汽車電氣分配系統(tǒng)中的線束是安波福智能汽車架構(gòu)的核心組成部分,也是安波福全球產(chǎn)品組合中的一條重要產(chǎn)品線。其在一輛汽車中所承擔(dān)的使命與生產(chǎn)工藝的沿革,正是汽車工業(yè)高速發(fā)展的見證。同時(shí),要保證汽車有足夠的數(shù)據(jù)處理能力和電力分配容量,并保證汽車不會(huì)死機(jī),安全、可靠地實(shí)現(xiàn)所有功能,這也對(duì)汽車的電氣分配系統(tǒng)及線束的設(shè)計(jì)制造提出了更高的要求。
目前,安波福在全球范圍內(nèi)建有125個(gè)制造工廠,15個(gè)主要技術(shù)中心,16萬(wàn)多名員工,遍布44個(gè)國(guó)家,為未來(lái)移動(dòng)出行創(chuàng)造解決方案。
近日,億歐汽車等媒體在安波福位于天津的電氣分配系統(tǒng)工廠,向安波福電氣分配系統(tǒng)全球總裁威廉T.普雷斯利(William T. Presley)、安波福電氣分配系統(tǒng)亞太區(qū)副總裁兼董事總經(jīng)理朗智文(Anu Rathninde)了解到了安波福對(duì)于智能汽車架構(gòu)的定位與思考。
以下為采訪實(shí)錄,經(jīng)億歐汽車編輯:
Q:請(qǐng)具體介紹一下智能汽車架構(gòu)的組成部分有哪些?
普雷斯利:智能汽車架構(gòu)有三個(gè)主要的組成部分,動(dòng)力數(shù)據(jù)中心(PDC)、中央計(jì)算集群和電氣分配系統(tǒng)本身。架構(gòu)把車輛分成不同的區(qū)塊,比如車門可以看作是一個(gè)區(qū)域,在門里面有一個(gè)電氣分配的系統(tǒng),有自己的熔斷和動(dòng)力數(shù)據(jù)中心,可以從中央計(jì)算集群獲得信號(hào),所以一旦出現(xiàn)碰撞,它就可以很快的反應(yīng)。
在智能汽車架構(gòu)中,整個(gè)車輛被分成各種區(qū)域,這樣就會(huì)減少分配系統(tǒng)的體積和重量,因?yàn)椴辉傩枰L(zhǎng)線用于集群和傳感器之間的傳輸,只需要通過(guò)一個(gè)中央計(jì)算集群把電力和數(shù)據(jù)發(fā)到各個(gè)區(qū)域當(dāng)中。
Q:SVA架構(gòu)和傳統(tǒng)架構(gòu)有什么區(qū)別?
普雷斯利:智能汽車架構(gòu)是安波福用來(lái)處理計(jì)算、信號(hào)和動(dòng)力傳輸?shù)恼w方法,是安波福在所有相關(guān)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域技術(shù)的集大成者。它能夠幫助實(shí)現(xiàn)支持基于軟件的各項(xiàng)功能、快速數(shù)據(jù)傳輸,并且能夠滿足最高級(jí)別汽車安全的冗余性要求,確保汽車部分出現(xiàn)故障后仍然能安全運(yùn)行,同時(shí)還能滿足業(yè)內(nèi)最嚴(yán)格的運(yùn)行安全與網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)。
傳統(tǒng)的汽車架構(gòu),每一個(gè)主機(jī)廠都是不一樣的,而智能汽車架構(gòu)能夠有一些基礎(chǔ)的部分,比如說(shuō)動(dòng)力數(shù)據(jù)中心和中央計(jì)算集群,可以把這樣的區(qū)塊放在任何的車輛上面,要定制的部分只有電氣分配系統(tǒng)的長(zhǎng)度。
所有的智能車輛都有同樣的架構(gòu),這個(gè)功能是通過(guò)解決方案和軟件應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
所以,
Q:汽車電子程度化越來(lái)越高,對(duì)于線束的要求也越來(lái)越高,線束的長(zhǎng)度也越來(lái)越長(zhǎng)。安波福怎么權(quán)衡線束的長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)囊螅?/strong>
普雷斯利:在電氣化方面的挑戰(zhàn),其實(shí)是重量。因?yàn)榫€束的長(zhǎng)度越長(zhǎng),體積越大,它會(huì)增加車輛的重量,車重增加會(huì)減少車的續(xù)航里程,這是電動(dòng)汽車現(xiàn)在面臨的一個(gè)問(wèn)題。
