说到自动驾驶,更多人首先想到的就是各类传感器、仿真测试以及算法。但如今,底盘的重塑也成为了自动驾驶无法绕过的命题。
今天(2月22日),集度汽车宣布与采埃孚正式签署战略协议,双方将在底盘零部件及控制系统、电驱系统、被动安全系统等多方向开展密切合作,并联合开发汽车机器人智能底盘技术。
这次合作是以支持集度首款汽车机器人的L4级自动驾驶为目标,集度主要负责智驾以及部分产品体验相关的探索性新功能开发,采埃孚负责底盘部件和数字执行接口的研发工作。两者合作开发出的智能底盘技术将直接达到量产标准,并搭载到集度首款汽车机器人上面。
根据规划,集度汽车机器人去年年底已通过SIMUCar融通高速、城市双域智能驾驶功能,今年2-3月份进入第二个落地阶段。与此同时,集度汽车机器人还将在2022年北京车展发布概念车版本,2023年正式上市交付。
为何说线控底盘必不可少?
按照集度的说法,双方合作开发的智能底盘技术,也就是线控底盘和底盘域控制器。
线控底盘是自动驾驶必不可少的核心部件之一,它是将控制系统和执行系统机械解耦,让自动驾驶系统发出的数字信号操控底盘的关键。其中,线控(Drive-by-wire或X-by-wire),即用电线(电信号)的形式来取代机械、液压或气动等形式的连接,从而不需要依赖驾驶员的力或扭矩输入。
一般来说,线控底盘包括刹车、油门、转向、挡位、悬挂五个关键部分的线控设计,对应汽车运动的前后左右上下六个自由度。同时,由于上下车体的机械解耦,线控底盘还能丰富智能座舱的想象空间,做到更自由的车体和座舱空间设计,而这也是在这次签约时提及的内容。
此外,采埃孚集团董事柯皓哲也说到:「智能底盘技术是汽车机器人实现部分高阶自动驾驶功能和智能座舱相关前沿设计的突破口。」
技术已经Ready,商业化只待法规
集度汽车首款汽车机器人将直接实现L4级自动驾驶,根据GB/T 40429-2021《汽车驾驶自动化分级》规定,驾驶员的角色在L4系统激活后,将转变为乘客或调度员,不再是后援用户。而且在「驾驶自动化系统激活后用户角色」附录里特别备注到,具备4级或5级驾驶自动化功能的车辆,也可装备驾驶座位,这也意味着不配备传统驾驶员座位也是被允许的。
目前,宝马、奥迪、沃尔沃、大众和标致等车企,均在概念车上展示过相关设计。比如,通过方向盘、踏板的可收折机构,使其在自动驾驶系统开启时隐藏至车内,让驾驶员更便利地使用娱乐系统。此外还有部份更前瞻的概念车,直接改变了车内空间布局,变成环座的大沙发,通过取消驾驶位带来更多功能性创新。
尽管刚刚与采埃孚确立合作,但高阶自动驾驶需要智能底盘,却是早就可以确定的技术前提。集度早期阶段就已在相关领域开始进行技术布局,包括线控底盘三向融合、底盘域控技术等。
其中,线控转向研发项目在2021年启动,目前已初步锁定设计方案,计划在年内开展样件测试,下半年开放线控转向的相关体验。
但结合这次合作的内容,集度此前在智能地盘技术方面做出的工作,可能集中在让相关技术与产品结合、凸显产品亮点的软件方面,而硬件可能来自采埃孚的现有技术。
事实上,采埃孚此前发布的底盘系统相关产品与VMC底盘域控制器,已经具备了支持L3及以上智能驾驶,带有冗余的功能安全设计机制。
采埃孚已有相关技术储备
早在2017年,上任采埃孚CEO的沃夫翰宁·施艾德就提出集团将聚焦聚焦下一代出行,以及如何提供系统化的解决方案赋能下一代出行的战略指导方针,其战略主要包含自主驾驶、电驱动、集成式安全系统、车辆运动控制四大领域,计划五年内在电驱动和自动驾驶上投入超过120亿欧元。
目前在有关智能底盘的技术方面,采埃孚已实现全面的覆盖,包括前轮转向系统、后轮转向系统(AKC)、制动系统(IBC one box)、电驱动、悬架系统(半主动阻尼器CDC、主动阻尼器S-Motion、主动横向稳定杆ERC)、VMC底盘域控制器,以及VMC底盘集成控制协调软件产品cubiX。
从采埃孚的技术布局来看,目前不仅已有支持全线控和多冗余的底盘技术基础,还有可以根据路况和用车场景变化,实时调节底盘动态能力的软硬件支持,而这也将是未来自动驾驶汽车的需求。
