智能电动汽车时代已经来临,一场变革的大幕已经拉开!
栏目:公司新闻 发布时间:2019-03-21 11:30

现阶段,中国市场的电动汽车,绝大部分是基于传统燃油车平台改装而来,总布置分为两块:整车的总布置和电池包的总布置。由于原有平台的设计更多是从燃油车的角度考虑,几乎没有考虑电动车的特点和需求,比如电池包的不规则形状给电芯布置带来了不小的麻烦,前后质量配比,刚度等。

一、智能电动汽车变革已经来临

2019年2月,Tesla Model 3首批中国用户交付,随后不久,Tesla宣布全系车型降价,Model 3 3.5万美元的基准版美国开售,同时,Model 3基准版在上海国产,预期年底开始交付。这一系列的举措,给国内新老造车势力,不论是燃油车,还是新能源车,都带来了巨大的压力。

2018年,在美国市场,Model 3依靠出色的产品力和体验,荣登豪华车畅销榜榜首,其目标客群既包括传统豪华车品牌的,也包括中级车的升级客群,Model 3的崛起势必分流传统豪华车品牌的市场份额,并促成相关品牌的分化。

2019年3月12日,大众汽车在沃尔夫斯堡发布2018年年报,并公布了更新的电动汽车计划。

在销量方面:2020年,中国市场要销售40万辆电动车;2030年,大众在欧洲和中国市场,实现电动车的销量占比要达到40%。

在车型方面:原计划在2028年的时候推出50款纯电动汽车,现在更新为70款;MEB平台的生产计划也从1500万辆,调整为2200万辆。

组建自己的零部件集团:关注电动车动力总成全产业链的经营,包括动力电池的原材料、电芯的制造,以及动力电池的回收。迪斯明确指出:动力电池将成为大众汽车最重要的技术,同时,将考虑在欧洲自建电芯工厂。

在软件方面:大众MEB平台的研发负责人Christian Senger,被提拔为大众汽车品牌乘用车以及大众集团的软件业务负责人,并进入了大众汽车乘用车品牌的董事会。大众将与微软协作,联合开发vw.OS。迪斯直言不讳地指出:

vw.OS就是智能手机的iOS和安卓;

大众汽车集团的商业模式,将会与现在的智能手机制造商非常相似;

2020年4月,大众MEB平台的用户,将会享受到vw.OS的服务;

目前,大众汽车集团的研发工程师中,有将近90%是硬件工程师;但是,在未来,大众汽车集团的研发支出中50%将会是软件研发的支出;

将会做大量的软件研发工作,很多现在供应商所研发的软件,将会被大众自己研发的软件所替代。

行业领导者的举措表明:智能电动汽车时代已经来临,一场变革的大幕已经拉开!

二、智能电动汽车产品理念的几个关键要素

相对于传统汽车,智能电动汽车在产品理念方面存在几个显著的特点:

重构平台和总布置

现阶段,中国市场的电动汽车,绝大部分是基于传统燃油车平台改装而来,总布置分为两块:整车的总布置和电池包的总布置。由于原有平台的设计更多是从燃油车的角度考虑,几乎没有考虑电动车的特点和需求,比如电池包的不规则形状给电芯布置带来了不小的麻烦,前后质量配比,刚度等。某第三方研究机构做过类似车型选择不同平台的对比报告,发现基于电动车特点重新打造的平台,在综合能效上相对改装车提升10~20%。

特斯拉不仅为旗下的电动车打造了全新的平台,Model 3和Model Y有70%以上的零部件可以共用,还在整车总布置,以及电池包的总布置上做出了许多创新性的举措:比如从系统的角度整体看待整车和电池包的布置,将DC-DC、充电机、配电器全部集成,而不仅仅就电芯,BMS谈电池包的总布置,等等。

