汽車電子：自主研發(fā)成效顯著 關(guān)鍵技術(shù)尚待突破

中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)汽車電子技術(shù)分會(huì)主任委員陳光前

隨著社會(huì)對(duì)汽車節(jié)能、環(huán)保、安全要求的日益嚴(yán)格以及人們對(duì)乘坐舒適性、駕駛便捷性要求的日益提升，電子化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化成為汽車產(chǎn)品先進(jìn)性的重要體現(xiàn)。當(dāng)前世界汽車工業(yè)約70%的技術(shù)創(chuàng)新來源于電子技術(shù)的應(yīng)用。

    世界各大汽車公司、汽車電子公司和半導(dǎo)體芯片供應(yīng)商均十分重視汽車電子技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，技術(shù)創(chuàng)新取得不少優(yōu)秀成果。

    國(guó)內(nèi)汽車電子技術(shù)開發(fā)成效顯著

    相比當(dāng)前世界快速發(fā)展的汽車電子技術(shù)，我國(guó)的汽車電子技術(shù)基礎(chǔ)薄弱、缺少自主核心技術(shù)和技術(shù)積累，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)汽車工業(yè)的發(fā)展需要。但我們欣喜地看到，在國(guó)家鼓勵(lì)自主創(chuàng)新、支持擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)和提升自主開發(fā)能力的產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)下，面對(duì)汽車工業(yè)的快速發(fā)展給汽車電子提供的機(jī)遇，相關(guān)產(chǎn)、學(xué)、研單位有了自主開發(fā)的主動(dòng)積極性，同時(shí)通過技術(shù)引進(jìn)和消化或采取聯(lián)合開發(fā)的方式，大大提升了自主開發(fā)設(shè)計(jì)水平，取得了一些自主開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化成果。

    我國(guó)汽車電子技術(shù)自主開發(fā)的思路、方法、流程基本接近國(guó)際水平，己普遍應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化V模式設(shè)計(jì)開發(fā)流程和先進(jìn)輔助設(shè)計(jì)開發(fā)工具。基于圖形化建模和離線仿真—快速控制原型—自動(dòng)代碼生成—硬件在環(huán)仿真—標(biāo)定所構(gòu)成的V模式開發(fā)流程的廣泛應(yīng)用，有利于快速高效地進(jìn)行控制器的開發(fā)。但在應(yīng)用水平及經(jīng)驗(yàn)積累上與國(guó)外還有一定差距，尤其在產(chǎn)品化方面差距較大。

 
    汽車電子自主開發(fā)在技術(shù)路線上存在多種方式，有企業(yè)完全自主開發(fā)的，有產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合自主開發(fā)的，同時(shí)還有通過技術(shù)引進(jìn)和消化或采取聯(lián)合開發(fā)的方式開發(fā)的。無論哪種方式都是開放中的自主開發(fā)，成效顯著。

    在電控發(fā)動(dòng)機(jī)方面：清華大學(xué)等高校開展的系列研究工作已取得不少實(shí)質(zhì)性成果，國(guó)內(nèi)企業(yè)在自主開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面表現(xiàn)突出。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)電控已產(chǎn)業(yè)化，但沒進(jìn)入主流市場(chǎng);柴油機(jī)企業(yè)采取自主、委托開發(fā)或聯(lián)合開發(fā)的方式加快電控燃油噴射系統(tǒng)的開發(fā)。玉柴集團(tuán)2006年推出了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、達(dá)到歐4標(biāo)準(zhǔn)的柴油機(jī)。清華大學(xué)電控組合泵系統(tǒng)和ECU研究工作已取得產(chǎn)業(yè)化成果。一汽技術(shù)中心在單體泵上進(jìn)行了電控系統(tǒng)開發(fā)并應(yīng)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(tǒng)”柴油機(jī)電噴技術(shù)，在較低的成本下達(dá)到國(guó)Ⅲ以上排放標(biāo)準(zhǔn)。

    在自動(dòng)變速器方面：國(guó)內(nèi)正加快研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，吉林大學(xué)和北京理工大學(xué)等單位研發(fā)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(fā)；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(fā)的AMT已投放市場(chǎng)，不少變速器公司也正在開發(fā)AMT，東風(fēng)電動(dòng)車公司開發(fā)的AMT已成功應(yīng)用在混合動(dòng)力公交車上；2007年洛陽(yáng)聯(lián)變公司一期5萬臺(tái)CVT項(xiàng)目開建，標(biāo)志CVT開始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。博格華納雙離合器傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司是博格華納(中國(guó))投資有限公司與中國(guó)中發(fā)聯(lián)投資有限公司共同投資成立的合資公司，計(jì)劃于2011年早期建成并開始運(yùn)營(yíng)。公司將生產(chǎn)和開發(fā)雙離合器自動(dòng)變速器中的核心產(chǎn)品：雙離合器模塊、扭振減震器模塊和控制模塊。

    在制動(dòng)系統(tǒng)方面：近年來，東風(fēng)電子科技、科密制動(dòng)系統(tǒng)公司等已相繼完成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的ABS產(chǎn)業(yè)化，并已大量投放市場(chǎng)裝車應(yīng)用。東風(fēng)電子科技公司2007年又成功開發(fā)出ASR系統(tǒng)并投放市場(chǎng)，現(xiàn)正在開展ESP的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作。