安波福的解決方案是通過(guò)材料科學(xué)方法來(lái)解決。
所以,其實(shí)現(xiàn)在汽車上有兩種不同的線纜,一種是小型的線纜,是一種非常細(xì)的線纜,這是主要的線纜類型。還有些非常粗,比如像電池的導(dǎo)線。對(duì)這兩種線纜我們有不同的解決方案。
對(duì)于細(xì)的線纜,我們使用合金來(lái)保證它的強(qiáng)韌度,并且能夠保證它的傳導(dǎo)性仍然能像使用銅線一樣的效果,同時(shí)重量減半。
對(duì)于粗的導(dǎo)線,在電動(dòng)汽車當(dāng)中是非常重的,因?yàn)橹饕怯勉~來(lái)做的。在這方面,安波福工程師首次用鋁導(dǎo)線替代銅導(dǎo)線。鋁的導(dǎo)電性能不如銅,體積也要大一點(diǎn)。但是因?yàn)橐恍┲饕木€纜體積減小了,所以我們能夠?yàn)檫@些大的線纜挪出一些地方。這樣的話部件重量都降低了,所以就能夠提高汽車的可行駛里程。
智能汽車架構(gòu)的目的就是把線束分成可管理的小段,不再需要很長(zhǎng)的線束,只需從一個(gè)電氣中心連接到另一個(gè)電氣中心,并由一個(gè)中央集成的計(jì)算中心控制。
還有智能汽車架構(gòu),
Q:智能汽車和自動(dòng)駕駛時(shí)代來(lái)臨,汽車電控做出了哪些相應(yīng)的變化?從哪些方面來(lái)保證自動(dòng)駕駛的安全性?
普雷斯利:自動(dòng)駕駛造成的主要變化就是如果一個(gè)系統(tǒng)失靈,就必須要有一個(gè)備份的冗余系統(tǒng)。如果車輛一旦出現(xiàn)故障,牽引失去動(dòng)力,但在自動(dòng)駕駛當(dāng)中無(wú)法制動(dòng),所以必須要給重要的電機(jī)等供電。
在自動(dòng)駕駛汽車架構(gòu)當(dāng)中就有一個(gè)冗余系統(tǒng),來(lái)為主要的系統(tǒng)提供備份,這也是自動(dòng)駕駛汽車架構(gòu)和傳統(tǒng)汽車架構(gòu)之間最大的區(qū)別。
所以
還有一點(diǎn)變化就是,汽車的空間并沒有擴(kuò)大,所以必須要減少汽車配件的體積和重量,比如說(shuō)用材料科學(xué)還有智能汽車架構(gòu)的方法來(lái)解決。希望在汽車有限的物理空間中盡可能加入更多功能和特性。
Q:新勢(shì)力造車和傳統(tǒng)車企相比,在架構(gòu)或者思路上會(huì)有怎樣的不同?中國(guó)目前是世界上最大的電動(dòng)車市場(chǎng),針對(duì)電動(dòng)車來(lái)說(shuō),線束的類型要發(fā)生改變,安波福在這方面如何應(yīng)對(duì)?目前中國(guó)市場(chǎng)上L2級(jí)別自動(dòng)駕駛車型越來(lái)越多,隨著5G技術(shù)在某些地區(qū)開始商業(yè)化的運(yùn)行,這些技術(shù)對(duì)于安波福有哪些影響或者挑戰(zhàn)?
在汽車架構(gòu)方面和傳統(tǒng)電動(dòng)車市場(chǎng)上的公司是差不多的。
朗智文:第一個(gè)問(wèn)題,造車新勢(shì)力的架構(gòu)和傳統(tǒng)車企的區(qū)別。近年來(lái),中國(guó)確實(shí)有很多造車新勢(shì)力進(jìn)入市場(chǎng),它們主要是做電動(dòng)車。
第二個(gè)問(wèn)題,中國(guó)是世界上最大的電動(dòng)車市場(chǎng),安波福也在中國(guó)建立了本土支持能力,我們有針對(duì)電動(dòng)車開發(fā)的高壓電氣分配系統(tǒng)(包括高壓線束、連接器等),使我們能夠提供高壓方面的產(chǎn)品和服務(wù)。
這并不是所有公司都能做到的,它需要很多的資本投入。在目前的市場(chǎng)上,電動(dòng)車其實(shí)給我們帶來(lái)了一些潛在優(yōu)勢(shì)。
普雷斯利:高壓線束系統(tǒng)不是一個(gè)大宗商品,它需要有特別的處理工藝,這樣才能達(dá)到合適的電壓來(lái)通過(guò)電池、系統(tǒng)給目標(biāo)器件供電。
講到5G技術(shù),在未來(lái)出行解決方案中確實(shí)會(huì)帶來(lái)商業(yè)化的機(jī)會(huì)。現(xiàn)在也有人在討論數(shù)據(jù)怎樣變現(xiàn),安波福和整車廠之間也在進(jìn)行討論?,F(xiàn)在我們有能力可以收集到這些數(shù)據(jù),怎么使用還要取決于和整車廠之間討論的結(jié)果。
