随着汽车产业向智能化、电动化的大步迈进,商用车在安全与可靠性技术领域正在经历深刻的变革。
伴随着我国智能网联汽车、新能源汽车市场规模持续扩大,智能驾驶安全、汽车网络安全及新能源车安全等愈发受到关注。而商用车作为交通运输的重要参与者,其安全性与可靠性技术,成为国家标准法规的关注重点,也是企业研发实力的体现。
3月26日至28日,由中国汽车工业协会主办、以“开辟新赛道 汇聚新动能 发展商用车产业新质生产力”为主题的2025商用车产业发展会议在湖北十堰成功举行,其中在27日下午举办的“商用车安全与可靠性技术”主题分会场,邀约政产学研领域专家,从智能驾驶安全、汽车网络安全、新能源车安全等维度进行交流分享,共商发展大计,为中国商用车高质量发展提供了智力支持。中国汽车工业协会专务副秘书长姚杰主持会议。
中国汽车工业协会专务副秘书长姚杰
“电”“智”时代,商用车安全亟待破局
目前,我国汽车产业正处于变革的浪潮之中,电动汽车成为汽车智能化的理想载体,而智能化又进一步为电动汽车赋能,“电”与“智”技术正颠覆着传统汽车产业,在这一变革过程中,乘用车走在了商用车前面。
同济大学汽车学院教授朱西产在演讲中提到,对照乘用车电动化发展趋势,2022年我国乘用车电动化渗透率在突破16%的转折点后,迅速向50%渗透率迈进;而在商用车领域,2018年至2024年,我国商用车电动化率从5%提升至20%,已进入高速增长期。
同济大学汽车学院教授朱西产
宁德时代新能源科技股份有限公司商用车系统安全经理蒲玉杰预计,2025年我国新能源商用车销量将达到110万辆,电动化率接近30%;2030年电动化率有望超过70%。
宁德时代新能源科技股份有限公司商用车系统安全经理蒲玉杰
在智能驾驶方面,朱西产表示,在乘用车领域L2+级自动驾驶去年达到16%的渗透率转折点。今年比亚迪、吉利、奇瑞等车企正在迅速推动智驾平权,这使得L2+级智能驾驶渗透率有望大幅提升,预计可能直接达到30%-40%。
谈及商用车智能驾驶应用场景,朱西产表示,商用车在智能驾驶方面的进展相对较慢,但在无人驾驶和智能网联的特定场景中具有独特优势,例如矿山、港口等场景。以海拔4000-5000米的高原矿为例,使用无人驾驶车辆可以有效解决“环境恶劣、工人出勤难以保障”这一问题,不仅降低了成本,还具有较高的商业和社会价值。
在快速向“电”、“智”推动的同时,商用车产业也面临各种来自安全性与可靠性的挑战。
东软睿驰副总裁刘威表示,中国商用车市场规模庞大且持续增长,每年新车投入超400万辆,截至今年初保有量已超4000万辆。由于商用车运营里程长、事故风险高且具有生产资料属性,其安全性备受关注。尽管随着交通安全法规的完善和智能辅助驾驶产品的应用,商用车事故率呈下降趋势,但疲劳驾驶、危险驾驶和超载现象依旧较为常见,安全治理仍需不断加强。
东软睿驰副总裁刘威
智驾汽车科技(宁波)商用车事业部总经理杨腾飞则指出,商用车由于自身物理特性,质量大,发生事故时撞击力度远超乘用车,且拉人载货的特性导致事故后果严重,如拉危化品会产生巨大次生灾害。其运营场景复杂,不限于结构化道路,作业环境恶劣,疲劳驾驶比例高。在经济性方面,商用车事故赔偿金额比乘用车高出数倍甚至几十倍,以新能源城配为例,相比燃油车城配,出险次数高60%,赔付金额高出75%,所以对安全性需求极为迫切。
智驾汽车科技(宁波)商用车事业部总经理杨腾飞
安全技术攻坚:多维度突破关键难题
针对商用车安全可靠性问题,与会嘉宾试图通过多个维度来破解难题。
