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800V 电气架构、续航 800 公里、400kW 充电,这些都很棒!但 BMW iX3 问世的「划时代」意义不是因为这些功能。
距离第一次见到 Neue Klasse X 已经将近 1 年半,我们终于等到了 BMW 全新 iX3 的正式亮相。
新世代iX3 与第一时间所见到的 Neue Klasse X 产品轮廓差异不大,包括 800V 电池架构、高能量密度大容量电池、超高续航里程等。具有次世代竞争力的电气化性能,加上近期才公布的惊人 400 kW 峰值充电功率,大致上勾勒了次世代电动车的样貌。
iX3 虽然具有海放竞争对手的产品亮点,但 BMW iX3 问市的「划时代」意义并非这些产品规格,而是彻底翻新的车辆架构。
关键时刻:传统车企走向沉沦,还是奋起反击
进入 21 世纪的第三个 10 年之际,传统汽车势力先是遭遇 特斯拉 的强力挑战,紧接着中国电动车势力全面崛起;对于德系品牌来说,原本,中国市场贡献了超过 10 年的成长荣景,原本的乐土却在疫情之后猪羊变色,成了一片焦土。
德国汽车工业在全球汽车市场半世纪以来始终居于领导地位,车辆走向电气化之后,原有内燃机的技术护城河不再管用,电气化带来新的技术竞争,也有庞大的供应链重组需要面对。
而更大的挑战是软件定义汽车 (SDV) ,车辆的运作架构必须彻头彻尾地翻新。
传统车企到底沉沦还是重生?就像殷鉴不远的计算机与手机产业,原本的行业龙头可能在一夕之间瓦解。传统车企最终会是成为 Nokia,在 iPhone 问世之后一蹶不振而走入历史,或是如 Microsoft 经历一段低潮之后,抛下计算机桌面端思维转向云端而重生。
软件不佳危害严重,软件到底有多困难?
某次福特执行长 Jim Farley 在一段访谈当中,解释传统汽车公司在软件开发的困难,他提到:传统汽车公司过去未自行撰写车辆操作软件,大部分是依赖供应商完成。
而电动车时代,传统汽车公司首次尝试自行开发车辆运作软件,面临前所未有的挑战,主要在于软件模块分散与整合困难。传统车辆运作架构中约有 150 个不同的软件模块,分别由不同供应商开发。这些模块使用不同的程序语言与架构,彼此间无法有效沟通。车厂无法直接修改供应商的软件,需取得对方授权,增加管理复杂度。
传统汽车公司从来没有见过这些数百万行的程序码 (Source Code) 长什么样子。
Jim Farley 特别以大众ID.3 为例,指出 ID.3 机械部分表现优异,但软件问题频繁影响用户体验,包括充电系统与软件错误导致用户体验不佳,阻碍市场对于产品的接受度。
软件错误不仅影响车辆功能,也影响品牌形象与消费者信任。
解决之道:区域架构 (Zonal Architecture)
过去的汽车多采集中式电气架构,透过总长度好几公里的线束,把各种元件连到主控制单元 (车辆的「大脑」)。冗长的配线和叠层架屋的老旧架构,不仅增加车重,系统复杂度几何扩展,维护也相当困难。
过去的汽车多采集中式电气架构,透过总长度好几公里的线束,把各种元件连到主控制单元。冗长的配线和叠层架屋的老旧架构,不仅增加车重,也提升了系统复杂度。图为 BMW Neue Klasse 平台线束与现行 BMW i5 对照。
特斯拉或者大部分的中国电动车新创作法则是截然不同,电动车新创没有旧架构的包袱,因此在架构一辆车辆的运作时,会先以软件为核心,然后再考虑硬件如何支援它,从而催生了所谓的软件定义汽车 (SDV)。
车辆的各种功能透过先进的软件高度整合和控制,也实现了象是无线更新 (OTA)、透过超大触控荧幕控制一切、以及远端操作等「先进功能」。
而要让 SDV 高效率运作,Rivian 提出「分区架构」(Zonal Architecture) 的概念,而特斯拉虽然没有针对相关的车辆架构及作业系统提出特别的专有名称,但思维是相同的。
而传统车厂若有维持足够的竞争力,已经别无选择,也必须走向这一条道路。
大众历经软件开发不顺,执行长也为此下台,后来 大众宣布以 50 亿美金投资美国电动车新创 Rivian,主要商业目的便是为了取得「分区硬件架构」的授权,并以此做为未来大众新款电动车的主架构。
区域架构 (Zonal Architecture) 使用较少数量的电子控制单元 (ECU),分组控制车辆的不同区域,减少了车辆所需的线束,采用算力强大的芯片 (也就是 ECU 和核心) ,虽然单一芯片的成本较高,但芯片使用数量变少,加上大幅降低了系统的复杂度,整体的成本仍然较旧架构来得低。因此,区域架构被视为较先进的车辆控制架构。
