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舍弗勒智能驾驶战略落新子,线控等核心技术将引入中国

中国汽车自动驾驶的关注度不断升温,产业链各环节技术逐步向落地应用深入,各大整车厂正积极参与布局、各地政府也在不断加码测试区、产业区建设,力图抢占先机。在当前这股热潮中,全球零部件巨头舍弗勒在中国落下了实体产业的重要一子:携手湖南湘江新区,将舍弗勒核心智能驾驶技术引入中国。11月21日,在湖南省长沙市,舍弗勒与湖南湘江新区管理委员会正式签署投资合作协议。继今年9月份,在中德两国总理的共同见证下签署合作框架协议后,双方的实质性合作全新起航。
如何找准角色定位?
自动驾驶技术的实现,包含了感知、决策和执行三大核心部分。当下更多的巨头如博世、采埃孚、安波福等,纷纷聚焦感知层的核心传感器领域,集中在摄像头、激光雷达、毫米波雷达等硬件领域发力。同时,这些企业也专注于决策层的核心算法领域,争夺未来智能车脑的战场。而初创类公司,大多主攻感知和决策两大方向。
对自动驾驶而言,感知和决策层固然不可或缺,但其实现的基础是执行层,也就是制动和转向两大领域。舍弗勒正是依靠其在动力转向领域多年的积累和技术优势,清晰地为自己在未来自动驾驶量产战场上做好角色定位,厚积薄发,展开线控技术布局。这一角色的战略部署,将其传统业务的延续与新业务的创新结合得游刃有余。舍弗勒集团底盘系统事业部总裁德克·克塞尔格鲁贝尔博士表示:“凭借70余年在汽车动力总成及底盘领域的技术积累,结合领先的线控技术创新探索,舍弗勒正积极发展成为一体化底盘系统集成供应商,为先进的车辆集成商提供驱动装置及驱动控制系统。”
舍弗勒如何落子?
在以上角色部署之下,舍弗勒目前落子的总体目标是,为线控技术做量产准备。

自去年8月份舍弗勒携手帕拉万成立合资公司以来,双方走过了一年多的合作历程,目前来看进展较为顺利。舍弗勒集团汽车主机事业部首席执行官马迪斯·青克表示:“随着舍弗勒帕拉万技术股份有限公司的成立,舍弗勒为未来发展做好了充分的准备。凭借线控技术及Schaeffler Mover,我们希望在塑造未来交通方面扮演重要角色。基于此,舍弗勒正逐渐发展成为领先的底盘系统集成商。” 

而这次长沙项目的落地,正是舍弗勒自动驾驶战略在中国落地的一颗实体产业棋子。根据协议,舍弗勒将在湖南湘江新区成立一家独资公司并设立舍弗勒大中华区第二研发中心暨舍弗勒中国智能驾驶研究院,将旗下应用于智能驾驶的Space Drive线控技术、Mover平台系统、90度智能线控转向模块等底盘系统相关的机电一体化产品和技术引进新区。新的研发中心将依托舍弗勒全球研发网络和技术专长,与位于上海安亭的区域研发中心紧密配合,协同开展未来智能驾驶技术研发。

据介绍,Space Drive为实现安全可靠的底盘控制提供了电子及软件基础,可帮助实现L4-L5级自动驾驶。Mover则是一个开放式的车辆平台,具有高度灵活性及环保性,充分展示了舍弗勒针对未来驱动和底盘应用的创新技术。该平台采用了创新的行驶底盘概念,集成了包括驱动、电池、转向与制动等所有实现驾驶功能的零部件和系统。该平台可实现多种车辆概念,满足未来无人驾驶不同应用场景的需求。舍弗勒智能转向驱动模块可以帮助车辆实现90°的转向角度,还可以停靠在狭小的空间内,便于乘客上下车,甚至还可以实现原地转向。

