喚醒汽車“大腦”

文 AO記者 鄭劼

喚醒汽車“大腦”

文 AO記者 鄭劼

EMS有多重要？EMS有多難？中國(guó)企業(yè)能夠攻克這個(gè)汽車上的黑匣子嗎？菱電的故事給了我們答案。

說(shuō)到核心技術(shù)，大多數(shù)人總是理解為發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、底盤等，并且為近年來(lái)自主品牌整車、零部件企業(yè)在這三大硬件上的巨大投入和產(chǎn)能擴(kuò)張而沾沾自喜。然而一個(gè)令人尷尬的現(xiàn)實(shí)是，雖然我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)在動(dòng)力總成的生產(chǎn)上不再受制于人，但在控制這些動(dòng)力總成的各類電控元件上的自主研發(fā)依然沒有明顯的改觀。

如果將發(fā)動(dòng)機(jī)稱為是“汽車的心臟”，那么發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)（EMS）就應(yīng)該是名副其實(shí)的控制這一“心臟”的“大腦”。橫觀整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)，我國(guó)絕大部分汽車的EMS開發(fā)和標(biāo)定工作都借助國(guó)外零部件巨頭的力量完成，雖然也出現(xiàn)了一些中外合資企業(yè)，但核心技術(shù)依然牢牢把控在外資手中。

值得欣慰的是，目前我國(guó)也已經(jīng)出現(xiàn)了一批堅(jiān)持原始創(chuàng)新的民族企業(yè)，立志打破跨國(guó)巨頭的技術(shù)壟斷，實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)的民族復(fù)興。

差一點(diǎn)做了先烈

初夏的武漢已經(jīng)有點(diǎn)熱氣逼人，在位于東西湖開發(fā)區(qū)一處不起眼的廠區(qū)里，武漢菱電汽車電控系統(tǒng)股份有限公司創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)王和平接待了《汽車觀察》記者一行。

“10年前干這一行的人非常多，但到現(xiàn)在絕大多數(shù)都沒有堅(jiān)持下來(lái)，大浪淘沙，只剩下最后這么幾家。經(jīng)常有人問(wèn)我，為了什么堅(jiān)持到現(xiàn)在？這么難為什么還不撤出？我的答案是，總是要有人去做?！被赝^(guò)去十幾年的堅(jiān)守，王和平的萬(wàn)千感慨，說(shuō)出來(lái)還是再樸實(shí)不過(guò)的幾句話。

在與王和平的交談中，記者了解到，這是國(guó)內(nèi)唯一掌握底層原代碼、唯一能進(jìn)行升級(jí)換代新車型開發(fā)、唯一同時(shí)具備油/電復(fù)合控制技術(shù)、汽油機(jī)市場(chǎng)規(guī)模第一的本土EMS企業(yè)。但同時(shí)，這也是一家歷經(jīng)10余年艱難成長(zhǎng)、中途幾近夭折、近兩年才成功實(shí)現(xiàn)盈利的自主品牌核心技術(shù)樣板企業(yè)。

2002年，在電子領(lǐng)域小有成就的王和平做了一次市場(chǎng)調(diào)研。他發(fā)現(xiàn)，我國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)與飛速發(fā)展的汽車工業(yè)很不協(xié)調(diào)，汽車電子產(chǎn)品中的視聽娛樂、倒車?yán)走_(dá)等相對(duì)發(fā)展較快，而關(guān)乎汽車動(dòng)力管理、變速箱控制、助力轉(zhuǎn)向、制動(dòng)控制等的關(guān)鍵技術(shù)卻起步很晚，國(guó)外零部件巨頭幾乎壟斷了市場(chǎng)。

如果將發(fā)動(dòng)機(jī)稱為是“汽車的心臟”，那么發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)（EMS）就應(yīng)該是名副其實(shí)的控制這一“心臟”的“大腦”。