朱西产认为,智能驾驶目前存在安全问题主要是由以下原因引发:自动驾驶域、紧急避撞域和被动安全域,由三个独立的开发团队负责,形成了三套独立的系统,相互割裂,成为三个未形成闭环的孤岛。他认为,只有实现三域融合,才能打造智能汽车极致的智能安全:即智能驾驶域提升MPI,不脱离;紧急避撞域实现全速度段能刹停;碰撞安全域实现碰撞事故无伤亡。“电”“智”时代,安全才是极致的智能。
在朱西产看来,国车重卡技术有待提升,其中卡车智能驾驶中线控制动、线控转向技术是关键。他强调,EMB线控制动技术能够显著提升安全性,但目前EMB尚未实现量产。朱西产同时指出,国内治超效果不佳,超载现象破坏了半挂列车的制动力平衡,严重影响AEB的正常工作,甚至可能导致车辆折腰事故。目前欧洲MVC多挂车辆在国内尚属空白,因此治超不能仅仅依靠罚款,还需要研发载货量大的重型货车。
在车辆防护方面,他指出卡车下部防护装置存在诸多问题,后下部防护尤其薄弱。如美国IIHS试验中,用通用轿车与不同卡车碰撞,发现在30%偏重叠率的试验里,卡车防护装置大多无法挡住轿车。这一试验促使美国十几个卡车公司改进后下部防护装置,国内卡车企业也应高度重视,积极提升车辆安全性。
在电池系统安全方面,蒲玉杰表示,与乘用车相比,商用车具有独特的电池需求特性。商用车车型空间大,整车电量需求高,单体电池容量也大。在运营方面,商用车侧重经济性,追求低成本和长服役寿命。其运营场景广泛且复杂,存在如采矿等特种作业场景,一旦出现安全事件危害巨大,所以对动力电池系统安全性能要求极高。基于这些特点,市场倾向于选择磷酸铁锂电池作为商用车电动化的主流技术路线。
针对商用车电池安全性能评估与事故分析等问题,蒲玉杰指出,滥用测试和产品安全有着本质区别。滥用测试是在极端条件下对电池性能的边界探索,通过滥用测试并不代表产品安全。以磷酸铁锂电池为例,若设计和工艺控制不到位,仍存在本征安全风险,因此需要高质量的极限设计制造来保障。
据介绍,截至2024年一季度,商用车全球市场电池安全事故率多达数百起,涉及磷酸铁锂电池体系。事故原因复杂多样,包括电池本身设计制造缺陷、电池系统设计不足导致短路、整车端问题以及外部因素耦合。实际事故调查显示,大部分热失控难以准确定位到单一原因,往往是内部和外部多因子耦合造成系统性问题。
湖北汽车工业学院黄海波教授围绕汽车主被动安全技术现状及展望进行分享。他认为,随着时间的推移,主被动安全技术呈现融合发展的趋势,各类安全装备在商用车上的装配比例持续攀升,有效提升了车辆的整体安全性。安全技术整合是未来的趋势,汽车安全技术正从被动向主动、信息安全和生物安全集成化发展,各技术间的融合协同对提升整体安全性能至关重要。
湖北汽车工业学院黄海波教授
在智能化趋势下,人工智能、机器学习和大模型与汽车安全技术结合,可更精准预测风险。汽车行业在引入前沿技术时,必须注重技术的稳定性和可靠性,通过严格测试验证、质量控制和反馈机制,确保新技术在实际应用中的安全保障。
测试验证与架构升级赋能产业安全
在商用车整个生命周期中,商用车电子电气架构设计跟整车可靠性测试试验对于保障商用车安全性与可靠性而言尤为重要。
会上,襄阳达安汽车检测中心有限公司副总工程师伊斯武在分享中围绕整车可靠性试验技术,重点阐述了用户关联和VPG技术。他指出,整车可靠性验证仍是汽车开发流程的关键部分。根据国标GB/T12678—2021,可靠性指汽车在规定条件和时间内完成规定功能的能力;耐久性是产品在规定使用和维修条件下,达到极限状态前完成规定功能的能力,二者存在差异。
