导读
这两天最热的活动无疑是上海车展。龙马君就谈谈特斯拉的刹车问题怎么看,以及华为造车的一喜两忧。
封面图片:本次上海车展华为和北汽推出了极狐品牌的Huawei inside
这两天最热的活动无疑是上海车展。这届历史上车模最少、还戴着口罩的车展却并不缺乏话题。先是华为在展会前曝光了自家无人驾驶的内测视频惊艳不已,然后是Huawei inside的汽车正式上市把华为造车又不造车的战略落到了实处,最后也是最火的却是特斯拉维权门。
具体来说,特斯拉维权门的事在车展第一天就发生了并发生了360度的转折。从维权者车顶起舞到安保人员帮助她离场,到作为特斯拉中国合作伙伴的上海地方治安管理部门迅速定性为闹事、特斯拉中国区公关大佬强硬表态,再到当夜中央政法委等部门定性为维权,外地地方政府监管部门纷纷下场,整个事件不到一天就魔幻反转。
当晚,特斯拉出具了事故前最后一分钟的数据。目前舆论尚未出现第二次反转,说明大家觉得这份证据并没有任何说服力,龙马君也是这个观点。龙马君的看法很简单,特斯拉刹车失灵既是一个技术问题,又不是一个技术问题。对特斯拉来说,刹车系统的设计服从于整体技术路线。整体技术路线确定后,车厂已经在人命安全和技术迭代之间选择了后者,刹车系统的故障就已经是一个法务问题,然后才是公关问题;对消费者来说,面对巨型企业的专业法务团队和政府公关能力,这其实是一个自我保护的问题。
为什么龙马君说特斯拉频繁爆出刹车问题是一个技术问题,因为这涉及到特斯拉对刹车技术的选择。特斯拉目前采用的线控刹车技术是比较新的、反过来说就是不够完善的技术。那么特斯拉为什么要用并不成熟的线控刹车技术呢?因为要把刹车的制动能量回收回来,通过车辆反拖电机转动来产生电能,并将产生的电能存储起来的一套装置和策略,达到增加电池行程的效果。但需要注意的是,特斯拉的这套线控刹车技术既不是它独家采用,也不是特斯拉自己研发的。确切地说,特斯拉和其他很多汽车厂都采用了博世的iBooster线控刹车系统。iBooster可以通过电子系统为车辆实施动能回收并缓慢降低车速,也可以切换到机械系统实现快速刹车,还可以在以上系统都失效的情况下启动ESP系统实现紧急制动。
一代iBooster系统
因为iBooster有着这么多的优点,除了特斯拉在用,其他如荣威,本田、领克、蔚来、通用、大众、福特等品牌都有车型应用了iBooster。不仅仅是电动车,混动,48V轻混甚至燃油车也因为其优秀的性能而在使用iBooster。而与iBooster类似功能的还有大陆的MK C1(阿尔法罗密欧Giulia上在用)、采埃孚/天合的IBC。而博世也发展了iBooster的进阶型号,比如比亚迪汉上搭载的IPB,将iBooster和ESP整合在了一起。
更小更轻更强的二代iBooster
所以确切地说,不是iBooster的问题,而是特斯拉对iBooster的使用出现了问题。与传统燃油车的真空助力碟刹不同,电动车因为需要考虑动能回收问题,还存在一个需要在回收动能(简单理解为缓慢减速,是电子系统控制的)和紧急刹车(简单理解为快速减速,是机械系统控制的)。一个很简单的例子:当我们踩下刹车踏板时,并不一定会让刹车卡钳立刻“奋力工作”。正常情况下,系统会根据刹车踏板踩下的力度,考虑用电机回收能量实现减速(刹车力度较小时)。不仅如此,iBooster还会受到ESP系统的控制,作为最后的备份。这让iBooster看上去很像是面临“多头领导”,而至于谁的优先级更高,iBooster把权限留给了车厂。比如,当初Model 3通过OTA大幅缩短了刹车距离,这一酷炫的体验就是通过对iBooster的软件升级实现的。
