隨著社會對汽車節能、環保、安全要求的日益嚴格以及人們對乘坐舒適性、駕駛便捷性要求的日益提升,電子化、信息化、網絡化和智能化成為汽車產品先進性的重要體現。當前世界汽車工業約70%的技術創新來源于電子技術的應用。
世界各大汽車公司、汽車電子公司和半導體芯片供應商均十分重視汽車電子技術的研發與應用,技術創新取得不少優秀成果。
國內汽車電子技術開發成效顯著
相比當前世界快速發展的汽車電子技術,我國的汽車電子技術基礎薄弱、缺少自主核心技術和技術積累,還遠遠不能適應汽車工業的發展需要。但我們欣喜地看到,在國家鼓勵自主創新、支持擁有自主知識產權的核心技術和提升自主開發能力的產業政策引導下,面對汽車工業的快速發展給汽車電子提供的機遇,相關產、學、研單位有了自主開發的主動積極性,同時通過技術引進和消化或采取聯合開發的方式,大大提升了自主開發設計水平,取得了一些自主開發和產業化成果。
我國汽車電子技術自主開發的思路、方法、流程基本接近國際水平,己普遍應用嵌入式系統技術、標準化V模式設計開發流程和先進輔助設計開發工具。基于圖形化建模和離線仿真—快速控制原型—自動代碼生成—硬件在環仿真—標定所構成的V模式開發流程的廣泛應用,有利于快速高效地進行控制器的開發。但在應用水平及經驗積累上與國外還有一定差距,尤其在產品化方面差距較大。
汽車電子自主開發在技術路線上存在多種方式,有企業完全自主開發的,有產、學、研結合自主開發的,同時還有通過技術引進和消化或采取聯合開發的方式開發的。無論哪種方式都是開放中的自主開發,成效顯著。
在電控發動機方面:清華大學等高校開展的系列研究工作已取得不少實質性成果,國內企業在自主開發和產業化方面表現突出。汽油發動機電控已產業化,但沒進入主流市場;柴油機企業采取自主、委托開發或聯合開發的方式加快電控燃油噴射系統的開發。玉柴集團2006年推出了擁有自主知識產權、達到歐4標準的柴油機。清華大學電控組合泵系統和ECU研究工作已取得產業化成果。一汽技術中心在單體泵上進行了電控系統開發并應用在載重車上。成都汪氏威特電噴公司自主研制的“電控組合泵系統”柴油機電噴技術,在較低的成本下達到國Ⅲ以上排放標準。
在自動變速器方面:國內正加快研發和產業化,吉林大學和北京理工大學等單位研發成果突出。吉利2006年推出了Z系列AT,貴州航天一直在從事重型車用AT的研究開發;杭州依維柯變速器公司與意大利瑪瑞利、奇瑞汽車公司合作開發的AMT已投放市場,不少變速器公司也正在開發AMT,東風電動車公司開發的AMT已成功應用在混合動力公交車上;2007年洛陽聯變公司一期5萬臺CVT項目開建,標志CVT開始進入產業化階段。博格華納雙離合器傳動系統有限公司是博格華納(中國)投資有限公司與中國中發聯投資有限公司共同投資成立的合資公司,計劃于2011年早期建成并開始運營。公司將生產和開發雙離合器自動變速器中的核心產品:雙離合器模塊、扭振減震器模塊和控制模塊。
在制動系統方面:近年來,東風電子科技、科密制動系統公司等已相繼完成了具有自主知識產權的ABS產業化,并已大量投放市場裝車應用。東風電子科技公司2007年又成功開發出ASR系統并投放市場,現正在開展ESP的開發和產業化工作。
在轉向系統方面:國內這幾年發展較快。企業、院校和科研單位聯合開發,經過7年的努力已經取得了相當大的成就,實現批量生產的公司有株洲易力達機電有限公司、浙江福林國瑞汽車零部件有限公司、湖北恒隆汽車轉向器有限公司、浙江世寶汽車轉向器有限公司等。重慶三祥汽車電控系統有限公司已經投產的轉向管助式EPS應用于微轎、微客等汽車領域。
在電控空氣懸架系統方面:國內電控空氣懸架產品的自主開發處于起步階段。清華大學汽車工程系在主動、半主動懸架方面進行了多年研究、試驗工作,開發出硬件在環仿真系統,可調阻尼減震器,剛度、阻尼和高度可調油氣懸架。北京理工大學開展了主動懸架的理論及試驗研究,開發了半主動懸架系統樣機并進行了民用車輛和軍用車輛半主動懸架的整車道路試驗研究。東風汽車懸架彈簧有限公司目前已經開發了全系列的空氣懸架產品,將有力地促進自主電子控制空氣懸架的發展。
