隨著汽車產(chǎn)業(yè)向智能化、電動化的大步邁進(jìn),商用車在安全與可靠性技術(shù)領(lǐng)域正在經(jīng)歷深刻的變革。
伴隨著我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車、新能源汽車市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,智能駕駛安全、汽車網(wǎng)絡(luò)安全及新能源車安全等愈發(fā)受到關(guān)注。而商用車作為交通運(yùn)輸?shù)闹匾獏⑴c者,其安全性與可靠性技術(shù),成為國家標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的關(guān)注重點(diǎn),也是企業(yè)研發(fā)實(shí)力的體現(xiàn)。
3月26日至28日,由中國汽車工業(yè)協(xié)會主辦、以“開辟新賽道匯聚新動能發(fā)展商用車產(chǎn)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力”為主題的2025商用車產(chǎn)業(yè)發(fā)展會議在湖北十堰成功舉行,其中在27日下午舉辦的“商用車安全與可靠性技術(shù)”主題分會場,邀約政產(chǎn)學(xué)研領(lǐng)域?qū)<遥瑥闹悄荞{駛安全、汽車網(wǎng)絡(luò)安全、新能源車安全等維度進(jìn)行交流分享,共商發(fā)展大計(jì),為中國商用車高質(zhì)量發(fā)展提供了智力支持。中國汽車工業(yè)協(xié)會專務(wù)副秘書長姚杰主持會議。
“電”“智”時代,商用車安全亟待破局
目前,我國汽車產(chǎn)業(yè)正處于變革的浪潮之中,電動汽車成為汽車智能化的理想載體,而智能化又進(jìn)一步為電動汽車賦能,“電”與“智”技術(shù)正顛覆著傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè),在這一變革過程中,乘用車走在了商用車前面。
同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院教授朱西產(chǎn)在演講中提到,對照乘用車電動化發(fā)展趨勢,2022年我國乘用車電動化滲透率在突破 1 6 % 的轉(zhuǎn)折點(diǎn)后,迅速向 5 0 % 滲透率邁進(jìn);而在商用車領(lǐng)域,2018年至2024年,我國商用車電動化率從 5 % 提升至2 0 % ,已進(jìn)入高速增長期。寧德時代新能源科技股份有限公司商用車系統(tǒng)安全經(jīng)理蒲玉杰預(yù)計(jì),2025年我國新能源商用車銷量將達(dá)到110萬輛,電動化率接近 3 0 % ;2030年電動化率有望超過70 % 。
在智能駕駛方面,朱西產(chǎn)表示,在乘用車領(lǐng)域L2級自動駕駛?cè)ツ赀_(dá)到 1 6 % 的滲透率轉(zhuǎn)折點(diǎn)。今年比亞迪、吉利、奇瑞等車企正在迅速推動智駕平權(quán),這使得L2級智能駕駛滲透率有望大幅提升,預(yù)計(jì)可能直接達(dá)到 3 0 % - 4 0 % 。
談及商用車智能駕駛應(yīng)用場景,朱西產(chǎn)表示,商用車在智能駕駛方面的進(jìn)展相對較慢,但在無人駕駛和智能網(wǎng)聯(lián)的特定場景中具有獨(dú)特優(yōu)勢,例如礦山、港口等場景。以海拔4000-5000米的高原礦為例,使用無人駕駛車輛可以有效解決“環(huán)境惡劣、工人出勤難以保障”這一問題,不僅降低了成本,還具有較高的商業(yè)和社會價(jià)值。
在快速向“電”、“智”推動的同時,商用車產(chǎn)業(yè)也面臨各種來自安全性與可靠性的挑戰(zhàn)。
東軟睿馳副總裁劉威表示,中國商用車市場規(guī)模龐大且持續(xù)增長,每年新車投入超400萬輛,截至今年初保有量已超4000萬輛。由于商用車運(yùn)營里程長、事故風(fēng)險(xiǎn)高且具有生產(chǎn)資料屬性,其安全性備受關(guān)注。盡管隨著交通安全法規(guī)的完善和智能輔助駕駛產(chǎn)品的應(yīng)用,商用車事故率呈下降趨勢,但疲勞駕駛、危險(xiǎn)駕駛和超載現(xiàn)象依舊較為常見,安全治理仍需不斷加強(qiáng)。