那么具体特斯拉是怎么设置iBooster的,以及和频发爆出的刹车失灵的关系,笔者没有找到权威的证据。以下是网上的一些技术分析,太长可以不看。龙马君既无法证实,也无法证伪,先摆在这:动能回收逻辑缺陷:iBooster+ESP HEV初衷是为了更长的续航和更短的刹车距离。如果iBooster出现故障,ESP 也可以马上接管,是一套很安全的系统。但由于耦合后的Model 3电控系统,能量回收的优先级高于刹车,刹车系统的动力又来自伺服电机。特定条件下,如果能量回收未正常工作导致电控系统异常,伺服电机就不会为E-iBooster系统提供支持。此时的刹车系统,由于失去来自刹车助力机构的支持,刹车踏板就会变得很“硬”。虽然是非常少见的特殊情况,但还是可能被特定场景触发。同时需要注意,特斯拉动能回收的力度会随着车速增加而减弱。
所以上面一段文字和插图中这段吐槽,基本意思就是,这些问题本质上是特斯拉的软件设置问题,背后是特斯拉的产品思维和经营思维。我们能再来看看特斯拉怎么说。特斯拉在公布数据的同时,也出具了一份文字说明,全文如下:首先龙马君假设特斯拉的数据没有造假,尽管特斯拉和马斯克本人的信誉似乎并不十分良好,但毕竟龙马君也没验证过数据真伪不是?那么以特斯拉提供的数据,确实可以表明事故发生之前有过多次有效制动,最后一次制动也将车速从一百多降到四十多。但这毕竟说明不了整个过程制动没有出现问题——四十次制动有效,并不能说明不会出现一次制动无效。具体到追尾前的“最后一次制动”,既可以理解为驾驶者车速过快,最后没把车减速到足够低导致追尾,也可以理解为最后那一瞬间的制动(助力)失效——依然可以呈现两种无法证实也无法证伪的说法。于是最后的结果,依旧会是“各执一词”、“不了了之”。所以要想理解这件事,只能回到特斯拉这家公司的理念,否则你无法解释它为什么如此使用这项新技术:
去年美国疫情高峰期,马斯克要求不顾疫情复工的推特
特斯拉或者说马斯克的理念简单来说,就是用最激进的新技术以实现降成本,并尽可能地扩大销量抢占市场份额,等车卖得多了以后用软件和服务挣钱。特斯拉是这样,Starlink是这样,星舰更是这样,甚至采用了不锈钢做外壳材质以最大程度降低成本。在这个思路下,特斯拉怎么奇葩地去设置iBooster笔者都不会感到意外,因其认为因为新技术导致消费者的伤亡只要通过法律方式和自己撇清关系就可以接受,只是他一将功成万骨枯的代价和统计数字而已。
不锈钢外壳的星舰一秒穿越50、60年代的飞机工业
当然,特德歌尔摩患者除外
前面谈了厂商方面的问题,比如技术问题、公关问题,那么剩下的就是消费者这边的问题了——怎么实现自我保护。龙马君个人的看法是:既然作为特斯拉中国合作伙伴的上海地方治安管理部门迅速定性为闹事并在事发第二天就对维权者处以刑拘清晰地表明了自己的立场,又不可能想象特斯拉为了这件事就修改它的思路和设计理念,那么龙马君只能作为消费者自己绝对不会买特斯拉的车,直到认为这项技术成熟为止。
各品牌新能源车友会
好,聊完糟心的特斯拉维权门,咱们咱来看看本届上海车展的另一个主角——华为。
华为:造车又卖车
在展示了令人炫目的自动驾驶技术后,华为在本次车展作为可以归纳为两句话:既忙着帮忙造车,又帮忙帮忙卖车。
先说帮忙造车,华为为车企提供全套智能汽车解决方案,包括智能网联、智能驾驶、智能座舱、智能电动系统等。以北汽极狐阿尔法S华为HI版为例,其智能座舱、智能电动、智能网联、激光/毫米波雷达、自动驾驶计算平台等子系统都是华为提供的。搭载了这一技术的极狐阿尔法S,华为HI版比普通版最高配还贵出八万多。另一家车企推出的赛力斯华为智选SF5的情况也差不多,其“驼峰”电驱增程系统搭载的是华为DriveONE三合一电驱动系统,还配备了华为HiCar解决方案,可以将华为的移动应用生态复制到车机上。从电驱到车机再到自动驾驶系统,华为都能帮车企搞定,车企只要自己有设计团队再有个工厂,就能生产的到华为技术赋能的智能新能源汽车了。
再说帮忙卖车。车展媒体日第二天华为消费者业务掌舵人余承东在南京路的华为旗舰店内办了发布会,宣布华为智选正式开卖赛力斯SF5,今后还会卖其他品牌。这次开卖的赛力斯华为智选SF5,今年7月底计划进入华为200家零售店,今年年底将扩展到1000家。这是啥概念?特斯拉到目前为止在中国的门店也就不到200家,蔚来今年有望达到366家,小鹏也是差不多水平。加入华为大家庭,一年千家店不是梦!当然,华为卖车依托于原来的手机销售体系,是直营店、体验店模式,与4S店的商业模式有差距,最终怎么落地还要持续观察,所以卖车的是先不多说。