“我國(guó)要做汽車強(qiáng)國(guó)，咽喉卻要被抓在別人手中？”帶著這樣的反思，2005年，王和平創(chuàng)立了菱電；2008年，開始批量生產(chǎn)ECU，江南奧拓成為首款裝配菱電國(guó)產(chǎn)電控系統(tǒng)的量產(chǎn)車型，雖然量不大，但菱電總算率先實(shí)現(xiàn)了本土EMS的產(chǎn)業(yè)化；2014年，菱電的缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)入國(guó)家強(qiáng)基工程項(xiàng)目；2015年，菱電第一款帶電子節(jié)氣門的MPV車型金杯750開發(fā)成功，并正式開始向世界農(nóng)業(yè)機(jī)械龍頭企業(yè)供貨 ，菱電電控系統(tǒng)開始進(jìn)入世界500強(qiáng)的采購(gòu)體系；最近兩年，菱電EMS業(yè)務(wù)增長(zhǎng)很快，電動(dòng)汽車電機(jī)控制器和整車控制器也相繼正式量產(chǎn)，直噴增壓發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)和汽油機(jī)國(guó)六排放車型的開發(fā)正順利進(jìn)行。

菱電生產(chǎn)線上的ECU半成品。

武漢菱電汽車電控系統(tǒng)股份有限公司辦公樓前綠樹成蔭。

王和平介紹，進(jìn)入EMS行業(yè)并不如想象中那么容易，是一個(gè)需要大量資金和長(zhǎng)期投入的系統(tǒng)工程，產(chǎn)業(yè)化門檻相當(dāng)高。

汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)的工況極其復(fù)雜，想要掌握核心技術(shù)，需要長(zhǎng)時(shí)間的積累和實(shí)驗(yàn)才能掌握，但由于EMS市場(chǎng)幾乎被國(guó)際零部件巨頭壟斷，這些巨頭即使與國(guó)內(nèi)企業(yè)合資，也不會(huì)開放自己的核心技術(shù)，自主品牌EMS企業(yè)只有自主研發(fā)一條路可以走。

雖然技術(shù)難度很大，但更困難的卻是市場(chǎng)對(duì)本土產(chǎn)品的認(rèn)可。主機(jī)廠在選擇配套時(shí)，一般都會(huì)優(yōu)先選擇名氣高、口碑好的國(guó)際通用產(chǎn)品，而不愿冒險(xiǎn)去嘗試一個(gè)新的EMS產(chǎn)品，即使有些自主品牌企業(yè)出于成本考慮冒險(xiǎn)采用了國(guó)產(chǎn)EMS產(chǎn)品，也是先在某一款非主打車型上小規(guī)模試用，實(shí)際上留給自主品牌的機(jī)會(huì)十分有限。

由于以上種種原因，菱電從一開始建立軟硬件開發(fā)平臺(tái)到成功實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣，經(jīng)歷了一段相當(dāng)艱難的時(shí)光，不信邪的王和平幾乎拼光了在家電行業(yè)積累起來(lái)的家底。 “別看我們2005年就成立了公司，但開頭幾年一直在持續(xù)地投入，一直到2008年還是零收入，直到2015年，漫長(zhǎng)的投資積累期結(jié)束，我們終于開始盈利?！边€算幸運(yùn)，中國(guó)EMS領(lǐng)域的先驅(qū)最終沒有成為先烈。

“撞黑墻”的勇氣

王和平介紹，為了打好研發(fā)基礎(chǔ)、尋求技術(shù)突破，菱電已經(jīng)花費(fèi)整整12年時(shí)間用于EMS的研發(fā)和技術(shù)積累。功夫不負(fù)有心人，目前菱電已經(jīng)具備了3000㎡試驗(yàn)中心、50余臺(tái)套實(shí)驗(yàn)設(shè)備和近百人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)；擁有了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，并在此平臺(tái)基礎(chǔ)上形成了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、汽油/CNG雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、電動(dòng)車動(dòng)力控制系統(tǒng)、混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，自主開發(fā)了ECU控制軟件（包括底層和應(yīng)用層）、發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架標(biāo)定、整車標(biāo)定、數(shù)據(jù)分析處理等軟件；承擔(dān)了3個(gè)國(guó)家863項(xiàng)目和1個(gè)工信部強(qiáng)基工程項(xiàng)目，開發(fā)的產(chǎn)品能夠滿足對(duì)電子節(jié)氣門、VVT、渦輪增壓、與AT車實(shí)現(xiàn)匹配等發(fā)動(dòng)機(jī)新技術(shù)的控制需求；成功匹配了奇瑞、福田、江南、海馬、東風(fēng)、華晨鑫源、黑豹、時(shí)風(fēng)、成功等多家品牌車型和發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品，匹配車型滿足國(guó)V排放法規(guī)，并開始了國(guó)六排放車型的開發(fā)。