在智能汽車、智能交通系統方面:國防科技大學經過多年的研究,在智能汽車總體結構、環境感知、遙控操作、路徑規劃以及智能控制理論等多個領域都擁有一定的技術積累。2003年國防科技大學與一汽集團合作研制的“紅旗自主駕駛轎車”在高速公路上正常交通狀況下,穩定自主駕駛速度達130公里/小時,最高速度達170公里/小時,并具有超車功能。中國ITS(智能運輸系統)技術目前已經從概念引入發展到初級應用階段,智能交通相關的基礎建設取得了一定的進步,發展和推廣ITS應用的環境已經具備,預計未來10年,中國ITS的發展還將以解決城市交通擁堵問題為核心。目前一批比較成熟的技術如導航、ETC等將得到迅速的推廣應用,中國自主研發的北斗衛星系統是中國ITS領域最為成功的應用之一。中國的導航產品目前裝在一汽豐田、上海大眾、上海通用等主流汽車廠商的高端品牌汽車上,中國已經成為世界上一個非常重要的新興導航市場。
在信息平臺方面:這是國內發展最活躍的領域,差異化特征明顯。深圳航盛電子公司在信息平臺方面全面規劃,自主開發成果突出,尤其在車載娛樂等方面已創品牌。武漢藍星科技公司以車載電腦為核心建立起功能齊全的信息平臺(多媒體娛樂、無線上網、語音導航、可視泊車、儀表顯示等)。佛山三水好幫手電子公司在該領域思路清晰,發展很快。
產學研結合加快產業化發展
加快國內汽車電子技術發展從宏觀戰略上要解決好在堅持開放中進行自主開發,在多贏運行機制下堅持產學研結合技術路線等重要問題;從具體戰術上要務實認真地解決好若干關鍵技術問題。
從整車電子系統的功能特征歸類,汽車電子系統分為以機電一體化為特征的電控系統平臺和以人車環境交互為特征的信息系統平臺,如何從平臺的角度進行優質高效的系統開發并優化電子系統架構是加快國內汽車電子技術發展面臨的一個關鍵技術問題。為此須推進ECU相關技術(軟、硬件)的標準化,提高軟件的復用性。應依托實時嵌入式操作系統,從各種電控ECU軟件中提取共性、可重用的軟件功能模塊,同時應用建模工具軟件生成和維護新的產品中間件,建立汽車電控系統嵌入式軟件平臺。國家在“核高基”戰略專項中提出“實時嵌入式操作系統及開發環境”和“汽車電子控制器嵌入式軟件平臺研發及產業化”課題,是非常必要和具有遠見的,這是加快提升自主開發和標準化水平的重要舉措。
我們仍然需要把握好的是,要充分考慮到整車設計中資源配置的靈活性、兼容性和零部件總成系統供貨特點,準確把握汽車未來的發展方向,從整車角度有序地進行功能集成而構建優化的汽車電子系統構架。
我們應該關注、跟蹤和學習先進的設計開發流程,以及相關的標準和規范,并根據我國的實際情況,應用到產品設計、研發、測試及生產環節,提高我們的自主研發能力、產品性能和質量。
我們必須運用現代的汽車電子開發流程,將設計基于計算機輔助工具來進行,它可以支持從需求定義到最終產品的全過程,新的開發流程符合國際汽車行業標準(ASAM/ASAP)。在開發過程中使用統一的軟硬件平臺,可以將桌面上的控制算法離線仿真、實驗室內的控制原型測試和車輛的實際測試標定過程統一起來,減少開發的成本和冗余的工作,加快開發進程。
在汽車電子產品的開發中,對產品功能的完整性和安全性的認識一定要大幅度提高,功能技術開發只是產品開發的前期部分,產品化工作更關鍵,即大幅度提高產品的開發和試驗深度,保證產品功能的完整性和安全性,才能開發出合格的汽車電子產品。
汽車OEM要加強對汽車電子的重視,將汽車電子與關鍵總成作為企業的核心技術。汽車主機廠抓整車系統、關鍵總成和標準,因此必須重視關鍵總成電控系統和整車網絡總線技術標準(相應的整車電子系統架構)。建立網絡總線應用層的企業標準對OEM保護核心技術、對配套商的主導和監控及為企業后續發展提供基礎平臺具有非常重要的意義。所有供應商都必須按照OEM的標準來開發零部件,從而也使OEM的核心及關鍵技術通過自己的企業標準得到掌控。為此國內汽車企業必須建立強有力的汽車電子開發隊伍并加大研發投入。
為進一步加快汽車電子產業發展,國家需出臺相應的優惠政策,以鼓勵汽車主機廠、汽車零部件廠積極與汽車電子企業開展戰略合作并給予市場支持,這種合作有利于雙方優勢資源互補,降低開發成本,提高開發效率,是一種雙贏的戰略伙伴關系。要集中支持培育幾個大型汽車電子骨干龍頭企業,扶持自主品牌。在市場策略上,選擇市場主體需先易后難,我們應該優先選擇商用車、客車和有自主知識產權的轎車作為市場主體進行突破,而后利用合資轎車產品的降成本需求進而推進國產化的機會,進入主流轎車市場,融入全球采購體系。在技術路線上,要在開放中培育自主創新開發能力,引入一流技術路線。要充分利用高校、科研院所技術成果,高校有一批高層次人才,有一流的開發手段,但需要用一種創新的市場機制做好產、學、研的結合,迅速將成果轉化為產業生產力。在產業模式上,要依托大的汽車企業(集團),按照研發—產業化—市場三位一體的產業鏈組織產業聯盟,這是現階段發展我國汽車電子產業的最有效模式。 |