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安波福分拆启示:智能驾驶时代,我们需要什么样的汽车架构?

摘要: 一辆高档汽车内所包含的线束总长度已经从原来的1.5英里增加到了2.5英里,而到了L3、L4、L5级自动驾驶时代后,如果还是按照老办法, 一个未经优化的新系统将需要额外再增加一英里的线束。

安波福公司亚太区总裁

安波福公司亚太区总裁杨晓明

大约一年前,汽车零部件一级供应商德尔福汽车有限公司宣布了汽车动力系统部门的分拆计划。由德尔福动力总成系统部门分拆出的公司被命名为“德尔福科技”,继承传统动力总成业务;母体公司更名为“Aptiv(安波福)”,专注于智能驾驶、数据、车载娱乐信息服务和汽车互联。

德尔福的这一举措,被视为汽车行业转型标志事件之一。

如今,一年时间过去,安波福在智能驾驶和汽车数字化这条路上已经梳理出了清晰的战略定位——以软件为主,做汽车的大脑与神经系统。

“汽车正在成为一个软件驱动的平台,而软件技术正是安波福业务的基础。”安波福公司亚太区总裁杨晓明在日前的一次媒体沟通会上表示, “安波福在全球有大约16000名工程师,其中,软件工程师6000名左右,每天下线的产品包含的软件代码量超过400亿行。

在软件为主的策略基础上,安波福制定了具体的业务方向,“我们的目标是做汽车的大脑与神经系统,要提供信号以及电力系统架构,传感、计算、软件以及系统的整合能力”。杨晓明说。安波福在中国本地将加大投入

安波福在中国本地将加大投入

当然,这一战略决策的制定除了安波福对汽车行业趋势的捕捉,也有刚性的市场需求驱动。杨晓明透露,2017年安波福公司业务收入为129亿美元,而新获订单金额达到193亿美元,“这个数据非常关键,说明我们拿到的业务,且增长势头非常明显。”为迎接这一势头,安波福已经在积极筹备。

此外,今年安波福还将会加大在中国地区的建设力度,计划在苏州技术中心落成之后,大量引入软件方面工程师。

智驾时代,我们需要什么样的汽车架构?

汽车的互联性和智能性正逐渐增强,这一切的基础是软件。基于软件,汽车内的功能越来越多,与此同时汽车也成了数据生产大户。

“在你眨一下眼睛的时间里,汽车可能已经完成了15000份数据的交换,到2020年,这一数量将会火速升至10万份。”安波福相关工程师表示。

那么,如何才能让汽车有足够的数据处理能力和电力分配容量,并保证汽车不会死机,所有功能安全可靠地实现?

这就需要重新审视汽车的整体架构。

以前,如果要为汽车添加一个新特性,如加热座椅,只需添加一个新的操作模块和线路就可以了。但如今这样做已经行不通。

“一辆高档汽车内所包含的线束总长度已经从原来的1.5英里增加到了2.5英里,而到了L3、L4、L5级自动驾驶时代后,如果还是按照老办法, 一个未经优化的新系统将需要额外再增加一英里的线束。要将3.5英里的线路和连接器装配进当前的汽车中,其难度可想而知。”上述工程师表示。

种种现实问题都说明,传统汽车架构方式已经难以在快速数字化和信息化的汽车上适用。基于此,安波福提出了新的智能架构平台理念:

  • 支持基于软件的各项功能

智能汽车架构需要一个灵活的软件框架,包括定制化的运算、数据和电力分配网络,以满足汽车内快速变化的软件的需求。这个软件框架在满足灵活、可扩展等需求的同时,还需要达到所有相关的安全标准。

  • 快速数据传输

“该架构特点就是我们常说的汽车的‘大脑’和‘神经系统’两部分,二者结合在一起可以实现新的特性与功能。”安波福电气分配系统亚太区产品工程总监余宁说。

 “运算平台的作用即类似大脑,利用所有数据进行决策,正如我们在驾驶时做决策一样。”

据余宁介绍, “大脑”就是汽车里的超级处理器,或者叫超级计算机,它主要有三个系统组成,一个是自动驾驶的超级计算机,一个是安全网关的超级计算机,以及中央位置处理器的超级计算机。

“通过这三个超级计算机把所有软件嵌入到系统中去,实现车辆主动安全、信息娱乐、驾驶体验等各项功能,从而完成整个大脑的组合过程。”余宁表示。

有了强有力的大脑,还需要强大“神经系统”,把信号、电能、能量传递到车身各个部位,所以另外一个重要组成部分就是信号和动力分配系统。“具体来说,是一种类似以太网和双绞线的可靠数据网络,能够以所需的传输速度适时将相应数据传输到正确位置。”余宁介绍。