赛力斯华为智选SF5
华为目前的口径是坚决否认要造车,而定位做全家桶型服务商,提供软硬件一体解决方案,从价值量上来讲大于其他纯芯片、软件服务厂商。以北汽为例,华为与北汽的合作模式为:极狐轿车贴标Huawei inside,由华为主导。北汽负责车壳、内外饰、电池、底盘,华为负责电机、自动驾驶、传感器、域控制器、座舱屏幕、车联网系统等其他所有部分。早在去年10月的北京车展,华为就展示了自己在汽车电子和软件领域的全面布局——“HI华为智能汽车解决方案”。如今这些产品已经都可以量产。HI全栈智能汽车解决方案包括“1个计算与通信架构”、“5大智能系统”、“智能化部件”:一、1个计算与通信架构:智能驾驶MDC、智能座舱CDC、智能车控VDC三大计算平台以及AOS、HOS、VOS三大操作系统(即三类域控制器和域控制器内的OS),包括:
鸿蒙车机OS软件平台、鸿蒙车域生态平台以及智能硬件平台,目前已经升级至华为鸿蒙系统2.0版本,支持的终端拓展到可穿戴设备和车机。鸿蒙车机通过8寸超低反显示屏,可以实现各种基于AI的人机交互各种功能,并通过座舱麦克风阵列模组实现语义理解。
华为鸿蒙系统合作伙伴
3. 智能车控VDC:即下一代动力电驱系统——七合一集成式动力总成。七合一总成在三合一(电机、电控、减速器)的基础上,结合了OBC(车载充电器单元)、DC/DC(直流转换器单元)、PDU(电源分配单元)及BCU(电池控制单元)。可提供120或150千瓦功率,尺寸小、重量轻(120千瓦系统,65公斤)。 华为还特别强调其智能油冷电机,由于有更好的冷却效果,体积比竞品小15%,轴承寿命提升10%。在极限工况下,电机性能表现更好,支持180公里每小时持续高车速和反复20次零百公里加速等体验。
华为DriveONE,多合一超融合的动力域解决方案
二、5大智能系统:包括智能驾驶、智能座舱、智能电动、智能网联和智能车云五大系统,智能座舱和智能电动在上下文中均有提及,所以这里龙马君只谈谈以下三大系统:1. 智能驾驶方面,华为八爪鱼(HUAWEI Octopus)自动驾驶云服务,提供数据服务、训练服务、仿真服务,三大服务贯穿自动驾驶开发、测试及商用优化的全生命周期,形成以数据为驱动的自动驾驶闭环方案。华为还推出了高精地图云服务,打造全国高精度动态地图聚合平台。2. 华为车联网云服务:可以实现三电、智能驾驶、智能座舱等数字化部件的状态数据和故障数据的采集和存储,形成统一的智能车辆数据资源池,再基于云端强大的AI和大数据能力。3. 华为V2X云服务,除了提供基础的V2X联接功能、设备管理、事件管理、数据管理等能力之外,还为为无人驾驶车队提供车队协同、路径规划、统筹调度等能力,实现了全域感知和全局策略控制。三、华为整车传感器方案包括4个角雷达,1个成像主雷达,3个超级鱼眼,2个8目摄像头,4个超级鱼眼,以及4个激光雷达,共计30多个智能化部件。华为本次推出的极狐阿尔法是全球首款搭载3颗激光雷达的智能电动量产车,具有城市道路自动驾驶能力。阿尔法S华为HI版将搭载3颗96线车规级激光雷达、6个毫米波雷达、12个摄像头和13个超声波雷达,以及HarmonyOS操作系统和算力可达352Tops的华为芯片。华为HI在前端传感器和算力硬件支撑下,匹配高精地图提取车道及信号等信息,并通过机器自我学习、持续迭代,让车辆“越开越聪明”。
华为激光雷达展示
华为77GHz毫米波雷达展示
华为毫米波成像雷达
华为8目摄像头展示
华为超级鱼眼展示
应该说华为造车起步很早,体现了大企业应有的战略眼光。华为汽车业务之前是IT产品线下,2018年下半年成立汽车BU,整合了原来做消费电子的大量人才并引进了其他汽车相关企业的人力资源。经过5-6年的积累,从此次车展来看,其技术实力和产业竞争力确实非常显著。
那么华为造车有哪些优势呢?
