堅持自主研發(fā) 菱電電控讓“中國大腦”驅(qū)動國產(chǎn)汽車

    人體最精密、最復雜的器官是大腦。同樣，汽車的“大腦”——發(fā)動機管理系統(tǒng)（EMS）是汽車電子領域最核心、最關鍵的部分。

    不過，汽車產(chǎn)業(yè)鏈中，如此重要的EMS領域卻由國外巨頭掌控，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)則長期處于追趕狀態(tài)，亟待尋回主動權(quán)。

    現(xiàn)在，有這樣一家企業(yè)，甘愿坐十多年冷板凳，蟄伏積淀，終于成功開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)EMS系統(tǒng)，實現(xiàn)汽車動力電子控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化，打破了國產(chǎn)汽車行業(yè)關鍵技術和部件空心化局面。

    這家企業(yè)就是有“汽車動力國產(chǎn)大腦”之稱的菱電電控，今年3月在科創(chuàng)板上市。近日，證券時報“走進專精特新小巨人”采訪團走進坐落于武漢東西湖區(qū)的菱電電控，證券時報社副總編輯何偉對話公司董事長、總經(jīng)理王和平，暢談公司EMS研發(fā)“從0到1”的篳路藍縷，當前汽車排放法規(guī)下的市場先手，以及未來電動化趨勢下的戰(zhàn)略布局等關鍵問題。

    “我認為菱電電控保持專新特精本色方面，未來需要秉持如下方向：我們的團隊要專業(yè)；我們的技術要精湛，要精細；我們的服務，要有特色，要發(fā)揮本土優(yōu)勢，服務自主品牌；最后，我們的眼光，要時刻向前看，關注并積極接受行業(yè)新變化。”王和平說。

    11年積淀“破局”

    21世紀初期，互聯(lián)網(wǎng)、房地產(chǎn)、通訊等產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，相關創(chuàng)業(yè)機會紛至沓來，亂花漸欲迷人眼。然而，王和平卻自有定力，一頭扎進EMS行業(yè)。

    “這是一項投入成本高、門檻高、周期長的產(chǎn)業(yè)。”王和平坦陳。

    王和平介紹，從技術角度來說，EMS涉及的變量多，技術復雜，開發(fā)難度大。主要體現(xiàn)在：發(fā)動機是一個動態(tài)、多變量、高度非線性、響應滯后的時變系統(tǒng)；EMS復雜性不僅體現(xiàn)在輸入輸出參數(shù)多，且參數(shù)之間相互影響，調(diào)整某一模塊的控制參數(shù)往往會影響其他模塊的控制參數(shù)，大大增加控制系統(tǒng)的難度；EMS復雜性還體現(xiàn)在輸入輸出參數(shù)和控制目標之間缺乏直接的控制邏輯關系，需要建立中間變量來實現(xiàn)控制目標。

    但是，EMS對于汽車又非常關鍵，會直接影響到車輛的經(jīng)濟性、動力性、駕駛感受等核心層面。

    “EMS技術被國外壟斷，對整個汽車行業(yè)的發(fā)展，就形成了一個卡脖子的局面。”王和平說，“所以，國內(nèi)企業(yè)在這項技術上尋求突破，從技術安全上，從民族情感上，都是一個必然。”

    不過，王和平同時表示，“因為核心技術的開發(fā)時間長、難度大，也大大減少了同領域的競爭對手。”

    實際上，EMS研發(fā)領域道阻且長的現(xiàn)狀的確“勸退”了多家參與企業(yè)，這也讓王和平和他的團隊能把主要精力用于研發(fā)推進和技術突破。

    為了堅持下來，王和平帶領技術團隊堅持每年輾轉(zhuǎn)吐魯番、漠河、海拉爾等地應對酷熱或極寒挑戰(zhàn)，昆侖山、唐古拉山等高海拔環(huán)境也是“國產(chǎn)大腦”的試煉場。