  • 保障汽车安全冗余要求

智能汽车架构需要适应性极强,能够满足最高级别汽车安全的冗余性要求,确保汽车安全运行。

安波福的智能汽车架构具有三重保护措施,包括动力故障、网络故障,甚至运算故障等因素,还可进行动态路线再规划、增强网络传输甚至做出自动驾驶汽车安全停靠的决定。

除此之外,安波福还配有边缘运算智能系统,可提供车载预测性分析诊断,在汽车的整个生命周期内对系统在功能特性、运算能力以及性能方面进行完善。

安波福智能汽车架构的另一个关键部分是安全互联网关,其为一种单点互联中心,将车辆和乘客与周围世界联系起来。由于网关是架构中一个独立的节点,所以允许安波福将硬件与软件隔离,从而实现汽车运行安全与网络安全标准。

自动驾驶的预演

汽车行业的革新方向有很多,据介绍,安波福的智能汽车电子化架构也将面向汽车商业模式创新领域,如共享汽车、互联汽车,汽车技术革命领域,如自动驾驶,以及智慧城市等等。

这其中,自动驾驶无疑是汽车电子化架构革新的最佳驱动源头,以及最具代表性的应用领域。遍布车身的传感器会产生海量数据,自动驾驶过程中,还需要数据及时与计算平台进行信息传递,而强大的数据处理中心,更是自动驾驶系统的灵魂。

“总结起来,自动驾驶包括这几个部分:软件,传感器、感知器,计算平台,供电、数据交互,互联服务。”安波福自动驾驶工程师Jacky You表示。

据Jacky You介绍,安波福的感知系统是传统强项,能够结合、毫米波雷达、激光雷达以及摄像头传感器3重冗余传感器,在不同环境,不同天气条件下还原车身周围的感知和环境。其中,在传统供应商阵营中,引入激光雷达是安波福激进转型的标志。据钛媒体了解,安波福目前已经投资了Quanergy、Innoviz以及Leddartech 3家激光雷达公司。

基于感知基础,安波福的自动驾驶系统会再叠加相对远距离的交互,建立整车的环境模型,基于环境模型再去做路径规划 (Path Finding),最后会把规划好的路径给到转向系统,让车辆可以安全、平稳地自动驾驶。
自动驾驶传感器优劣势对比

自动驾驶传感器优劣势对比

Jacky Yo认为,在感知系统(毫米波雷达、激光雷达、摄像头等)中,任何一个传感器都有优势,也有劣势。

“毫米波雷达的鲁棒性更好,在各种天气环境下面可以比较好地探测车辆,进行距离探测以及速度探测,但是毫米波雷达对行人的检测比较弱一些,而这方面就是摄像头的强项,所以数据融合以后可以作为相互互补。”Jacky You表示,“我们做完数据融合以后,不仅可以满足探测车辆、行人,速度、物体,还能达到很好的鲁棒性,在各种环境下能更好地还原车身360度的情况。”

除了传感器,安波福还有一个擅长环节就是计算平台。“传感器产生的数据量是几何式的增长,这就对计算平台提出非常高的要求和挑战。”Jacky You说,其同时强调,“除了数据量的要求以外,还有备份的问题。Level 4需要有一套备份系统,所以我们在计算层面会有2个平台,如果其中任何一个出现失效,另一个计算平台仍然可以立刻切入进来,保证车辆安全行驶,就像飞机的设计,多了一套冗余备份。”

总结起来看,安波福的新智能汽车架构理念应用在汽车平台中,表现为集成了计算平台、感知系统、互联通讯,可以把相应的车载大脑和云载大脑结合在一起,进行数字分析,然后把信息通过神经系统、智能车身架构传递分发到车辆的相应决策和执行环节,以实现到自动驾驶。

汽车智能化和网联化大潮中,整车企业无疑构成了前端角逐的主战场,但是在后端的产业链条中,供应商的转型之战也起着强大的助推作用。博世虽然没有拆分独立的大动作,但是连续通过资本整合,以买入、卖出的策略对业务进行调整,从而向数字化转型,而大陆集团也将多次宣布将业务中心向汽车智能化进行倾斜,只有安波福做出业务分拆的大胆举措,在迎接汽车智能化的准备工作中,安波福无疑更具底气,也更需要投入。

“2017年安波福的工程研发投资总额超过10亿美元,超过公司销售额的8%,而且我们长期以来保持8%的研发投入。现在在中国有18家工厂,还在不停地扩充。”安波福公司亚太区总裁杨晓明一一列举,平静之下尽是波澜。

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李勤
李勤

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