作为跨国零部件巨头企业,舍弗勒既有在全球自动驾驶的远景战略准备,也有结合当下中国市场现状的商业化思路。而舍弗勒智能驾驶的核心技术和产品,已经在中国从市场推广进入落地实施阶段。
线控技术的优势与挑战
“今天许多自动驾驶汽车仍然会有司机在车上时刻关注汽车的行驶状况,并在出现问题时进行人工干涉。而真正的自动驾驶汽车,特别是达到L3和L4的,其内部设计从一开始就与传统车辆不同。”克塞尔格鲁贝尔博士表示,驾驶舱不需要标准的方向盘和踏板等,只需要安全系统监控性能即可。这就意味着,未来的自动驾驶汽车将没有转向杆、加速板等,车辆智能感知单元通过线束将指令传递给转向或制动系统来实现车辆的操控。
资料显示,线控代表一个控制系统,采用控制单元之间的电信号连接来控制和驱动执行机构,取代了传统的机械或液压驱动。其优点是可以在汽车上取代很多机械部件,降低车身重量,节省能耗。业内的共识是,线控技术将是实现未来智能驾驶特别是高阶自动驾驶的核心技术,重要性堪比“车内基础设施”。但从目前来看,线控技术还面临来自技术水平、成本及政策法规的多方面挑战。
克塞尔格鲁贝尔博士从技术角度分析指出,当前线控技术最大的挑战在于安全和可靠性之间的平衡。因为在常规控制中,安全的方式是关掉操控和刹车系统,采取手动操作。但线控系统要完全无误地执行每个动作,没有手动这个选项。因为不能用关掉系统的方式解决问题,所有的责任就会从驾驶员(安全员)转移到整车厂。和其他所有自动驾驶的技术一样,向整车厂介绍其系统的安全性,是舍弗勒当前的重要任务。
据了解,舍弗勒线控术是全球首款获得道路使用许可的线控技术,满足严格的功能安全法规要求。该技术已经在市场上应用17年,拥有超过10亿公里公共道路无事故行驶记录。特别是采用的三重冗余设计:一旦一个控制单元出现故障,还会有两个控制单元确保系统正常运行。舍弗勒大中华区汽车主机事业部总裁杨汉兵透露:“现在国内和国外测试中的自动驾驶试验车、概念车中,70%用的是舍弗勒的线控系统。” 
克塞尔格鲁贝尔博士介绍说,线控转向在私家乘用车上的大批量应用相对较慢,预计要到2024-2025年。但自动驾驶首先会在特种车辆,如重工机械、矿山、公共环卫车辆等以及某些特定区域道路上应用。舍弗勒将利用其在后装市场17余年积累的经验和技术,在公共车辆领域验证技术的可靠性、安全性,基于相同的机电一体化核心技术和经验,与中国市场的应用条件相结合,通过研发再落实量产,进而高度集成、展开大规模生产。
“从产品及技术角度而言,现在所说的是我们的第二代线控技术,既可用在残疾人车上,也可以用在乘用车上,已有小批量生产。目前最大的挑战是成本的压力。”大中华区底盘系统事业部高级副总裁张敏恒表示,看重中国市场的重要原因之一是利用其现有的巨大市场用量优势,把成本降下来,这些先进技术也随之在国内推广。
克塞尔格鲁贝尔博士进一步解释说:“任何技术的成本都会经历从高到低的过程。线控转向和制动注重可靠性,初期阶段舍弗勒配备了大量的机电产品、冗余设计和电磁部件以确保产品能在任何条件下安全运行。当进入工业级量产阶段,规模经济将有助于大大降低成本。形成标准产品后,线控系统将完全替代传统的刹车和控制系统,其成本会接近常规的控制系统。 ”
选择全球最大的市场,并在其中选择使用频率最高、有望最先落地的细分场景是舍弗勒加速量产和验证技术可靠性的重要策略,更是摊薄成本的绝佳环境。
在某种意义上,中国二字对舍弗勒意味着解决方案。但国内当前相关标准法规的缺失也有可能成为阻碍自动驾驶产业落地的重要因素。舍弗勒大中华区首席技术官刘泳博士介绍说,线控技术在欧洲的后装市场,例如残疾人用车或特种车辆上已得到非常广泛的应用。进入前装市场,需要相关装车标准的支持。国内无论是后装市场还是前装市场,目前相关的技术标准都不完备,需要国家、行业和相关企业一起努力,共同推进。

目前,舍弗勒第二代线控技术已经开始小规模应用,第三代技术预计2021年初投入量产。张敏恒还透露,舍弗勒在今年的法兰克福车展上已经展示了第三代线控技术,采用高性能电机和电子系统,优点是小型化、高效率和低成本,这是为将来在长沙的大批量生产落地做准备。

张艺林博士访谈录

在湖南湘江新区与德国舍弗勒集团签署智能驾驶项目投资合作协议后,舍弗勒大中华区首席执行官张艺林博士在接受媒体采访时进一步分享了他对中国智能网联汽车产业趋势的判断,以及对舍弗勒在中国未来发展的一些思考。