“進(jìn)入原本由國(guó)際巨頭把控的汽車廠商，菱電價(jià)格要低10%，但開發(fā)周期卻比國(guó)際巨頭短。由于擁有正向開發(fā)和底層開發(fā)帶來(lái)的穩(wěn)定平臺(tái)，菱電也有能力為客戶提供隨時(shí)隨地的技術(shù)診斷服務(wù)。但目前，也存在一些諸如市場(chǎng)知名度低、產(chǎn)品毛利率低、車型覆蓋不全面的問(wèn)題?！蓖鹾推綄?duì)《汽車觀察》記者表示，目前菱電產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋到了微型轎車、MPV、微型客車、中型/輕型/微型卡車、摩托車、沙灘車等車型，在未來(lái)，隨著菱電缸內(nèi)直噴控制系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化和混動(dòng)控制系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化，將全面進(jìn)入乘用車市場(chǎng)。

目前，菱電已經(jīng)具備了3000㎡試驗(yàn)中心、50余臺(tái)套實(shí)驗(yàn)設(shè)備和近百人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)；擁有了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)。

“我們?yōu)槭裁茨軌驁?jiān)持下來(lái)并取得現(xiàn)在的成績(jī)？因?yàn)槲覀兺耆窃谟靡环N‘撞黑墻’的勇氣和毅力在做。沒有可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)上完全靠自己摸索，過(guò)程中哪兒錯(cuò)了哪兒對(duì)了不知道，只能用結(jié)果去驗(yàn)證。” 另外，菱電核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)自創(chuàng)立以來(lái)一直保持穩(wěn)定、基本零流失，這在人才流動(dòng)十分常見的汽車行業(yè)也是難能可貴的。

菱電試驗(yàn)場(chǎng)里正在進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)的樣車和測(cè)試坡道。

王和平稱，市場(chǎng)上也有一些企業(yè)依靠技術(shù)買進(jìn)或和跨國(guó)企業(yè)合作，但如果僅僅是單純地買進(jìn)或嫁接別人的技術(shù)，知其然不知其所以然，有可能會(huì)僥幸成功，但更有可能會(huì)失敗，這樣的反面教材簡(jiǎn)直不勝枚舉。與其走捷徑，不如用臥薪嘗膽的精神努力做好原始創(chuàng)新，終會(huì)守得云開見月明。

高度壟斷的市場(chǎng)

“EMS是汽車中最核心、最復(fù)雜的電子控制系統(tǒng)，決定了發(fā)動(dòng)機(jī)與整車的油耗水平、污染物排放水平、動(dòng)力性能和駕駛舒適性?！?武漢理工大學(xué)汽車工程學(xué)院副院長(zhǎng)顏伏伍向《汽車觀察》記者介紹，在汽車運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，EMS起到的作用主要是針對(duì)不同工況和整車對(duì)扭矩的需求計(jì)算進(jìn)氣量和噴油量，進(jìn)行精確噴油、點(diǎn)火，控制扭矩輸出，以達(dá)到降低油耗水平和發(fā)動(dòng)機(jī)原始排放、提高后處理系統(tǒng)污染物轉(zhuǎn)化效率、控制排氣溫度和提高駕駛舒適度的效果。

任何一款新車型投放市場(chǎng)之前都需要EMS廠商來(lái)匹配開發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)，可以說(shuō)，EMS的開發(fā)速度一定程度上決定了整車廠新車型投放市場(chǎng)的速度。這樣的關(guān)鍵技術(shù)，與之匹配的當(dāng)然是極致的開發(fā)難度：EMS屬于多輸入、多輸出參數(shù)的系統(tǒng)，參數(shù)多達(dá)數(shù)十種，而參數(shù)之間往往相互影響，調(diào)整起來(lái)相當(dāng)復(fù)雜。同時(shí)，EMS還需要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的老化程度進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整和故障的監(jiān)控診斷。