大众集团也打造了纯电动平台MEB和PPE,被大众寄予厚望的是MEB平台的ID家族,首款车型将是ID。

重构整体电子电气架构

现阶段,大多数传统汽车产品上,拥有多个独立的域控制器,独立的操作系统,一般有70~100+个ECU,一个第三方的开发者,只能选择在一个系统上进行开发,然后不同域之间能够进行通讯,试图跨域管理其他系统控制下的硬件。

如果将汽车整个电子系统视为一个主机,Model 3的架构将与电脑主板如出一辙:中央计算模块(CCM)、左车身控制模块(BCM_LH)和右车身控制模块(BCM_RH);把核心控制器集中在一起,可大幅度降低车上ECU的用量,大幅度降低汽车计算平台和硬件的碎片化。

此外,Model 3还实现了控制软件与ECU分离,解决了原来的嵌入式软件与ECU高度耦合在一起的问题。

与此同时,大众汽车也重构了整车电子电气架构E3,将车上原来的70多个来自于200多个供应商的ECU单元,统一为三个大的计算平台,并为这些计算平台用统一的语言开放应用程序,使得未来的汽车变成了电子产品,能够进行软件定义。

软件定义硬件

在实现了对整车电子电气架构的抽象和重整后,汽车产品,在它的内部和底层,已经从机械产品变成了电子产品,软件定义硬件成为可能。计算机的X86架构成就了英特尔和微软,Wintel统治了江湖,软件的力量得以迅速崛起,所有产业都在期待软件来重新定义。

特斯拉Model 3的架构,可以抽象成4个层次,犹如一台智能手机:

应用软件层:自动驾驶的Autopilot,信息娱乐系统中的所有软件,以及未来新增的第三方应用;

系统软件层:一个Linux系统,可以跨域管理自动驾驶系统、信息娱乐系统和通讯系统。

芯片层:中央计算单元。目前动力电池和车身控制部分对算力要求很低的域控制器还是独立的;

硬件层:汽车上绝大多数的硬件。如驱动、转向、制动、传感器、悬挂、音响、喇叭、屏幕等。 

而一台智能手机,对应的也是应用程序、安卓或iOS、一块芯片组再加上屏幕、麦克风、喇叭等外设等。

OTA

在计算机,手机等电子产品中,OTA早已得到了普遍的应用,比如电脑的在线升级,智能手机、pad操作系统及应用app的在线升级等。

传统汽车是由硬件驱动的,产品交付之后,基本就是损耗和折旧,不能生长;而智能汽车是从硬件驱动变为硬件加软件的驱动,产品交付后,对功能、体验可以进行迭代升级,并不断提供新功能,让汽车变得更有生命,每一次大的升级迭代,都成为一次“新车发布”。

平台开放,生态共享,数据驱动

在2019年的日内瓦车展上,一家德国专门制造电动城市汽车的初创企业——e-GO,成为第一家获准使用大众汽车MEB平台的第三方车企。

同时,在同年的达沃斯论坛上,大众宣布要转型为“软件驱动的汽车公司”,与此同时,大众汽车的MEB平台,推出了全球范围内第一个汽车OS——vw.OS;与之相配套的,还有AppStore——ODP平台,大众自己的应用,和第三方的应用,将会跑在这个云平台之上。

三、智能电动汽车变革对产品研发的影响

智能电动汽车变革对整个产业链,行业格局和生态圈都将带来重大影响,产品研发,作为重中之重,具体影响体现在以下几个方面:

逆向的空间越来越小,架构、软件和数据是关键

在传统车市场,自主品牌典型的产品开发策略为:选择一款市场上成熟的、畅销的产品,通过逆向:降低成本,增大空间,提升个性化相关吸引力,丰富科技类的配置等等。只有少数自主品牌建立了正向的产品开发管理体系和适当的正向开发能力。

在智能电动汽车时代,这一套路还适用吗?据悉,特斯拉在上海国产,提交给供应商的图纸信息非常详细,足以从结构上制造一辆Model3出来,但Musk不担心资料泄密,因为核心在于软件和数据,这部分才是智能电动汽车的最为核心的竞争力,逆向不了。

