2023百人会|陶喆:分享未来高阶自动驾驶对线控底盘的经验

森林 2023-04-02 16:59:24

  2023年3月31日- 4月2日,2023中国电动汽车百人会论坛在北京钓鱼台国宾馆举行。本次论坛将围绕“推进中国汽车产业现代化”主题,邀请各路代表,围绕全球汽车产业发展形势、新能源汽车高质量发展路径、中国智能网联汽车发展战略等多个话题展开讨论。

  在3月31日进行的第三届双智论坛上,上海拿森汽车电子有限公司创始人兼CEO 陶喆发表了主题为XX的演讲,以下是内容摘要:

陶喆

  上海拿森汽车电子有限公司创始人兼CEO 陶喆

  各位来宾、各位汽车行业的同仁大家上午好,我看快12点了,我的进度就加快。今天拿森可能代表中国的线控底盘分享一下我们针对未来高阶自动驾驶对线控底盘的我们的一些经验和分享。

  我的分享分四个部分,第一是自动驾驶行业的发展趋势和线控底盘。第二是拿森的创新实践,我们在这里面做了一点事情。第三是分享一下我们针对未来的高阶(L3到L5),拿森整个线控底盘完整的解决方案。最后讲一下我们对未来的展望和思考。

  大家也知道,现在智能汽车已经是必然的发展趋势,大家一直说新能源是1.0,智能化是2.0,加在一起发生各种各样的化学反应。有几个数字大家知道,我们看到2025年整个智能化市场市值要接近一万亿,其中在2020到2025年这一块ADAS包括自动驾驶市场的复合增长率达到了36.85%,这是一个非常高速增长的市场,包含我们2022年1到11月乘用车的销量,如果我们算上L2的辅助驾驶的话,整个这一块市场销量应该超过800万台、渗透率也达到了33.6%。那么从产业链的角度来讲,大家知道1.0新能源、2.0智能化,其实它区别燃油车的核心还是产业链。如果从新能源的角度我们说相比燃油车主要的区别我们叫大三电和小三电,就是动力电池、电机和整车驱动,小三电就是自动转向和空调,从智能化来讲有三个部分组成,一个叫感知,主要是雷达、摄像头、激光雷达、地图都叫感知,另外一个是智能决策,目前这个环节可能是主机厂在牵头做研发,包含一些一级供应商。第三个环节是线控底盘,大家看到线控底盘是这两个的交汇点,第三个是控制执行端。这个环节目前主包还是以博世、大陆、采埃孚这三个外资巨头把持和控制,在我们这里是一个标准的被“卡脖子”的赛道,为什么被“卡脖子”呢,最显著的原因它是汽车领域的安全件,汽车电子领域叫功能安全等级,底盘里的安全等级叫ASIL D,安全领域最不能实现的就是我们这个赛道,所以难就是在这个地方,我们要从架构方案、从各个环节确保我们的产品做到万无一失。从这个角度来说产业链自主可控的必要性是非常大的。

  另外从自动驾驶场景来讲大家知道现在场景越来越清晰,无论是L1、L2的ACC、AEB还是TJP,还是港口物流,场景是非常清晰的,未来商业模式也渐渐清晰起来,但是无论场景是什么都有依赖于对车辆自动控制,大家知道本质上对车辆的控制无非就是几个方向的控制,一个叫车辆的纵向控制,另外是以转向为代表的横向控制,另外还有悬挂控制。抛除感知和算法车辆本身控制就是底盘或者叫线控底盘的话题,这个环节是要确保上位机或者自动驾驶大脑给到了指令,我们能够精准无误在保证安全、性能、操控、舒适多个目标的情况下,最接近你的整个系统的控制目标。因为我们这个环节是最了解车辆本身的。所以总结下来,因为今天的命题叫高阶自动驾驶,如果我们把它叫L3,L3以上我们认为对于线控底盘最重要的要求是冗余和安全,其实冗余本质上也是安全,所以核心其实也是一点,就是如何做到安全,如何做到当一个东西失效的时候仍然能保证驾驶员的安全和生命。所以说这个就不讲了,另外我们分享一下我们认为自动驾驶对冗余制动,因为制动是整个底盘里面我们说纵向、横向、垂直里面算法相对来说最复杂,是对车辆、人身的生命安全影响最大的环节。所以我们看到,我们的自动驾驶对制动系统有非常多的要求,包含我们需要实现冗余制动的控制,实现系统状态的监控,需要实现纵向的稳定和执行器的自检以及这几个系统需要强关联性。我刚才讲到整个车辆的安全在我们这个环节很多个子系统、子模块,每个子系统、子模块都有相应的功能,如何确保它在整个驾驶员角度、车辆角度是相对最安全的最优解,可能是我们这个赛道从这个角度的核心。