    有時候，為了節(jié)省車輛運輸費和人員車費，技術人員還會自己開著待試車輛，進行幾千公里甚至上萬公里的轉(zhuǎn)場。

    雖然早有坐冷板凳的覺悟，但在3年后，公司才迎來第一個客戶。

    2008年，菱電電控研發(fā)的“國產(chǎn)大腦”終于迎來合作，開始為江南奧拓批量裝配菱電電控系統(tǒng)。又過8年后，2016年公司才初步實現(xiàn)盈虧平衡。

    在十多年的研發(fā)過程中，王和平更加深刻地認識到：“自主技術是我們和跨國巨頭競爭的最大武器。”

    控制系統(tǒng)工程師背景的王和平對電控系統(tǒng)的控制模型始終堅持自建自編，掌握其底層源代碼，保留對電控系統(tǒng)升級換代的能力。

    “其實，我們一開始也清楚完全自主的底層技術是一個比較大膽的想法，從0到1并不容易，團隊從成立之初，就做好了坐冷板凳的準備。所以，我們在這條路上，每次取得一些成果和進步，都感到非常幸運和欣慰。”王和平說。

    搶占研發(fā)高地

    “自助者，天助之。”EMS研發(fā)突破后，菱電電控迎來難得的市場機遇。

    王和平提到公司發(fā)展歷程中的兩個重要時間節(jié)點：一是與第一個客戶江南汽車開始合作；另外就是國家碳排放標準升級帶來的市場環(huán)境變化。

    彼時，為使EMS能符合國家法規(guī)的要求，一個比較關鍵的零部件電子節(jié)氣門大范圍替代了機械節(jié)氣門，EMS產(chǎn)品的功能和精度要求大大提高，也大大提高了電控系統(tǒng)的技術門檻。

    王和平介紹，國五排放法規(guī)實施時期，國內(nèi)有少數(shù)幾家自主品牌EMS企業(yè)可提供產(chǎn)品和服務；升級到國六排放后，難度明顯增加。菱電電控正是在這個環(huán)境變化下突圍而出。

    2018年12月5日，搭載公司開發(fā)符合國六B階段排放標準EMS產(chǎn)品的車型獲得生態(tài)環(huán)境部公告，為中國市場上第一款獲得國六公告的N1類車型。截至2019年12月31日，菱電電控是國內(nèi)僅有的兩家獲得汽油機國六B階段汽油車排放公告的自主電控企業(yè)之一。

    “國內(nèi)汽車排放法規(guī)是在不斷收緊的。”王和平表示，尤其是2019年實施的國六法規(guī)，在碳排放和油耗等方面的指標已經(jīng)追平了歐洲的標準，甚至更加苛刻，可以說對整個汽車行業(yè)都是一個比較大的考驗。

    王和平認為公司在國內(nèi)碳排放標準升級過程中能夠占領市場高地，關鍵因素是“我們的電控系統(tǒng)產(chǎn)品能否達到行業(yè)領先水平，甚至超出”。

    王和平說：“菱電電控一直堅持自主研發(fā)路線，我們能夠掌握底層技術，不斷地去優(yōu)化；作為本土企業(yè)，我們對國內(nèi)的市場痛點和汽車產(chǎn)品的使用環(huán)境也非常了解，跟得很緊。”

    正是這種技術積累，讓公司在國六政策節(jié)奏下能夠繼續(xù)健康發(fā)展，同時，業(yè)績大幅增長也就水到渠成。

    財報顯示，2018年度、2019年度、2020年度，公司實現(xiàn)營業(yè)收入分別為2.49億元、5.36億元和7.62億元，凈利潤分別為2197.34萬元、8116.27萬元和1.57億元。

    王和平特別提到，即將實施的RDE測試法規(guī)，對目前新舊車型都有直接影響，需要重新做實驗和申報，“對于公司來說也是一個開拓市場的新機會，我們有信心接受市場的考驗。”

    在研發(fā)上占據(jù)高地之后再看，公司市場已經(jīng)豁然開朗。公開數(shù)據(jù)顯示，2018年至2020年，汽車EMS產(chǎn)量分別為2651.01萬套、2448.16萬套和2386.00萬套；混合動力汽車動力電子控制系統(tǒng)產(chǎn)量分別為28.33萬套、21.95萬套和26.00萬套；純電動車控制系統(tǒng)產(chǎn)量分別為98.56萬套、101.95萬套和110.50萬套。

