汽车电子：自主研发成效显著 关键技术尚待突破

中国汽车工程学会汽车电子技术分会主任委员陈光前

随着社会对汽车节能、环保、安全要求的日益严格以及人们对乘坐舒适性、驾驶便捷性要求的日益提升，电子化、信息化、网络化和智能化成为汽车产品先进性的重要体现。当前世界汽车工业约70%的技术创新来源于电子技术的应用。

    世界各大汽车公司、汽车电子公司和半导体芯片供应商均十分重视汽车电子技术的研发与应用，技术创新取得不少优秀成果。

    国内汽车电子技术开发成效显著

    相比当前世界快速发展的汽车电子技术，我国的汽车电子技术基础薄弱、缺少自主核心技术和技术积累，还远远不能适应汽车工业的发展需要。但我们欣喜地看到，在国家鼓励自主创新、支持拥有自主知识产权的核心技术和提升自主开发能力的产业政策引导下，面对汽车工业的快速发展给汽车电子提供的机遇，相关产、学、研单位有了自主开发的主动积极性，同时通过技术引进和消化或采取联合开发的方式，大大提升了自主开发设计水平，取得了一些自主开发和产业化成果。

    我国汽车电子技术自主开发的思路、方法、流程基本接近国际水平，己普遍应用嵌入式系统技术、标准化V模式设计开发流程和先进辅助设计开发工具。基于图形化建模和离线仿真—快速控制原型—自动代码生成—硬件在环仿真—标定所构成的V模式开发流程的广泛应用，有利于快速高效地进行控制器的开发。但在应用水平及经验积累上与国外还有一定差距，尤其在产品化方面差距较大。

 
    汽车电子自主开发在技术路线上存在多种方式，有企业完全自主开发的，有产、学、研结合自主开发的，同时还有通过技术引进和消化或采取联合开发的方式开发的。无论哪种方式都是开放中的自主开发，成效显著。

    在电控发动机方面：清华大学等高校开展的系列研究工作已取得不少实质性成果，国内企业在自主开发和产业化方面表现突出。汽油发动机电控已产业化，但没进入主流市场;柴油机企业采取自主、委托开发或联合开发的方式加快电控燃油喷射系统的开发。玉柴集团2006年推出了拥有自主知识产权、达到欧4标准的柴油机。清华大学电控组合泵系统和ECU研究工作已取得产业化成果。一汽技术中心在单体泵上进行了电控系统开发并应用在载重车上。成都汪氏威特电喷公司自主研制的“电控组合泵系统”柴油机电喷技术，在较低的成本下达到国Ⅲ以上排放标准。

    在自动变速器方面：国内正加快研发和产业化，吉林大学和北京理工大学等单位研发成果突出。吉利2006年推出了Z系列AT，贵州航天一直在从事重型车用AT的研究开发；杭州依维柯变速器公司与意大利玛瑞利、奇瑞汽车公司合作开发的AMT已投放市场，不少变速器公司也正在开发AMT，东风电动车公司开发的AMT已成功应用在混合动力公交车上；2007年洛阳联变公司一期5万台CVT项目开建，标志CVT开始进入产业化阶段。博格华纳双离合器传动系统有限公司是博格华纳(中国)投资有限公司与中国中发联投资有限公司共同投资成立的合资公司，计划于2011年早期建成并开始运营。公司将生产和开发双离合器自动变速器中的核心产品：双离合器模块、扭振减震器模块和控制模块。

    在制动系统方面：近年来，东风电子科技、科密制动系统公司等已相继完成了具有自主知识产权的ABS产业化，并已大量投放市场装车应用。东风电子科技公司2007年又成功开发出ASR系统并投放市场，现正在开展ESP的开发和产业化工作。

    在转向系统方面：国内这几年发展较快。企业、院校和科研单位联合开发，经过7年的努力已经取得了相当大的成就，实现批量生产的公司有株洲易力达机电有限公司、浙江福林国瑞汽车零部件有限公司、湖北恒隆汽车转向器有限公司、浙江世宝汽车转向器有限公司等。重庆三祥汽车电控系统有限公司已经投产的转向管助式EPS应用于微轿、微客等汽车领域。

    在电控空气悬架系统方面：国内电控空气悬架产品的自主开发处于起步阶段。清华大学汽车工程系在主动、半主动悬架方面进行了多年研究、试验工作，开发出硬件在环仿真系统，可调阻尼减震器，刚度、阻尼和高度可调油气悬架。北京理工大学开展了主动悬架的理论及试验研究，开发了半主动悬架系统样机并进行了民用车辆和军用车辆半主动悬架的整车道路试验研究。东风汽车悬架弹簧有限公司目前已经开发了全系列的空气悬架产品，将有力地促进自主电子控制空气悬架的发展。
    在智能汽车、智能交通系统方面：国防科技大学经过多年的研究，在智能汽车总体结构、环境感知、遥控操作、路径规划以及智能控制理论等多个领域都拥有一定的技术积累。2003年国防科技大学与一汽集团合作研制的“红旗自主驾驶轿车”在高速公路上正常交通状况下，稳定自主驾驶速度达130公里/小时，最高速度达170公里/小时，并具有超车功能。中国ITS（智能运输系统）技术目前已经从概念引入发展到初级应用阶段，智能交通相关的基础建设取得了一定的进步，发展和推广ITS应用的环境已经具备，预计未来10年，中国ITS的发展还将以解决城市交通拥堵问题为核心。目前一批比较成熟的技术如导航、ETC等将得到迅速的推广应用，中国自主研发的北斗卫星系统是中国ITS领域最为成功的应用之一。中国的导航产品目前装在一汽丰田、上海大众、上海通用等主流汽车厂商的高端品牌汽车上，中国已经成为世界上一个非常重要的新兴导航市场。