一、华为作为信息技术企业,ICT(信息通信技术)能力强:从汽油车到电动车再到智能汽车、智能驾驶,ICT技术在汽车中的渗透率更深,重要性更加凸显。而ICT技术更新快,华为能统一更新整车的ICT方案,这是车厂难以做到、传统tier1(即汽车一级供应商,如博世等)也难以做到的;比如在计算方面,目前特斯拉仍然还是用了集中网关的架构。而华为提供的,是计算与通信架构,把所有执行器和传感器接到了几个分布式网关,分布式网关再组成一个环网。
华为汽车中央以太网网关解决方案
通讯架构如此,计算架构方面,华为将其分成三个部分,除了前面提到的智能驾驶域 (MDC)、智能座舱域(CDC),还有智能车控域(VDC)。三个计算域分别对应不同的操作系统(自动驾驶操作AOS、鸿蒙智能座舱操作系统HOS和车控操作系统VOS)。
华为计算与通信架构图示
由此可见,华为作为全球ICT龙头,在技术上目前拿出来的,确实是令人耳目一新的创新,这顺应了汽车行业信息化、智能化的趋势。
二、系统工程能力强:
别忘了华为也曾是全球最大的光伏逆变器企业,在空调、电源等机电领域的积累也是世界级的,而这些涉及到材料、冶金、热能、电气等领域的技术积累,正是汽车电动化、智能化所需要的。电动车对汽车行业的改变不仅仅是去掉了发动机、变速箱、传动轴和油箱,而是对整个车辆结构、制造工艺和电子电气架构都带来了彻底的改变。前面龙马君说过对特斯拉的创新能力毫不怀疑,正是因为特斯拉是这方面最早、最成功的变革者。1. 车身架构:传统的汽车底盘极为复杂,动力总成包括发动机、发电机、变速箱、复杂的传动装置等等,归总起来可分为排气系统、悬架系统、发动机、转向系统、传动系统、电气系统、冷却系统、燃油系统、制动系统八大部分。
汽油车动力总成
但电动车的动力总成就简单地多,也就是三电(电池、电机、电控)三大件加上一些边缘部件。因此,特斯拉作为一家纯电动车公司,率先根据电动车的结构从头设计底盘架构,把电池融入地盘、用大型铸件替代多个锻件装备、合并线缆等多种方式来提高集成度,降低装配成本。
电动车动力总成
2. 制造工艺
目前在电动车上,电池能占到整车重量的一半左右,因此车体轻量化就变得很重要。传统上,汽车的各个部件主要是铝合金板材,相互之间的连接比钢板要复杂得多,如果像钢板一样焊接在但连接强度要远远次于后者,所以往往使用铆接、螺栓连接或者再辅助使用粘接胶等工艺。
除了成本高,铝合金车身比传统钢材质车身更难制造。除了产品一致性问题,还有铝合金零件之间、铝合金与钢材之间的连接问题,涉及到多种新型铆接工艺,工艺流程更繁琐,生产效率低下。因此,特斯拉在设计Model Y的车身结构时进行了针对性的改进,其中之一就是用大型铸件替代多个锻件装配。
压铸工艺的生产效率高,高速高压充型能在短时间内将金属液压入模型中,而且可以制造出造型复杂、轮廓清晰、薄壁深腔的零件,表面足够光滑基本不用再进行机加工。
3. 电子电气架构
1993年,奥迪A8上使用了5个ECU(电子控制单元)。最开始,ECU是仅仅用于控制发动机工作;随着汽车电子化程度越来越高,现在一些电子结构复杂的汽车,ECU 数量早就超过了100个,而面对高级别辅助驾驶系统的要求,ECU的这个数量不是太多了,而是远远不够。