  第二讲到拿森在这个领域做了一些创新的实践;大家知道就这个产业链角度,中国现在是汽车大国,我们的系统数据也一直说我们要从大国到强国,汽车传统的强国大家知道无非是德国、美国、日本、韩国,无论是德国、韩国和日本,它的汽车强国背后很重要的逻辑是有非常强的产业链和巨型的Tier1,德国有博世、大陆、韩国有MANDO和MOBIS,日本有JTEKT、DENSO,所以这些重要的巨头,Tier1支撑了他们成为汽车强国,中国我们现在认为正在从大到强,核心的逻辑,除了主机厂的核心开发领域,我们最近一直在谈的叫架构开发能力也好还是集成能力也好、还是创新能力也好,很重要一点就是一级供应商这里,产业链这里必须要强大,整个产业链我们需要由大变强。大家知道前三年中国经历了供不上货的三年,其实我们和各大主机厂都在接触,保供的痛点其实就三个零件,我们看到各大主机厂极其相似,哪三个零件呢?自动转向和电池,每个主机厂可能排序不同,当然无非是这三个东西,保供上面存在问题,其中这三个自动转向加电池,其中有两个在我们这一赛道地盘。换句话说真正影响未来自动化、还是真正的汽车由大变强也好,首先最重要解决的就是底盘赛道要自主可控。

  (如图)这个是拿森成立七年来,我们公司从2016年年初成立到现在有七年多,我们始终没有改变的我们自己的一个企业发展的愿景就是要致力于成为这个赛道本土的线控底盘的领导者。

  这个是拿森的一个介绍,我们研发在上海,有完整零件级、系统级、整车级开发和完整的SOD的验证能力。另外我们公司制造是放在了杭州萧山,我们在那里具备了全自动化的生产线和严格的质量管理体系,同时线控底盘整个产能达到300万套,同时我们还有十万级无尘车间,因为在制动里面有非常高精密的核心零件像电磁阀。

  另外从产品线布局来讲,无论是现在的L2还是未来的L3、L4以及未来五到十年的产品我们都有完整的规划,这里面包含全套的线控底盘解决方案,包含2018年拿森量产的第一个电子自动叫Nbooster,以及2020年我们量产的ESC车身稳定控制,今年量产的叫集成式线控自动。明年和后年我们会陆续量产转向的L2方案以及L3和L4方案,再往后走,第三步我们将把制动转向和悬挂6个自由度的控制都协同在一起,形成我们新的核心竞争力,我们叫线控底盘的控制器叫NXU,以及最后走向,可能架构会发生更大的变化我们叫EMB,所有这些全线的线控底盘的核心产品我们都是在要不就已经在批量投产和应用,要么是在上海在密集的做研发和布局。

  拿森成长七年来主要的合作伙伴基本覆盖了国内主流的主机厂。这是我们在自动驾驶之前和合作伙伴和主机厂的一些小的成果,像我们跟百度阿波罗L4的落地,和Robo-taxi的落地,还有Robo-bus的落地,我们获了一些成绩,刚刚获得了一等奖。

  第三部分介绍一下我们面向高阶的智能驾驶整个线控底盘的解决方案,从这个角度来讲我们认为自动驾驶对线控制动,如果把制动当成线控底盘的代表的话,自动驾驶对这块有三个核心的要求,第一个我们把它叫行车制动,把车辆行驶起来我们制动的安全,我们需要实现一个安全和备份的要求。第二个是对于基本的车辆稳定,比如讲车辆在行驶过程中在湿滑路面、雪路面、冰路面以及容易产生失稳条件下的车辆的一个安全的备份来保证驾驶员对车辆整体来说是受控的。第三个是驻车制动,比如车辆停在这个地方或者停在坡上,上坡、下坡如何保证车辆不溜坡,主要是针对这三个角度的三大要求。