所谓的「区域」是依功能需求划分,例如动力总成、底盘、车身与信息娱乐等。每个区域内的 ECU 会掌管一组特定任务,如引擎控制、悬吊调校、灯光管理等。
各 ECU 透过高速网络互相通讯,交换信息、协调动作并实时回应各种情况。举例来说,当摄影机、雷达与光达 (LiDAR) 侦测到无法避免的障碍并启动自动紧急煞车 (AEB) 时,ADAS 系统会引发连锁反应:灯号闪烁、煞车介入、安全带收紧、车窗下降、安全气囊进入待命,以及中控荧幕显示警示等。这些反应都是各区域 ECU 互通并协同作动的结果。
最早采用类似技术的是特斯拉,早就几年前就宣布将 Model 3 的线束使用量大幅减少 50%以上。因此,特斯拉可以管理较少的供应商,生产的时间比起传统车企缩短一半,形成量产成本的巨大优势。
传统车企的痛点:学习曲线
区域架构拥有巨大优势,传统车企若要转向此架构并非易事。首先,需要高质量的作业系统 (Operating System),并且抛弃原本已投入巨资的旧架构,也就是原本的资产不值钱了,为了拥有新资产还得投入巨大资源。
高质量的作业系统 (Operating System),成为区域架构能够发挥最佳综效的基石。但对传统车厂而言,要抛弃原本已投入巨资的旧架构,还得对新作业系统投入巨大资源,都是相当具风险的赌注,而且需要时间攻克学习曲线。图为 BMW iX3 采用之 OS X 开发过程。
以职业运动来比喻,就象是拥有惊人运动能力的篮球巨星 Michael Jordan,若要转换跑道成为职业棒球选手,还是得历经艰难的磨练,而且不一定会成功。
攻克这趟艰难的学习曲线,需要时间。而开发高质量作业系统本身也是巨大的障碍,过去汽车公司从来没有写过类似的程序。
BMW Neue Klasse 计划启动至少早于 7 年前
2018 年 10 月 8 日,BMW 宣布董事会批准与葡萄牙 IT 企业 CRITICAL Software 合资设立 Critical TechWorks。最初阶段拥有 200 名员工,而目前员工人数已经将近 3,000 名。
回头看这项合资计划,代表 BMW 思考开发新世代车辆架构的时间点,至少早于 7 年之前。
这是一项艰难的商业决定。首先,你必须够早启动相关计划,过程中必须做对所有的项目,包括确保程序开发能够正确地完工。
市场上有经验的大型软件开发管理人才相当稀少,也必须招募足够数量的软件工程师,这些都不是一蹴可几。
BMW iX3 搭载新世代 Operating System X 作业系统,还采用原厂称为「BMW Panoramic iDrive(BMW 全景 iDrive)」的全新座舱界面,其整体开发进程与规划,与 7 年前投资的 Critical TechWorks 密不可分。
最可怕的是,要过了好几年之后,才会知道你有没有把事情做对做好。当你发现事情不对劲时,一切都已经来不及。
上述大众投资 Rivian 的案例,许多人心中一定有个疑问:「50 亿美元买个授权?难道不能拿这 50 亿元投入开发吗?」而现实是,大众早已经花费远超过 50 亿美元的投入,并且一事无成。
原本被寄予厚望的 大众软件部门 Cariad,至今累计亏损超过 75 亿美元,最糟糕的不是财务亏损,而是任务并未完成,拖累了整个 大众产品推进计划。因为已经没有多余的时间了,只好直接以投资 Rivian 来寻求解决方案。
BMW iX3 问市,代表新世代的来临
在 BMW iX3 发表会现场,BMW 宣布「The First of New Era」,宣示 iX3 不仅只是一款新产品的发表,而是整个全新世代的来临。
在 iX、i4、i7、iX1/iX2、i5 电动车产品成功的基础下,我相信 BMW 粉丝们应该乐于拥抱新产品 BMW iX3。
当车主坐上 BMW iX3 驾驶座的那一刻开始,车子开起来飞快,并且如同车厂所宣示的饶富驾驶乐趣。而新世代的座舱体验,也将会带来惊艳。当软硬件一切运作顺畅,BMW 车主将如同 iPhone 手机用户一般,成为品牌的长期客户。
而这一切,都始于 7、8 年的一项有远见且大胆的决定,而这项决定被无误地执行之后,将为 BMW 铺平未来竞逐全球车市的康庄大道。
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