其中,VMC底盘域控制器相当于整个底盘系统的协调者,一方面承接了与智能驾驶系统的交互工作,执行自动驾驶系统下发的各项操作指令,让车辆实现自动驾驶;另一方面还可在底盘各个执行器之间建立联系,使各子系统相互交互,提升车辆的动态性能。
VMC底盘域控制器实现这种能力还离不开cubiX,它可以从车辆动力学等方面综合考虑车辆对目标轨迹的执行能力,并将这个执行能力以轨迹约束的形式反馈给上层控制器,进而保证决策层规划的路径是可执行的,做到类似于规划和执行的闭环。
比如,cubiX会将接收到的上层控制目标进行分解,通过内部的车辆运动控制算法分解出各个底盘执行器的控制指令,如目标后轮转角、目标制动、驱动力等,进而综合利用各个执行器实现期望的车辆运动目标。
尽管从目前的成果来看,采埃孚已有成熟的全套解决方案,但是根据集度在这次签约时的说法,首款汽车机器人或许只是利用其硬件基础,还将在软件上做出更多差异化和个性化的开发,以此建立起自己的品牌壁垒和辨识度。
与传统OEM不同的供求合作模式
实际上,集度与采埃孚的合作模式也与其一直以来的理念相符,集度汽车质量与供应链副总裁徐华曾表示:「与造车新势力早期烧钱策略不同,集度有着很硬核的创业氛围和技术氛围,对各个环节上也精打细算,供应链上也在思考如何与百度、吉利进行联合采购,能够通过规模化降低成本。」
目前逐步曝光的集度首款汽车机器人落地路线,已经很好的体现了这一点。其自动驾驶系统主要依靠百度Apollo技术,车辆电子电气架构、生产制造利用了吉利SAE浩瀚架构的基础,同时与大陆、博世、高通、英伟达、博泽、禾赛等供应商展开合作,这也是集度能够实现快速量产的关键。
集度此前还向媒体透露,集度与零部件供应商合作有别于传统OEM的模式,集度不满足于仅仅使用世界级Tier1现有的产品,更希望能通过软件层面逻辑或架构的迭代赋能tier1研发出划时代的产品。
换句话说,集度要和供应商进入到更深入的合作模式,不单单是硬件的定制化,还要深入到整个研发过程进行合作,就像集度自己也在做线控转向的相关研发,而不是只交给采埃孚需要的技术指标。
集度汽车的想法,实际也是智能化汽车需求的一种体现。在此时期,燃油汽车各个系统相关性不高,供应商仅向主机厂提供带有软件解决方案的零部件,即可满足产品要求。但是,智能化时代可能有多个系统都要调用同一硬件,持续迭代、消费者的个性化追求,也让相对封闭和孤立的传统供应商模式不再适用。
而且,在当前汽车向电动化、智能化转向的趋势中,不同车企和车型间的硬件差异也在大幅减小,甚至它们之间还会出现大量相同型号的关键零部件。这里硬件同质化严重的原因,除了有技术和供应模式的因素之外,还有软件开始成为定义产品和影响品牌的关键,成为了车企发力的重点领域。
比如,燃油汽车的核心是动力和传动系统,但由于电机相对简单结构,已经难以体现差异,特斯拉、蔚来等依靠软件或服务的车企,反而更加有代表性。集度通过与供应商软硬独立开发的合作模式,也将有利于其产品的发展。
如何大幅缩短整车研发周期?
从集度在首款汽车机器人的开发历程来看,软件其实一早就已经被放上了关键地位。这不仅是改变了与百度、吉利和其它供应商的合作方式,还有其通过软件方面的创新,大幅缩减了研发进程。
比较有代表性的是,集度通过软件集成模拟样车SIMUCar,实现了软件、硬件研发的解耦,不需要等待配套硬件的落地,利用模拟真实的整车运行环境,进行软件「前置」的研发测试,大幅缩短了整车研发周期。
从去年3月注册成立开始,集度仅用了不到10个月的时间,就在去年年底和百度Apollo团队通过最后一次自动驾驶常规测试,验证集度汽车机器人的大脑状态。在全长25公里的测试路线上,SIMUCar完整测试了红绿灯识别、直行、右转、有保护左转、通过丁字路口以及上下匝道等自动驾驶场景。
根据规划,今年2-3月份,集度自动驾驶系统就将借助SIMUCar开展量产功能开发,进入到第二阶段。届时,集度自研的电子电气架构JET和SOA、自动驾驶系统、核心算力平台、相关传感器都会向量产状态进一步迭代。
到了2023年,集度的产品将进入到第三阶段,实现软件系统和量产车的首次联合。其中,软件更侧重广泛的应用场景、打磨核心能力,同时也将实现自我学习和自我迭代。对于这个阶段的产品,集度将其称作汽车机器人,意味着可以自由移动、自然交流和自我成长。