    在信息平台方面：这是国内发展最活跃的领域，差异化特征明显。深圳航盛电子公司在信息平台方面全面规划，自主开发成果突出，尤其在车载娱乐等方面已创品牌。武汉蓝星科技公司以车载电脑为核心建立起功能齐全的信息平台(多媒体娱乐、无线上网、语音导航、可视泊车、仪表显示等)。佛山三水好帮手电子公司在该领域思路清晰，发展很快。

    产学研结合加快产业化发展

    加快国内汽车电子技术发展从宏观战略上要解决好在坚持开放中进行自主开发，在多赢运行机制下坚持产学研结合技术路线等重要问题;从具体战术上要务实认真地解决好若干关键技术问题。

    从整车电子系统的功能特征归类，汽车电子系统分为以机电一体化为特征的电控系统平台和以人车环境交互为特征的信息系统平台，如何从平台的角度进行优质高效的系统开发并优化电子系统架构是加快国内汽车电子技术发展面临的一个关键技术问题。为此须推进ECU相关技术(软、硬件)的标准化，提高软件的复用性。应依托实时嵌入式操作系统，从各种电控ECU软件中提取共性、可重用的软件功能模块，同时应用建模工具软件生成和维护新的产品中间件，建立汽车电控系统嵌入式软件平台。国家在“核高基”战略专项中提出“实时嵌入式操作系统及开发环境”和“汽车电子控制器嵌入式软件平台研发及产业化”课题，是非常必要和具有远见的，这是加快提升自主开发和标准化水平的重要举措。

    我们仍然需要把握好的是，要充分考虑到整车设计中资源配置的灵活性、兼容性和零部件总成系统供货特点，准确把握汽车未来的发展方向，从整车角度有序地进行功能集成而构建优化的汽车电子系统构架。

    我们应该关注、跟踪和学习先进的设计开发流程，以及相关的标准和规范，并根据我国的实际情况，应用到产品设计、研发、测试及生产环节，提高我们的自主研发能力、产品性能和质量。

    我们必须运用现代的汽车电子开发流程，将设计基于计算机辅助工具来进行，它可以支持从需求定义到最终产品的全过程，新的开发流程符合国际汽车行业标准(ASAM/ASAP)。在开发过程中使用统一的软硬件平台，可以将桌面上的控制算法离线仿真、实验室内的控制原型测试和车辆的实际测试标定过程统一起来，减少开发的成本和冗余的工作，加快开发进程。

    在汽车电子产品的开发中，对产品功能的完整性和安全性的认识一定要大幅度提高，功能技术开发只是产品开发的前期部分，产品化工作更关键，即大幅度提高产品的开发和试验深度，保证产品功能的完整性和安全性，才能开发出合格的汽车电子产品。

    汽车OEM要加强对汽车电子的重视，将汽车电子与关键总成作为企业的核心技术。汽车主机厂抓整车系统、关键总成和标准，因此必须重视关键总成电控系统和整车网络总线技术标准(相应的整车电子系统架构)。建立网络总线应用层的企业标准对OEM保护核心技术、对配套商的主导和监控及为企业后续发展提供基础平台具有非常重要的意义。所有供应商都必须按照OEM的标准来开发零部件，从而也使OEM的核心及关键技术通过自己的企业标准得到掌控。为此国内汽车企业必须建立强有力的汽车电子开发队伍并加大研发投入。

    为进一步加快汽车电子产业发展，国家需出台相应的优惠政策，以鼓励汽车主机厂、汽车零部件厂积极与汽车电子企业开展战略合作并给予市场支持，这种合作有利于双方优势资源互补，降低开发成本，提高开发效率，是一种双赢的战略伙伴关系。要集中支持培育几个大型汽车电子骨干龙头企业，扶持自主品牌。在市场策略上，选择市场主体需先易后难，我们应该优先选择商用车、客车和有自主知识产权的轿车作为市场主体进行突破，而后利用合资轿车产品的降成本需求进而推进国产化的机会，进入主流轿车市场，融入全球采购体系。在技术路线上，要在开放中培育自主创新开发能力，引入一流技术路线。要充分利用高校、科研院所技术成果，高校有一批高层次人才，有一流的开发手段，但需要用一种创新的市场机制做好产、学、研的结合，迅速将成果转化为产业生产力。在产业模式上，要依托大的汽车企业(集团)，按照研发—产业化—市场三位一体的产业链组织产业联盟，这是现阶段发展我国汽车电子产业的最有效模式。