數(shù)據(jù)顯示，2016年我國(guó)汽車銷量總計(jì)超過(guò)2800萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)9.47%，全部使用EMS。其中乘用車銷售2500萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)9%，預(yù)計(jì)每年保持6%至10%的增長(zhǎng)幅度，商用車銷售300萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)12%，預(yù)計(jì)會(huì)維持該水平。預(yù)計(jì)2019年，摩托車將開始使用EMS替代化油器，在不久的將來(lái)，農(nóng)用車、非道路工程機(jī)械也會(huì)使用EMS。由此看來(lái)，EMS的市場(chǎng)空間十分巨大。

從國(guó)際市場(chǎng)來(lái)看，EMS技術(shù)目前正處于被博世、德爾福、電裝等跨國(guó)巨頭壟斷的狀態(tài)，在國(guó)內(nèi)，這幾家跨國(guó)公司也已經(jīng)占據(jù)了99%的EMS市場(chǎng)，菱電與華夏龍暉（北京）汽車電子科技股份有限公司算是自主品牌EMS企業(yè)的領(lǐng)頭羊，其中菱電2016年匹配整車超過(guò)17萬(wàn)輛，占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額為0.61%，華夏龍暉2016年匹配整車估算約10萬(wàn)輛，占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額為0.36%，兩家合計(jì)占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額不足1%。

為何要發(fā)展自主品牌EMS？顏伏伍認(rèn)為，首先，發(fā)展自主品牌EMS能夠避免汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)空心化，避免中國(guó)自主品牌整車廠在車型開發(fā)及零部件供應(yīng)上受制于人。新車型的開發(fā)進(jìn)度主要由EMS和自動(dòng)變速箱零部件廠商來(lái)決定，如某品牌SUV推出幾次受阻就是因?yàn)樽詣?dòng)變速箱供貨的原因，每年年底銷售旺季，國(guó)際壟斷EMS廠商優(yōu)先保證了合資品牌的供應(yīng)，自主品牌汽車的EMS供應(yīng)也存在風(fēng)險(xiǎn)。自主品牌EMS的發(fā)展壯大可以保證國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)鏈的安全可控。

其次，EMS含有大量芯片，帶有定位和控制功能，如果完全掌握在國(guó)外企業(yè)手中，民用汽車暫且不說(shuō)，一旦軍用卡車、坦克使用了國(guó)外EMS產(chǎn)品，關(guān)鍵時(shí)候國(guó)家安全將會(huì)受制于人。

菱電實(shí)驗(yàn)室里整齊排列的排放分析實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

再次，由于自動(dòng)變速箱的控制系統(tǒng)需要與EMS高度配合，EMS自主化也可以帶動(dòng)自動(dòng)變速箱和核心零部件的自主化。

缺失的國(guó)家扶持政策

要想在EMS技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破，只有堅(jiān)持正向開發(fā)路徑，掌握底層程序和控制策略，通過(guò)車輛測(cè)試發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，逐步改進(jìn)，形成正向積累優(yōu)勢(shì)。

雖然自主品牌EMS市場(chǎng)占有率不高，但與國(guó)外EMS企業(yè)相比也具有一些優(yōu)勢(shì)：自主品牌EMS廠商的程序開發(fā)和標(biāo)定部門屬于緊密合作關(guān)系，與整車廠之間也不存在時(shí)間和地域上的隔離，沒有溝通和交流上的障礙和技術(shù)封鎖，因此自主品牌EMS廠商可以為汽車提供參數(shù)改動(dòng)和個(gè)性化定制，可以提供隨時(shí)隨地的技術(shù)診斷和快捷響應(yīng)服務(wù)，新車型開發(fā)速度也快于國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