朗智文:現(xiàn)在大部分整車廠平臺(tái)都有一定程度的自動(dòng)駕駛功能,基本上已經(jīng)達(dá)到L1.5或者L2的級(jí)別。這對(duì)電氣分配系統(tǒng)來(lái)說(shuō)相當(dāng)于汽車內(nèi)有了更多的組件、攝像頭、驅(qū)動(dòng)、傳感器等等。這也說(shuō)明了為什么智能汽車架構(gòu)(SVA)代表著未來(lái),因?yàn)椴荒軉渭兊刂辉黾右粋€(gè)內(nèi)容,要從根本上去改變這個(gè)架構(gòu)。
普雷斯利:安波福很重要的一個(gè)事業(yè)部就是主動(dòng)安全與用戶體驗(yàn)(AS&UX),負(fù)責(zé)研發(fā)高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS),所以L2級(jí)自動(dòng)駕駛對(duì)我們來(lái)講是一個(gè)機(jī)會(huì)。
Q:對(duì)于燃油車和新能源汽車來(lái)說(shuō),安波福的線束和智能汽車架構(gòu)的產(chǎn)品在應(yīng)用上有什么區(qū)別?公司未來(lái)的發(fā)展重心放在哪個(gè)方向?
普雷斯利:講到電氣化的時(shí)候我們要分層思考?;A(chǔ)層就是傳統(tǒng)的12伏系統(tǒng),不管是電動(dòng)車還是燃油車,基本都需要這個(gè)系統(tǒng),兩者之間沒有太大區(qū)別。
再往上就是48伏或者更高壓的系統(tǒng),這樣的話就會(huì)有一些區(qū)別了。比如說(shuō)在電動(dòng)車當(dāng)中就需要更加多的資本投入以及技術(shù)專長(zhǎng),把整個(gè)端子和線束牢牢連接在一起,線束周圍還要有包裹,這樣確保電磁不會(huì)對(duì)車輛行駛造成干擾。
電動(dòng)車高壓線束對(duì)于安全性還會(huì)有更高的要求,因?yàn)榘堰B接器從模塊撤出來(lái)之前先要將高壓纜線斷電。
我們有專門的工程部件事業(yè)部來(lái)生產(chǎn)這種特殊的連接器,為高壓系統(tǒng)提供保護(hù),能夠安全地?cái)嚯?,保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。我們有主動(dòng)安全與用戶體驗(yàn)事業(yè)部,因此我們了解整個(gè)系統(tǒng)有什么樣的要求,可以將中央計(jì)算集群、電氣分配系統(tǒng)和導(dǎo)線三者更好地結(jié)合在一起。
Q:在架構(gòu)上,傳統(tǒng)汽車和智能汽車在冗余設(shè)計(jì)上有什么區(qū)別?
朗智文:在傳統(tǒng)汽車(標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃機(jī)汽車)中,冗余的設(shè)計(jì)會(huì)更加少,因?yàn)橹饕侨藖?lái)負(fù)責(zé)駕駛,也不需要有太多的傳感器和攝像頭。但是如果智能汽車的話,駕駛員的責(zé)任就變小了,有更多的攝像頭和傳感器在控制。這么多的傳感器系統(tǒng)在汽車中,控制器會(huì)有負(fù)責(zé)更多流程。這會(huì)帶來(lái)更多數(shù)據(jù)、更多軟件控制系統(tǒng)和更多內(nèi)容,這樣就會(huì)增加電氣分配系統(tǒng)的復(fù)雜性。
Q:請(qǐng)介紹一下未來(lái)安波福電子電氣架構(gòu)的規(guī)劃。
將來(lái),汽車的計(jì)算系統(tǒng)會(huì)是一個(gè)中央化集群,和現(xiàn)在的架構(gòu)正好相反。
普雷斯利:目前,汽車的計(jì)算系統(tǒng)是分布式的,所以需要引擎控制器、車身控制器、信息娛樂(lè)控制器、電力分配中心等。
現(xiàn)在的汽車架構(gòu)系統(tǒng)有非常大的中央化電力分配中心,然后有分布式的計(jì)算系統(tǒng)。安波福要做的就是把它反過(guò)來(lái),成為一個(gè)集成的中央計(jì)算系統(tǒng),而配電系統(tǒng)則是分布式的,這樣就能夠利用現(xiàn)有的車輛當(dāng)中的這些模塊,減少電氣分配中心的體積和重量,從而可以實(shí)現(xiàn)減排,提升汽車的續(xù)航里程。
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