智駕汽車科技(寧波)商用車事業(yè)部總經(jīng)理?xiàng)铗v飛則指出,商用車由于自身物理特性,質(zhì)量大,發(fā)生事故時撞擊力度遠(yuǎn)超乘用車,且拉人載貨的特性導(dǎo)致事故后果嚴(yán)重,如拉?;窌a(chǎn)生巨大次生災(zāi)害。其運(yùn)營場景復(fù)雜,不限于結(jié)構(gòu)化道路,作業(yè)環(huán)境惡劣,疲勞駕駛比例高。在經(jīng)濟(jì)性方面,商用車事故賠償金額比乘用車高出數(shù)倍甚至幾十倍,以新能源城配為例,相比燃油車城配,出險(xiǎn)次數(shù)高6 0 % ,賠付金額高出 7 5 % ,所以對安全性需求極為迫切。
安全技術(shù)攻堅(jiān):多維度突破關(guān)鍵難題
針對商用車安全可靠性問題,與會嘉賓試圖通過多個維度來破解難題。
朱西產(chǎn)認(rèn)為,智能駕駛自前存在安全問題主要是由以下原因引發(fā):智能駕駛域、緊急避撞域和被動安全域,由三個獨(dú)立的開發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé),形成了三套獨(dú)立的系統(tǒng),相互割裂,成為三個未形成閉環(huán)的孤島。他認(rèn)為,只有實(shí)現(xiàn)三域融合,才能打造智能汽車極致的智能安全:即智能駕駛域提升MPI,不脫離;緊急避撞域?qū)崿F(xiàn)全速度段能剎停;碰撞安全域?qū)崿F(xiàn)碰撞事故無傷亡?!半姟薄爸恰睍r代,安全才是極致的智能。
在朱西產(chǎn)看來,國車重卡技術(shù)有待提升,其中卡車智能駕駛中線控制動、線控轉(zhuǎn)向技術(shù)是關(guān)鍵。他強(qiáng)調(diào),EMB線控制動技術(shù)能夠顯著提升安全性,但目前EMB尚未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。朱西產(chǎn)同時指出,國內(nèi)治超效果不佳,超載現(xiàn)象破壞了半掛列車的制動力平衡,嚴(yán)重影響AEB的正常工作,甚至可能導(dǎo)致車輛折腰事故。目前歐洲MVC多掛車輛在國內(nèi)尚屬空白,因此治超不能僅僅依靠罰款,還需要研發(fā)載貨量大的重型貨車。
在車輛防護(hù)方面,他指出卡車下部防護(hù)裝置存在諸多問題,后下部防護(hù)尤其薄弱。如美國IIHS試驗(yàn)中,用通用轎車與不同卡車碰撞,發(fā)現(xiàn)在 3 0 % 偏重疊率的試驗(yàn)里,卡車防護(hù)裝置大多無法擋住轎車。這一試驗(yàn)促使美國十幾個卡車公司改進(jìn)后下部防護(hù)裝置,國內(nèi)卡車企業(yè)也應(yīng)高度重視,積極提升車輛安全性。
在電池系統(tǒng)安全方面,蒲玉杰表示,與乘用車相比,商用車具有獨(dú)特的電池需求特性。商用車車型空間大,整車電量需求高,單體電池容量也大。在運(yùn)營方面,商用車側(cè)重經(jīng)濟(jì)性,追求低成本和長服役壽命。其運(yùn)營場景廣泛且復(fù)雜,存在如采礦等特種作業(yè)場景,一旦出現(xiàn)安全事件危害巨大,所以對動力電池系統(tǒng)安全性能要求極高?;谶@些特點(diǎn),市場傾向于選擇磷酸鐵鋰電池作為商用車電動化的主流技術(shù)路線。
針對商用車電池安全性能評估與事故分析等問題,蒲玉杰指出,濫用測試和產(chǎn)品安全有著本質(zhì)區(qū)別。濫用測試是在極端條件下對電池性能的邊界探索,通過濫用測試并不代表產(chǎn)品安全。以磷酸鐵鋰電池為例,若設(shè)計(jì)和工藝控制不到位,仍存在本征安全風(fēng)險(xiǎn),因此需要高質(zhì)量的極限設(shè)計(jì)制造來保障。
據(jù)介紹,截至2024年一季度,商用車全球市場電池安全事故率多達(dá)數(shù)百起,涉及磷酸鐵鋰電池體系。事故原因復(fù)雜多樣,包括電池本身設(shè)計(jì)制造缺陷、電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)不足導(dǎo)致短路、整車端問題以及外部因素耦合。實(shí)際事故調(diào)查顯示,大部分熱失控難以準(zhǔn)確定位到單一原因,往往是內(nèi)部和外部多因子耦合造成系統(tǒng)性問題。