    在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方面：國(guó)內(nèi)這幾年發(fā)展較快。企業(yè)、院校和科研單位聯(lián)合開發(fā)，經(jīng)過7年的努力已經(jīng)取得了相當(dāng)大的成就，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的公司有株洲易力達(dá)機(jī)電有限公司、浙江福林國(guó)瑞汽車零部件有限公司、湖北恒隆汽車轉(zhuǎn)向器有限公司、浙江世寶汽車轉(zhuǎn)向器有限公司等。重慶三祥汽車電控系統(tǒng)有限公司已經(jīng)投產(chǎn)的轉(zhuǎn)向管助式EPS應(yīng)用于微轎、微客等汽車領(lǐng)域。

    在電控空氣懸架系統(tǒng)方面：國(guó)內(nèi)電控空氣懸架產(chǎn)品的自主開發(fā)處于起步階段。清華大學(xué)汽車工程系在主動(dòng)、半主動(dòng)懸架方面進(jìn)行了多年研究、試驗(yàn)工作，開發(fā)出硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)，可調(diào)阻尼減震器，剛度、阻尼和高度可調(diào)油氣懸架。北京理工大學(xué)開展了主動(dòng)懸架的理論及試驗(yàn)研究，開發(fā)了半主動(dòng)懸架系統(tǒng)樣機(jī)并進(jìn)行了民用車輛和軍用車輛半主動(dòng)懸架的整車道路試驗(yàn)研究。東風(fēng)汽車懸架彈簧有限公司目前已經(jīng)開發(fā)了全系列的空氣懸架產(chǎn)品，將有力地促進(jìn)自主電子控制空氣懸架的發(fā)展。
    在智能汽車、智能交通系統(tǒng)方面：國(guó)防科技大學(xué)經(jīng)過多年的研究，在智能汽車總體結(jié)構(gòu)、環(huán)境感知、遙控操作、路徑規(guī)劃以及智能控制理論等多個(gè)領(lǐng)域都擁有一定的技術(shù)積累。2003年國(guó)防科技大學(xué)與一汽集團(tuán)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(wěn)定自主駕駛速度達(dá)130公里/小時(shí)，最高速度達(dá)170公里/小時(shí)，并具有超車功能。中國(guó)ITS（智能運(yùn)輸系統(tǒng)）技術(shù)目前已經(jīng)從概念引入發(fā)展到初級(jí)應(yīng)用階段，智能交通相關(guān)的基礎(chǔ)建設(shè)取得了一定的進(jìn)步，發(fā)展和推廣ITS應(yīng)用的環(huán)境已經(jīng)具備，預(yù)計(jì)未來10年，中國(guó)ITS的發(fā)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(shù)如導(dǎo)航、ETC等將得到迅速的推廣應(yīng)用，中國(guó)自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星系統(tǒng)是中國(guó)ITS領(lǐng)域最為成功的應(yīng)用之一。中國(guó)的導(dǎo)航產(chǎn)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(guó)已經(jīng)成為世界上一個(gè)非常重要的新興導(dǎo)航市場(chǎng)。

    在信息平臺(tái)方面：這是國(guó)內(nèi)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域，差異化特征明顯。深圳航盛電子公司在信息平臺(tái)方面全面規(guī)劃，自主開發(fā)成果突出，尤其在車載娛樂等方面已創(chuàng)品牌。武漢藍(lán)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(tái)(多媒體娛樂、無線上網(wǎng)、語(yǔ)音導(dǎo)航、可視泊車、儀表顯示等)。佛山三水好幫手電子公司在該領(lǐng)域思路清晰，發(fā)展很快。

    產(chǎn)學(xué)研結(jié)合加快產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

    加快國(guó)內(nèi)汽車電子技術(shù)發(fā)展從宏觀戰(zhàn)略上要解決好在堅(jiān)持開放中進(jìn)行自主開發(fā)，在多贏運(yùn)行機(jī)制下堅(jiān)持產(chǎn)學(xué)研結(jié)合技術(shù)路線等重要問題;從具體戰(zhàn)術(shù)上要?jiǎng)?wù)實(shí)認(rèn)真地解決好若干關(guān)鍵技術(shù)問題。

    從整車電子系統(tǒng)的功能特征歸類，汽車電子系統(tǒng)分為以機(jī)電一體化為特征的電控系統(tǒng)平臺(tái)和以人車環(huán)境交互為特征的信息系統(tǒng)平臺(tái)，如何從平臺(tái)的角度進(jìn)行優(yōu)質(zhì)高效的系統(tǒng)開發(fā)并優(yōu)化電子系統(tǒng)架構(gòu)是加快國(guó)內(nèi)汽車電子技術(shù)發(fā)展面臨的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題。為此須推進(jìn)ECU相關(guān)技術(shù)(軟、硬件)的標(biāo)準(zhǔn)化，提高軟件的復(fù)用性。應(yīng)依托實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)，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(shí)應(yīng)用建模工具軟件生成和維護(hù)新的產(chǎn)品中間件，建立汽車電控系統(tǒng)嵌入式軟件平臺(tái)。國(guó)家在“核高基”戰(zhàn)略專項(xiàng)中提出“實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境”和“汽車電子控制器嵌入式軟件平臺(tái)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”課題，是非常必要和具有遠(yuǎn)見的，這是加快提升自主開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化水平的重要舉措。