同时,整车电子电气架构重构的程度,体现了OEM的行业影响力和研发能力;

改装的技术路线不可持续,选择合适的电动车型平台策略

在国内新能源汽车市场,不论是乘用车还是商用车,绝大部分产品是基于传统燃油车车型改装而来,看似较快,实则较慢。在车型相似的情况下,基于电动平台开发的车型相对于改装车,产品力具有10~20%的领先优势。虽说从市场规模上看,国内新能源汽车已占全球的一半,但从整车技术和相关的产业积累来讲,几年来,改装路线带来的积累较小。当OEM认真研究了Model 3的产品理念和各项性能指标后,发现差距巨大,快即是慢!

市场开放后,改装车将会逐步淡出,OEM需要考虑是如何构建纯电动平台,自己打造,协同打造,还是授权使用?

电子电气架构的重构成为主流,是软件定义硬件的基础

对传统汽车的电子电器架构进行重构,犹如在计算机行业建立了标准的X86架构,从底层上使汽车变成了电子产品,软件定义硬件成为可能。电子电气系统的升级,以及在操作系统的走向统一,需要OEM在电子(芯片)领域、系统领域,拥有较强的Know-how和能力。

硬件驱动变为硬件+软件驱动,软件与硬件开发解耦

传统汽车的产品开发主要由硬件驱动,一次性交付,在智能电动时代,软件成为重要的组成部分,产品开发将从硬件驱动变为硬件+软件驱动。未来软件的价值将占汽车价值的50%。汽车硬件部分的开发周期通常是4年左右,而软件是以月和周为单位,鉴于硬件和软件在开发周期、技术更新频率、开发模式、团队文化等方面存在较大的差异,对软件和硬件的开发解耦将成为趋势。

产品开发从一次性交付到开发与运营融合DevOps

受软件定义硬件的影响,产品开发将传统瀑布式的质量节点管理,演变为开发与运营的融合(DevOps),在汽车产品全生命周期中,定期更新功能、提升体验、并增加新的功能。

生态圈正在形成,跨界融合成为趋势

类似智能手机的生态圈,智能电动汽车的生态圈正在孕育,汽车操作系统、app生态圈正在搭建,这必将吸引更多的参与者和开发合作伙伴,衍生出更为丰富的商业模式。

四、OEM对产品研发的应对策略建议

智能电动汽车变革的大幕已经拉开,对于各类OEM来讲:机遇与挑战并存!从产品研发来看,如何迎接这场变革呢?建议从以下维度着手考虑:

研发战略评估

对公司的研发战略进行系统评估,识别出关键领域和关键能力,拟定向智能电动产品体系过渡的路线图,比如:智能电动的平台采用何种方式搭建?在重构整车电子电气架构时,哪些部分是自己要掌控的,哪些是需要合作伙伴合作的,如何保证后续的OTA?在智能电动汽车的整车系统层面,哪些能力是影响未来的关键能力,如何打造正向的关键能力,目前的资源分配是否与之匹配?软件是否作为研发的核心要素,是自己做,还是外包?等等;

组织与人才优化

结合智能电动产品的研发需求,对现有的研发组织架构和人才结构进行盘点,优化组织,根据核心能力打造的需要,强化部分领域人才的招聘,比如软件,电子电气等;

流程与机制建设

从硬件导向的一次性交付,到硬件+软件结合的OTA模式,需要重新评估并升级当前瀑布式的质量节点(Quality Gate)开发管理流程,引入DevOps开发管理机制,系统考虑OTA的安全预防机制;

合作伙伴联盟

传统的汽车产品开发模式以纵向一体化为主,在智能电动汽车时代,将大幅向智能手机的横向协同模式靠近,传统Tier 1、Tier 2开发供应商的角色将发生变化,同时,适应平台开放化和生态圈构建的趋势,将有更多种类的合作伙伴介入,作为OEM,制定合适的伙伴策略,开放协作,生态共赢将至关重要!

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