襄阳达安汽车检测中心有限公司副总工程师伊斯武
当前,整车可靠性验证是以试验场道路可靠性规范为源头,从设计阶段的数字模型验证到零部件DV试制阶段的台架可靠性试验验证,再到样车试制后的整车道路可靠性试验验证。然而,试验工程师常面临“台架试验能否有效验证产品问题”“试验场一公里相当于用户行驶多少公里”等诸多质疑。
为解决上述问题,行业采用了用户关联方法。即依据用户使用条件开发试验场道路可靠性规范,并以此为基础开展CAE仿真、台架试验和道路试验验证。该方法使各验证环节与用户使用条件紧密关联,确保CAE仿真安全系数真实,台架问题能在道路上大概率复现。
伊斯武重点介绍了VPG虚拟试验场技术:VPG集成数字路面模型、轮胎模型和汽车多体动力学模型,在ADAMS环境中构建虚拟仿真平台,能够获取精确动态响应。其技术核心涉及路面扫描建模、轮胎辨识建模和整车建模。为提升整车模型精度,还会进行零部件特征参数测试、KNC测试和道路载荷谱测试。伊斯武说到,VPG的重要价值在于能够减少整车试验次数、缩短研发周期、降低研发成本。
招商局检测车辆技术研究院有限公司智能安全测试研究室主任曾杰则围绕商用车功能安全开发及测试验证分享了经验与思考。从行业趋势来看,商用车电子电气架构正从分布式域控向域集中架构发展,未来高端商用车有望采用中央集中式架构,这将带来功能协调更好、可减少线束使用等优势。但与此同时,架构的复杂化也引发了诸多风险,如功能安全问题暴露增加、通信错误风险上升、单点失效风险加大以及OTA刷写失败风险等。
招商局检测车辆技术研究院有限公司智能安全测试研究室主任曾杰
在商乘差异方面,商用车与乘用车在功能安全开发上存在明显不同。商用车运行场景复杂,多为干线物流或重载运营,导致功能安全问题暴露度更高;其安全目标更侧重基础保障,而非像乘用车兼顾舒适;设计侧重点在于转向、制动等基础安全冗余设计。商用车功能安全设计面临着开发成本上升(如芯片等级提高、冗余设计增加成本、团队培养困难)、设计难度大(需创新设计和专业团队)以及驾驶体验受限(如AEB最大减速度受限)等挑战。
在功能安全测试验证方面,可控度数据库建立对确定功能安全等级至关重要,若能精确获取驾驶员可控度数据,可降低功能安全等级,但商用车因试验风险大,可控度数据库建立比乘用车困难。
目前法规多采用附录审核方式对功能安全进行审查,未来将更严格,标准会增多。如乘用车制动系统未来可能强制测试和文件审查,沙盒监管也将促使功能安全深度测试。曾杰强调,功能安全设计对商用车企业是巨大挑战,需建立完整团队执行开发、生产、管理流程,但在出口法规中,功能安全设计将成为强制要求,企业应在风险可接受前提下,平衡成本与安全目标。
法规完善推动产品技术创新
除了业内创新,政策法规对改善商用车交通安全问题的引导作用同样不容忽视。
刘威介绍到,从业者除了主动安全功能类的法规外,同时要关注系统级的功能安全和信息安全类法规。近年来,中国出台了多项商用车安全法规,如双预警法规、BSD盲区监测法规,AEB自动紧急制动法规也在稳步推进中。部分法规借鉴欧洲标准并结合中国道路特点进行了优化,例如中国BSD法规融合雷达与AI摄像头技术,以适应国内混行道路模式。此外,欧盟GSR法规自2024年起在欧盟市场生效,要求新车强制搭载AEB、ISA、ADDW等功能,中国虽未全面强制执行AEB法规,但已开展大量道路测试,BSD、IMOS等法规也在持续完善。