    2020年，菱電電控汽車M1、N1類車型EMS銷量分別為8.14萬套和42.57萬套。王和平說，“目前占比還較低，未來成長空間較大。”

    發(fā)力新能源車

    在“碳達峰、碳中和”的大背景之下，“電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化”已是汽車行業(yè)發(fā)展方向，同時，隨著國內(nèi)軟件技術、材料技術和基礎建設等方面的進步，新能源汽車逐步替代燃油車已是大勢所趨。

    王和平認為，汽車動力電子控制系統(tǒng)的行業(yè)發(fā)展趨勢主要有四個方面：

    一是排放標準的升級將進一步擴展EMS應用領域；二是機械節(jié)氣門EMS存在逐步被電子節(jié)氣門EMS替代趨勢。

    另外，油耗標準的不斷趨嚴促使汽車動力從內(nèi)燃機轉(zhuǎn)向由內(nèi)燃機與電機的有效組合來承擔驅(qū)動任務，混合動力汽車將成為行業(yè)發(fā)展的重要方向，同時純電動汽車將獲得快速發(fā)展機會。

    最后，無人駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)汽車對汽車動力控制系統(tǒng)提出更高要求，數(shù)據(jù)共享與集成成為動力電子控制系統(tǒng)ECU及各零部件ECU的發(fā)展趨勢。

    王和平認為，在新能源領域，公司作為電控企業(yè)，首先是要發(fā)揮出研發(fā)能力，做好核心產(chǎn)品，也就是純電動車動力控制系統(tǒng)、混合動力車動力控制系統(tǒng)的相關產(chǎn)品，“公司在這方面做了長時間的技術儲備，也在人才和內(nèi)部資源方面向混動和純電業(yè)務進行傾斜，目前在項目和產(chǎn)業(yè)化上也取得了一些成果。”

    據(jù)介紹，菱電電控新置的MCU/GCU全自動生產(chǎn)線就是為拓展新能源產(chǎn)品產(chǎn)能，以滿足業(yè)務需求，另外，公司今年有多款車型的MCU、VCU產(chǎn)品在開發(fā)或者量產(chǎn)階段。

    與此同時，公司還設立了新能源研究院，并在北京和武漢建立了研發(fā)中心，在相關專業(yè)人才上進行儲備。

    在混合動力汽車方面，菱電電控重點研發(fā)了BSG（皮帶傳動啟動發(fā)電機）電機控制技術、油電耦合控制技術、多電機耦合技術、功率分流式控制策略、制動能量回收控制策略、自動啟?？刂撇呗裕邪l(fā)了適用于混合動力汽車的阿特金森發(fā)動機管理系統(tǒng)和混合動力汽車OBD（車載診斷系統(tǒng)）診斷策略。

    菱電電控開發(fā)了多種結(jié)構(gòu)的混合動力管理系統(tǒng)，包括48V微混系統(tǒng)、P2結(jié)構(gòu)混動、增程式混動、功率分流式混動，并實現(xiàn)了增程式電動車的產(chǎn)業(yè)化。

    智能網(wǎng)聯(lián)、輔助駕駛方面，菱電電控在國五排放時實現(xiàn)了定速巡航功能在一款汽車上的產(chǎn)業(yè)化，國六排放時在多款汽車上實現(xiàn)了定速巡航功能的產(chǎn)業(yè)化，公司開發(fā)的兼容自適應定速巡航系統(tǒng)的EMS已經(jīng)在一款國六排放汽車上進入標定環(huán)節(jié)。

    另外，菱電電控正在開發(fā)的TBOX（車聯(lián)網(wǎng)控制單元）包括GPS單元、移動通訊外部接口電子處理單元、微控制器、移動通訊單元以及存儲器，近期內(nèi)將用于車輛遠程監(jiān)控、程序升級、排放在線監(jiān)控、遠程OBD診斷與故障分析。