中国已经成为汽车自动驾驶发展的热土,很多零部件巨头涌入中国市场,舍弗勒在这场竞争中如何抢占先机?这次项目选择在中国落地是基于哪些考虑?
张艺林博士:舍弗勒收购了欧洲唯一一家能够上路的符合车标的线控转向系统公司,这就是抢占先机。我们的主要工作就是把高端的汽车后装系统变成能够直接匹配所有未来智能驾驶汽车的前装系统,这个过程在中国落地是一个非常好的选择。
中国是全球第一大汽车市场,而且中国的汽车技术含量提高的速度非常快,国内消费者对新技术的接受度也很高,国家对智能驾驶汽车的支持力度非常大。对自动驾驶而言,没有政府和社会的支持是很难真正实现的,所以我们看好这一点。因此我们把这个项目的产业化落地放在中国长沙。
关于此次签约的项目,其预期投资规模是什么样的?舍弗勒对这一项目的时间节奏是如何安排的?
张艺林博士:本次在长沙落地,我们首先成立研发中心。因为我们在欧洲的技术,要想变成未来每辆自动驾驶汽车上都能装的线控系统还需要有一个量产研发的过程。中国的汽车市场规模非常大,虽然目前国家还没有对自动驾驶汽车的数量和市场占比进行明确规划,但我们预计到2030年或2040年才能做到比较大的规模。我们这一项目的具体时间进度其实与自动驾驶L4、L5的实现息息相关。如果因为安全的原因导致实现的时间延后,我们的量产时间也会做相应调整。
您对整个中国汽车市场包括智能驾驶的发展前景怎么看?舍弗勒的技术会首先选择在哪些场景中落地?

张艺林博士:我们认为自动驾驶在特定场景、特种车辆中会比想象的来得早,这也是我们的一个重点发展方向。例如在特种车辆上,我们可以拓展舍弗勒底盘系统的很多技术,包括轮毂电机驱动、智能线控转向模块i-Corner、Mover平台等。然后将产品放在特定场景下应用,例如生产领域用到的自动行走的车辆、矿山领域用的自动驾驶卡车、没有司机的大型自卸车等,这些车辆主要在封闭环境中工作,不会有太大的安全顾虑。另外还有街道上行驶速度较慢的清扫车、农业机械等典型场景的应用。这些对我们而言是除了服务于私人用户的乘用车之外的另一个发展机遇。

除了线控技术外,舍弗勒在智能驾驶方面,还主要储备了哪些技术和产品?
张艺林博士:其实所谓的线控就是通过机电一体化方式,由软件通过电机和减速器执行。机电一体化产品的范围很广,舍弗勒在动力总成方面的应用已经很多。例如我们的电机混合动力系统、各种驱动装置,包括在底盘上也有很多应用,如主动平衡杆(在提升赛车速度和稳定性方面有非常重要的作用)。另外还有车身高度调节器,对风阻系数的调节非常有效,通常车速到了150- 180km/h以上时风阻系数会非常大, 如果能把车身高度降下来,可以减少很多阻力,更加节油。除这些以外,非常值得一提的就是我们的智能线控转向模块i-Corner(即轮毂电机上面加转向系统),4个轮子可以实现90度转向,可以让汽车“横着走”。这种模块为未来的移动装置提供了非常好的底盘技术,这种底盘也是线控的。市场上说的IoT(Internt of Things),舍弗勒做的就是这个T。
在当前汽车智能化的大趋势下,舍弗勒对未来的产业布局是如何考虑的?是否会向产业链上下游延伸?
张艺林博士:舍弗勒以零部件起家,过去只要完成好整车厂布置的任务,提升自己的竞争力,把量做得更大即可。随着当前汽车产业的发展,特别是机电一体化产品的大量使用、应用场景的丰富多样,如果对其他领域均不涉足可能会受制于后端,所以我们会往上走,开发子系统、平台,致力成为线控底盘系统供应商,并在这个过程中与整车厂进行深入合作,同时探索更合适的度。我们认为下一步的趋势是工业产品和汽车产品有跨界的可能,界限会越来越模糊。
舍弗勒在工业领域已经为60个行业供应轴承产品,在当前智能化的大势下,舍弗勒也在积极提供智能系统解决方案。例如在工业领域我们做整套的机械系统状态监测,在机电一体化产品中,舍弗勒也开始涉足机器人关节、各种机器人的谐波减速器等,我们在向这个产业链的上游转移。

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