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

2021-11-26 02:17  來源:證券時報

    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。

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