但從另一個(gè)方面看，國(guó)內(nèi)EMS在20世紀(jì)90年代才剛剛起步，相比上世紀(jì)60年代就已經(jīng)著手的國(guó)外EMS廠家來(lái)說(shuō)，開發(fā)時(shí)間晚，經(jīng)驗(yàn)積累少，自身知名度不高，行業(yè)形象力不夠，主機(jī)廠信任度不夠；汽車級(jí)芯片、氧傳感器以及噴嘴等基礎(chǔ)器件也基本被國(guó)外廠商壟斷，即使國(guó)內(nèi)具備生產(chǎn)能力，在產(chǎn)品穩(wěn)定性、耐久性等方面差距依然較大；相比國(guó)外壟斷EMS企業(yè)動(dòng)輒上千萬(wàn)臺(tái)的市場(chǎng)規(guī)模，國(guó)內(nèi)自主品牌EMS廠家目前依然停留在十萬(wàn)臺(tái)數(shù)量級(jí)，數(shù)量上的懸殊也帶來(lái)了核心部件采購(gòu)成本上的差距。綜合來(lái)看，自主品牌EMS仍然需要大量的時(shí)間和規(guī)模應(yīng)用來(lái)奮力追趕國(guó)外EMS水平。

EMS技術(shù)追趕能否走捷徑？答案是不能。國(guó)際零部件巨頭雖占據(jù)了國(guó)內(nèi)99%的市場(chǎng)，卻沒有將技術(shù)轉(zhuǎn)讓給國(guó)內(nèi)，國(guó)內(nèi)主機(jī)廠和這些公司在國(guó)內(nèi)的標(biāo)定部門接觸到的僅僅是不掌握原代碼的黑匣子程序。而且EMS屬于看不見摸不著的軟件程序和數(shù)據(jù)，只要國(guó)外對(duì)原代碼和編譯工具高度保密，國(guó)內(nèi)企業(yè)即使想學(xué)也很難學(xué)到。況且，簡(jiǎn)單的模仿畢竟難以深入本質(zhì)，而核心技術(shù)往往需要通過(guò)規(guī)?；瘧?yīng)用來(lái)驗(yàn)證和提高。

因此，顏伏伍教授認(rèn)為，要想在EMS技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破，只有堅(jiān)持正向開發(fā)路徑，掌握底層程序和控制策略，通過(guò)車輛測(cè)試發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，逐步改進(jìn)，形成正向積累優(yōu)勢(shì)。同一研發(fā)團(tuán)隊(duì)至少需要堅(jiān)持10年以上才有可能成功，一般企業(yè)很少堅(jiān)持研發(fā)5年以上，菱電在EMS領(lǐng)域的12年堅(jiān)守為行業(yè)內(nèi)其他企業(yè)樹立了榜樣。

除了自主品牌EMS在技術(shù)和規(guī)模上自身努力、實(shí)現(xiàn)突破以外，顏伏伍認(rèn)為，也需要國(guó)家、自主品牌主機(jī)廠在政策和項(xiàng)目支持上進(jìn)一步加強(qiáng)。

《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》提出，中國(guó)要從汽車大國(guó)向汽車強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變。汽車產(chǎn)業(yè)是個(gè)高度關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè),汽車零部件產(chǎn)業(yè)作為汽車工業(yè)的基礎(chǔ),在很大程度上影響著汽車產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，因此國(guó)家對(duì)汽車零部件核心技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)支持顯得非常關(guān)鍵。作為汽車的“大腦”，EMS能否實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化關(guān)系到“汽車強(qiáng)國(guó)”目標(biāo)中 “汽車全產(chǎn)業(yè)鏈安全可控”和“實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破” 這兩大目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

但迄今為止，政府尚未出臺(tái)對(duì)自主品牌核心零部件、尤其是對(duì)EMS這樣核心中的核心的支持政策。顏伏伍建議，政策支持的方向可以參考發(fā)展新能源汽車的政策，除了鼓勵(lì)自主品牌EMS以外，同時(shí)支持核心零部件如噴嘴、氧傳感器、汽車級(jí)芯片的國(guó)產(chǎn)化，以降低自主品牌EMS的采購(gòu)成本，其實(shí)際作用將大大增強(qiáng)國(guó)產(chǎn)EMS部件的競(jìng)爭(zhēng)力，使得國(guó)產(chǎn)核心部件在主機(jī)廠獲得更多的驗(yàn)證機(jī)會(huì)，解放自主品牌EMS創(chuàng)新能力，促進(jìn)國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)茁壯成長(zhǎng)。