这些ECU就像是一群各自为政的杂牌军,相互之间没有协同,白白浪费算力,而且因为都是嵌入在各家供应商的子系统内相互之间难以统一维护升级,相互之间还需要通信产生了大量的线束,既浪费成本又增加重量。奥迪A8是第一个吃螃蟹的,但仅仅在ADAS(辅助驾驶)方面做了些小动作,特斯拉的Model 3掀起了新的革命:整个电子电气架构架构只有三大部分,CCM(中央计算模块)、BCM LH(左车身控制模块)、BCM RH(右车身控制模块)。中央计算模块直接整合了驾驶辅助系统和信息娱乐系统,并负责外部连接和车内通信系统域功能;左车身控制模块和右车身控制模块分别负责剩下的车身与便利系统(车灯、雨刷器、空调之类)、底盘与安全系统和部分动力系统(powertrain)的功能。
虽然龙马君对马斯克以及特斯拉的价值观不怎么感冒,但对其技术创新理念还是很认同的。其实用一个词来概括特斯拉的思路,就是增大集成,降低装配线成本。这条路特斯拉已经走通了,当然消费者在其中只是实验品。当然,华为作为ICT为主的智能汽车供应商,对汽车机械冶金加工工艺暂时没有涉及,电动车整车结构目前也基本形成共识,所以华为在智能汽车的系统工程能力方面的积累,主要体现在电子电气方面。华为目前在汽车领域,电机电控都做了,其中在域控制器架构方面的创新领先所有其他国内竞争对手,并达到与特斯拉相仿佛的水准。华为未来预估将整车架构划分为智能座舱CDC、整车控制VDC和智能驾驶MDC3个域,特斯拉也是3个但划分方式不同,大众号称1个,而国内传统车厂还在分布式架构时代。
华为CC架构,把智能网联功能也囊括了
除了电子电气这些华为传统上就擅长的领域,华为还推出了高能量密度的热管理系统,集成度非常高,需要很强的系统工程能力,也体现了华为从通信设备到手机终端、云计算一路走来在ICT领域的技术积累。热管理对电动车非常重要,因为传统汽车可以通过发动机本身的热量为座舱加热,但电动车电池、电机本身产生的热量极为有限,目前业内普遍采用的是PTC制热方案,这但这种方案能效较低,在冬季低温情况下续航里程依然会降低30%~40%。因此,更加高效节能的热泵系统(能效比为PTC的2倍以上)已经成为下一代热管理技术方向。
本次上海国际车展期间,华为发布了业界集成度最高的智能汽车热管理解决方案(TMS),通过一体化极简架构设计,打通电驱、电池、乘员舱等领域,将传统热管理系统中12个部件集成为一体,采用基板替代原有的互通管路,实现热管理系统管路数量降低40%,易于安装和维护。此外,压缩机、水泵等关键部件的控制系统全部集成至EDU(Electric Drive Unit),大幅降低部件电控故障率,同时便于系统智能化及全生命周期诊断维护。能效方面,华为TMS通过极简的水源架构以及高度集成,降低系统流阻和控制复杂度,将热泵系统最低工作温度由业界的-10℃降低至-18℃,相比传统非热泵方案能效比提升至2倍。应该说,华为这套全家桶的体系,基本上囊括了智能新能源汽车的所有关键技术,在智能驾驶及传感器如激光雷达、汽车电子电气架构和热管理上还处于领先地位。
华为造车的隐忧
尽管华为厚积薄发,在被美国卡脖子后转战智能汽车赛道并打了一个漂亮的开门红,但必须指出华为的造车之路注定充满荆棘。简单来说有两方面的隐忧:第一是芯片、第二是市场商业模式变化。华为目前的芯片库存主要来自于2019年9月15日之前紧急拉货的库存,目前来看减少手机出货转向汽车领域,同一片芯片能支撑更大的营收,这一招确实是妙招。但这些芯片库存也仅够支撑到2023年,后续主芯片还要看华为是否能突破28nm制程。而即使克服种种困难(具体见龙马君前文《从梁孟松动荡看华为造“芯”有多难、作“车”是为何?》)去的技术突破,28nm届时在车机芯片、自动驾驶芯片上也已经成为落后工艺。华为将不得不采用落后的工艺生产面积更大、功耗更高的芯片模式去与竞争对手竞争。而且,华为也不可能实现全部芯片的自产,外部芯片还要依托其他合作伙伴采用非美供应商保障供应。这中间的不确定性和绑住手竞争的压力可想而知。