在智能驾驶技术与产品布局方面,刘威强调智能驾驶技术创新对提升商用车安全至关重要。以DMS驾驶员监测系统为例,自2019年在中国市场量产,虽未强制搭载,但已在多家商用车企得到应用。在欧洲,DMS已成为强制法规要求,预计未来1-3年中国也将强制实施。
据了解,东软睿驰在商用车智能驾驶产品领域成果丰硕,形成覆盖法规项及非法规项需求的完整产品矩阵,为商用车企业提供多样化解决方案。如为适应商用车L2普及趋势,推出X-Cube 3.0,采用深度学习技术支持L2级别自动驾驶功能。在驾驶疲劳监测方面,东软睿驰已推出两代DMS产品;为满足商用车功能集成需求,推出多功能控制器,整合BSD、DMS、AVM及DVR等功能,主要搭载于商用车出海车型。
在商用车制动系统现状方面,法规也起到重要推动作用。2015年,GB12676强制要求商用车配备ABS功能;2021年5月1日起,交通部JT/T 1178法规规定部分营运载货汽车、牵引车开始装配AEB、ESC等。2024年相关修改单预计出台,届时所有营运货车需装配ESC和AEB,营运牵引车装配EBS。此外,还有针对ABS、ESC、AEB、EBS等的性能要求和试验方法标准。
万安科技股份有限公司副总经理傅直全指出,国内商用车制动系统历经四个发展阶段。其中第三阶段双管路制动系统气压ABS;第四阶段是双管路电控气制动EBS,是目前市场主流,而下一代产品EMB已开始研发和小批量试制应用。
万安科技股份有限公司副总经理傅直全
当前市场热点与关注点在于,常规ABS+ESC系统在牵引车基本标配,其发展方向包括阀类集成(如将继动阀、ASR阀、ABS阀集成为一体)、控制器集成(底盘安装且与惯性控制器、阀集成)、支持AEB请求(因成本考虑,ESC可实现AEB功能,但无法满足ACC减速度要求,存在ESC+AEB配置)。
在电动化与智能化需求方面,电动化进程中EBS需求迫切,但商用车制动系统的未来发展趋势聚焦于EMB。去年年底,ECER13修订稿将EMB纳入许可范围并重新定义为电力传输制动系统ETBS。
杨腾飞指出,从发展的驱动力来看,政策法规是重要推动力量,2018年起,交通部相关法规从客车逐步推广到卡车,从双预警发展到AEB。2024年4月,交通部出台所有中重卡要标配AEB的征求意见稿。同时,技术发展也为AEB提供了有力支持,AI技术、4G及网络通信技术的成熟,使商用车自动驾驶达到相对成熟状态。
据杨腾飞介绍,在商用车AEB的价值金字塔中,底层是基本AEB功能,最基础的价值是在交通事故发生前制动介入,减少事故发生。中层是防御性驾驶,许多事故源于未做到防御性驾驶,AEB可在此基础上进一步发挥作用。例如在车速高时跟车过近、路口超齐头车等典型场景,AEB系统能通过监测前方目标速度和距离,量化风险等级并提醒司机。通过技术手段识别危险场景,如识别路口斑马线、停车客车等,提醒司机减速,有助于培养司机防御性驾驶习惯。通过构建相关数据模型,能更精准表征驾驶能力,比传统的急加急减数据更能反映与交通事故的关联。
展望未来,商用车安全与可靠性技术将持续发展,随着技术创新的不断推进和市场法规的逐步完善,商用车将在保障安全的前提下,为社会经济发展提供更高效、可靠的运输服务,成为推动行业进步的重要力量。在技术创新方面,新的安全与可靠性技术将不断涌现,如更先进的传感器技术、人工智能算法在车辆安全领域的深度应用等。在市场和法规方面,随着市场接受度的提高和法规的日益完善,商用车行业将迎来更加规范、安全、高效的发展新时代。
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