    菱電電控將逐漸向網(wǎng)聯(lián)化控制器方向發(fā)展，實現(xiàn)車—云平臺、車—車、車—道路設施等各個交通參與方的實時通信。

    王和平向證券時報記者透露，公司未來的戰(zhàn)略藍圖將主要包括以下幾個方面：重點拓展包括轎車、SUV、MPV在內(nèi)的主流乘用車EMS市場；繼續(xù)深耕交叉型乘用車、N1類市場和CNG市場；布局純電動汽車、混合動力汽車市場；拓展EMS附屬功能。

    秉持“專精特新”

    菱電電控是工信部第二批專精特新小巨人企業(yè)。王和平認為，一家企業(yè)能被冠以“專精特新”應該是在專業(yè)化、精細化、特色化以及創(chuàng)新化上具備突出優(yōu)勢。

    王和平介紹，公司自成立以來，一直堅持自主研發(fā)的技術發(fā)展路徑，獨立掌握電控系統(tǒng)的控制策略、底層程序和源代碼，具備對軟件平臺升級換代的能力。

    菱電電控參與和承擔了多個國家863科研計劃項目、工信部工業(yè)強基項目“渦輪增壓、缸內(nèi)直噴發(fā)動機管理系統(tǒng)”、國家重點研發(fā)計劃“大氣污染成因與控制技術研究”中的“摩托車發(fā)動機電控技術開發(fā)”課題等。

    公司始終注重自主研發(fā)能力的培養(yǎng)與建設，不斷增加研發(fā)投入。王和平透露，今年菱電電控研發(fā)投入的重點主要在GDI車型、新能源和智能網(wǎng)聯(lián)產(chǎn)品。

    截至2021年6月30日，菱電電控研發(fā)技術人員338人，較期初增長18.18%，占比已經(jīng)超過全員半數(shù)；2021年上半年公司研發(fā)投入金額3424.99萬元，同比增長51.74%。

    王和平多次表示，目前公司核心技術團隊既是菱電電控競爭優(yōu)勢所在，也是公司品牌口碑的最大基礎。

    從現(xiàn)有技術格局來看，雖然中國汽車動力電子控制系統(tǒng)市場目前總體上仍處于被跨國EMS廠商壟斷狀態(tài)，但以菱電電控為代表的自主品牌電控企業(yè)經(jīng)過多年積累，國產(chǎn)化水平取得一定進展，在部分市場已經(jīng)開始替代進口。

    根據(jù)機動車環(huán)保網(wǎng)的公開查詢數(shù)據(jù)，截至2019年12月31日，菱電電控獲得N1類（即質(zhì)量低于3.5噸載貨商用車）車型公告2033個，占全部N1類汽油車公告的59.58%。其中燃氣車公告45個，占全部燃氣車公告（66個）的68.18%；在M1類車市場（即乘用車市場，包括轎車、SUV、MPV、交叉型乘用車等），截至2019年12月31日，公司獲得M1車型公告88個，占全部M1公告的1.07%。

    EMS國產(chǎn)替代雖然已現(xiàn)曙光，但如何推進才能實現(xiàn)跨越趕超？

    王和平認為，一方面，公司要堅持正向開發(fā)，掌握完全的自主知識產(chǎn)權(quán)路徑，在核心技術上不被國外卡住脖子。這也是菱電電控一直在前進，實現(xiàn)過突破，還在繼續(xù)攀登的方向。另一方面，電控系統(tǒng)的關鍵器件，如車規(guī)級芯片、氧傳感器、噴油器等，最優(yōu)良的那一批產(chǎn)品主要來自國外廠商，跨國集團在采購這類原材料方面具有優(yōu)勢。

    “所以，國內(nèi)整個汽車行業(yè)的發(fā)展，必然是有賴于多個細分領域的共同進步；政府、行業(yè)協(xié)會、科研機構(gòu)和企業(yè)之間的協(xié)同合作；企業(yè)之間的交流與良性競爭。”王和平說。