英伟达:只有通用GPU方案,甚至没有专用的自动驾驶芯片,但跑得最早,目前也是主流;华为:从智能座舱到自动驾驶芯片、算法、操作系统,甚至于电机、电控、热管理系统全方位切入;高通:目前在智能座舱芯片方面份额非常高,目前已经明确从智能座舱向自动驾驶渗透;尽管目前华为的MDC计算平台算力处于全球领先地位,甚至2023年之前仍是最强的。但竞争对手没有制程瓶颈,英伟达、高通等企业肯定会走拼算力的路线,沿着摩尔定律不断地向先进制程的极限挺进。英伟达2023年要出400TOPS算力的芯片,高通的目标更是直指600TOPS。在这条路线上华为受到美国掣肘,长期来看拼算力肯定是拼不过了,就算2023年后28nm非美制程成熟,也是10年前英伟达GPU的工艺水平,就看华为能否用系统集成、封装等多种手段来优化效果了。当然,还有种可能性是基础科研的路子,具体来说就是人工智能的另一个路线是类脑芯片,如果能取代目前拼算力的路线,那么有可能打开一个不同的局面。但这个只能是看天吃饭。目前华为定位tier1,而不是自己造车,龙马君认为中期内是最优解,但长期未必。中短期来看,华为如果自己造车,那么将完全不能获得任何采用美国技术的芯片。一旦上面谈到的芯片竞争制程升级到无法用其他方案优化芯片缩短和竞争对手的差距,华为也无法用外采的方式解决问题,那么就会出现缺一颗芯片,一辆车都造不出来的问题。所以,华为不造车,反而可以帮助其避开美国的封杀。但未来汽车的技术发展路线和商业模式演化是否能让华为一直置身事外则很难讲。这里,龙马君可以引用小鹏汽车的创始人何小鹏的看法,他认为交钥匙合作模式有双重风险:首先,每一家合作伙伴有不一样的诉求,全家桶的全栈技术提供方如华为很难对其进行全盘掌控,还要对其分别进行适配;
其次,如果要通过开放平台去取得很大的市场,必须是低收费,但现在用高阶配置搭低阶市场的做法显然不可持续。在华为最为称道的自动驾驶路测视频中,用到了三颗95线激光雷达、400TOPS算力的最新域控制器,以及城区自采高精地图,这种成本是很高的。就其小鹏的经验而言,“P5已经能够在相对缩减的成本里做到很好的自动驾驶”,降成本可能是未来智能汽车竞争的核心。而对于全家桶的全栈技术提供方如华为,相当于“是花一百块钱,做一个跟花三十块钱一样好的东西。”小鹏汽车正是因为有了首款自研自动驾驶车型P7,才开始通过配置和功能组合,在第二款车P5上在确保性能的前提下,通过包括去掉实用性不强的雨量感应器,和前视功能有重合的AEB(紧急制动)模块等各种措施降本。
所以,笔者今天写到上海车展对特斯拉和华为两家的看法,觉得特斯拉这次维权门以及背后各地各级管理部门所展现出来的态度,非常值得玩味,是处于加速发展期的国内智能新能源车产业的良好机遇,把握得好可以起到类似于“因新疆棉阴谋抵制洋牌服装”的效果。另一方面,笔者也不得不对作为中国最优秀的ICT企业,甚至是最优秀的中国企业的华为产生一种复杂的感情——即对他的顽强和进取感到欣慰,又对他未来发展的沉重和不确定性感到一丝担忧。但华为作为一家中国企业,是成长在中国这个大环境里的,这就意味着不管华为未来如何,诞生了一家华为的国度一定会诞生更多的华为——聚是一团火,散是满天星,不管华为未来如何,都希望最后赢得是中国!
扩展阅读:
背景简介:文章2021年4月24日发表于微信公众号 龙马产研 (上海车展观感:傲慢的特斯拉和负重前行的华为),风云之声获授权转载。
责任编辑:陈昕悦