    我們?nèi)匀恍枰盐蘸玫氖?，要充分考慮到整車設(shè)計(jì)中資源配置的靈活性、兼容性和零部件總成系統(tǒng)供貨特點(diǎn)，準(zhǔn)確把握汽車未來的發(fā)展方向，從整車角度有序地進(jìn)行功能集成而構(gòu)建優(yōu)化的汽車電子系統(tǒng)構(gòu)架。

    我們應(yīng)該關(guān)注、跟蹤和學(xué)習(xí)先進(jìn)的設(shè)計(jì)開發(fā)流程，以及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)、測(cè)試及生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提高我們的自主研發(fā)能力、產(chǎn)品性能和質(zhì)量。

    我們必須運(yùn)用現(xiàn)代的汽車電子開發(fā)流程，將設(shè)計(jì)基于計(jì)算機(jī)輔助工具來進(jìn)行，它可以支持從需求定義到最終產(chǎn)品的全過程，新的開發(fā)流程符合國(guó)際汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(ASAM/ASAP)。在開發(fā)過程中使用統(tǒng)一的軟硬件平臺(tái)，可以將桌面上的控制算法離線仿真、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的控制原型測(cè)試和車輛的實(shí)際測(cè)試標(biāo)定過程統(tǒng)一起來，減少開發(fā)的成本和冗余的工作，加快開發(fā)進(jìn)程。

    在汽車電子產(chǎn)品的開發(fā)中，對(duì)產(chǎn)品功能的完整性和安全性的認(rèn)識(shí)一定要大幅度提高，功能技術(shù)開發(fā)只是產(chǎn)品開發(fā)的前期部分，產(chǎn)品化工作更關(guān)鍵，即大幅度提高產(chǎn)品的開發(fā)和試驗(yàn)深度，保證產(chǎn)品功能的完整性和安全性，才能開發(fā)出合格的汽車電子產(chǎn)品。

    汽車OEM要加強(qiáng)對(duì)汽車電子的重視，將汽車電子與關(guān)鍵總成作為企業(yè)的核心技術(shù)。汽車主機(jī)廠抓整車系統(tǒng)、關(guān)鍵總成和標(biāo)準(zhǔn)，因此必須重視關(guān)鍵總成電控系統(tǒng)和整車網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(相應(yīng)的整車電子系統(tǒng)架構(gòu))。建立網(wǎng)絡(luò)總線應(yīng)用層的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)OEM保護(hù)核心技術(shù)、對(duì)配套商的主導(dǎo)和監(jiān)控及為企業(yè)后續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)平臺(tái)具有非常重要的意義。所有供應(yīng)商都必須按照OEM的標(biāo)準(zhǔn)來開發(fā)零部件，從而也使OEM的核心及關(guān)鍵技術(shù)通過自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)得到掌控。為此國(guó)內(nèi)汽車企業(yè)必須建立強(qiáng)有力的汽車電子開發(fā)隊(duì)伍并加大研發(fā)投入。

    為進(jìn)一步加快汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國(guó)家需出臺(tái)相應(yīng)的優(yōu)惠政策，以鼓勵(lì)汽車主機(jī)廠、汽車零部件廠積極與汽車電子企業(yè)開展戰(zhàn)略合作并給予市場(chǎng)支持，這種合作有利于雙方優(yōu)勢(shì)資源互補(bǔ)，降低開發(fā)成本，提高開發(fā)效率，是一種雙贏的戰(zhàn)略伙伴關(guān)系。要集中支持培育幾個(gè)大型汽車電子骨干龍頭企業(yè)，扶持自主品牌。在市場(chǎng)策略上，選擇市場(chǎng)主體需先易后難，我們應(yīng)該優(yōu)先選擇商用車、客車和有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轎車作為市場(chǎng)主體進(jìn)行突破，而后利用合資轎車產(chǎn)品的降成本需求進(jìn)而推進(jìn)國(guó)產(chǎn)化的機(jī)會(huì)，進(jìn)入主流轎車市場(chǎng)，融入全球采購(gòu)體系。在技術(shù)路線上，要在開放中培育自主創(chuàng)新開發(fā)能力，引入一流技術(shù)路線。要充分利用高校、科研院所技術(shù)成果，高校有一批高層次人才，有一流的開發(fā)手段，但需要用一種創(chuàng)新的市場(chǎng)機(jī)制做好產(chǎn)、學(xué)、研的結(jié)合，迅速將成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力。在產(chǎn)業(yè)模式上，要依托大的汽車企業(yè)(集團(tuán))，按照研發(fā)—產(chǎn)業(yè)化—市場(chǎng)三位一體的產(chǎn)業(yè)鏈組織產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，這是現(xiàn)階段發(fā)展我國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)的最有效模式。