  那么针对三大要求其实我们有两套解决方案,针对L3、L4,一个是叫Two-box,一个是One-box+RBC,其实这个在行业里对标博世的路线,在行业里可能其他两个巨头走的是One-box路线,博世是我们学习的对象,它有两套解决方案,同样拿森也是有两套方案,针对客户不同的需求我们提供不同方案,其实Two-box就是由Nbooster和ESA形成两个盒子的冗余,基本思路就是一个盒子失效另外一个盒子接管,另外一个One-box+RBC它相比Two-box最大优势就是One-box有更多的集成功能在里面,以及对L2车型来讲One-box可能有更好的性价比优势,但是到了L3、L4即使功能再多我们也要考虑到当它失效怎么办?所以有一个简化版的RBC作为备份方案来解决安全问题。

  这里我刚才讲了,如果是Two-box方案我们是如何实现制动和备份,基本逻辑就是是从行车、车辆稳定和驻车制动这几个角度,每个重大领域我们都会把两个盒子其中一个作为主方案,另外一个作为备份,这样一个架构方案来实现,在关键的功能路径上我们永远是有安全冗余。

  刚才讲了One-box相比Two-box最大的优势就是集成化,替代了原来Two-box里面诸多零件,它的尺寸、重量、包括性价比都有很多的优势,相比Two-box它也是接下来拿森主推的产品线,加上一个RBC可以实现完整的从L3到L5的自动驾驶的解决方案,目前我们跟主机厂在开发这套解决方案,预计在2024到2025年,2024年应该可以达到量产的状态。

  这个是针对转向,我们除了制动以外也有完整的转向方案,这里展示的是我们针对L3、L4的转向架构,基本逻辑是从边缘的供电、信号处理到MCU算法到驱动到H桥相应保护一直执行电机到6项马达,从头到脚完整的把自己武装起来,全部都是备份。整体来说实现助力的八大事项模式,在正常情况下转向要百分之百助力,但是万一失效还基本上有50%助力,这50%助力在车辆开启的时候足以让你实现转向的安全。

  另外一点就是我们分享一下我们对底盘域未来的发展趋势。

  当下大家知道,更多主机厂的控制器都是买供应商的,我们叫黑盒模式,主机厂很难把它整合在一起,第一个是供应链不稳定,第二个是成本高,这也是当下的痛点,我们知道软硬件其实是强耦合在一起的,面向未来肯定是软硬件要解耦,主机厂可能会做架构整合,软硬件分离,就底盘来讲我们会面临的是未来的转向、制动、悬挂,各个自动控制全部都会捆在一起,这也是拿森在行业里的优势,因为我们不光有单一角度核心的Know-how,我们有制动和转向,其实制动和转向已经占50%的核心了,我们有非常好的天然优势把底盘控制结合到一起,并且做到更优。

  最后讲一下我们对整个底盘域未来跟主机厂包括一些协作分工的理解,大家知道从感知到算法再到底盘控制再到执行,拿森未来布局的底盘域叫NXU,我们叫底盘域控制的环节,也就是说它会作为整个我们把它叫自动驾驶的小脑,换句话说如果未来主机厂是做自动驾驶的大脑,它把所有感知系统进来以后做好路径规划,做好路径规划要把指令发给我们自动驾驶的小脑,小脑接到指令以后不是简单执行,而是综合考虑目前的应用场景,如何相对最优的去执行,而不能完全执行,因为完全执行可能导致车辆无法保证安全,一会儿性能不是最优,一会儿舒适性、各方面操控不是最优,这一块就是这个环节的核心技术。所以从仲裁层到6个自由度的协同,直到把指令从小脑的指令具体分发给转向制动,这个是未来我们构建的一种我们把它叫自动驾驶小脑的核心竞争力。

  最后讲一下我们对整个线控底盘的一些行业的希望和建议。第一,这个赛道也是需要创新整合新技术的,我们其实希望大家能够想办法实现互帮互助,1+1+1>10,坦白说有些方面现在已经有些做到超越我们了,有些方面我们是落后的,在落后的方面我们要做到怎么共通、怎么更好的协同、怎么样相互借力,所以同行的互补就是最重要的一件事。第二,就是我们希望整个资源纽带能够参与进去,能整合行业资源,能发挥资本在社会资源的配置的作用。第三,就是从芯片、操作系统到相关环节都存在一些“卡脖子”的地方,所以产业链的自主可控、稳定、安全是非常重要的。

  以上是我的分享,谢谢大家。

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