湖北汽車工業(yè)學(xué)院黃海波教授圍繞汽車主被動安全技術(shù)現(xiàn)狀及展望進(jìn)行分享。他認(rèn)為,隨著時間的推移,主被動安全技術(shù)呈現(xiàn)融合發(fā)展的趨勢,各類安全裝備在商用車上的裝配比例持續(xù)攀升,有效提升了車輛的整體安全性。安全技術(shù)整合是未來的趨勢,汽車安全技術(shù)正從被動向主動、信息安全和生物安全集成化發(fā)展,各技術(shù)間的融合協(xié)同對提升整體安全性能至關(guān)重要。
在智能化趨勢下,人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和大模型與汽車安全技術(shù)結(jié)合,可更精準(zhǔn)預(yù)測風(fēng)險(xiǎn)。汽車行業(yè)在引入前沿技術(shù)時,必須注重技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性,通過嚴(yán)格測試驗(yàn)證、質(zhì)量控制和反饋機(jī)制,確保新技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的安全保障。
測試驗(yàn)證與架構(gòu)升級賦能產(chǎn)業(yè)安全
在商用車整個生命周期中,商用車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)跟整車可靠性測試試驗(yàn)對于保障商用車安全性與可靠性而言尤為重要。
會上,襄陽達(dá)安汽車檢測中心有限公司副總工程師伊斯武在分享中圍繞整車可靠性試驗(yàn)技術(shù),重點(diǎn)闡述了用戶關(guān)聯(lián)和VPG技術(shù)。他指出,整車可靠性驗(yàn)證仍是汽車開發(fā)流程的關(guān)鍵部分。根據(jù)國標(biāo)GB/T12678—2021,可靠性指汽車在規(guī)定條件和時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力;耐久性是產(chǎn)品在規(guī)定使用和維修條件下,達(dá)到極限狀態(tài)前完成規(guī)定功能的能力,二者存在差異。
當(dāng)前,整車可靠性驗(yàn)證是以試驗(yàn)場道路可靠性規(guī)范為源頭,從設(shè)計(jì)階段的數(shù)字模型驗(yàn)證到零部件DV試制階段的臺架可靠性試驗(yàn)驗(yàn)證,再到樣車試制后的整車道路可靠性試驗(yàn)驗(yàn)證。然而,試驗(yàn)工程師常面臨“臺架試驗(yàn)?zāi)芊裼行?yàn)證產(chǎn)品問題”“試驗(yàn)場一公里相當(dāng)于用戶行駛多少公里”等諸多質(zhì)疑。
為解決上述問題,行業(yè)采用了用戶關(guān)聯(lián)方法即依據(jù)用戶使用條件開發(fā)試驗(yàn)場道路可靠性規(guī)范,并以此為基礎(chǔ)開展CAE仿真、臺架試驗(yàn)和道路試驗(yàn)驗(yàn)證。該方法使各驗(yàn)證環(huán)節(jié)與用戶使用條件緊密關(guān)聯(lián),確保CAE仿真安全系數(shù)真實(shí),臺架問題能在道路上大概率復(fù)現(xiàn)。
伊斯武重點(diǎn)介紹了VPG虛擬試驗(yàn)場技術(shù):VPG集成數(shù)字路面模型、輪胎模型和汽車多體動力學(xué)模型,在ADAMS環(huán)境中構(gòu)建虛擬仿真平臺,能夠獲取精確動態(tài)響應(yīng)。其技術(shù)核心涉及路面掃描建模、輪胎辨識建模和整車建模。為提升整車模型精度,還會進(jìn)行零部件特征參數(shù)測試、KNC測試和道路載荷譜測試。伊斯武說到,VPG的重要價(jià)值在于能夠減少整車試驗(yàn)次數(shù)、縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本。
招商局檢測車輛技術(shù)研究院有限公司智能安全測試研究室主任曾杰則圍繞商用車功能安全開發(fā)及測試驗(yàn)證分享了經(jīng)驗(yàn)與思考。從行業(yè)趨勢來看,商用車電子電氣架構(gòu)正從分布式域控向域集中架構(gòu)發(fā)展,未來高端商用車有望采用中央集中式架構(gòu),這將帶來功能協(xié)調(diào)更好、可減少線束使用等優(yōu)勢。但與此同時,架構(gòu)的復(fù)雜化也引發(fā)了諸多風(fēng)險(xiǎn),如功能安全問題暴露增加、通信錯誤風(fēng)險(xiǎn)上升、單點(diǎn)失效風(fēng)險(xiǎn)加大以及OTA刷寫失敗風(fēng)險(xiǎn)等。
在商乘差異方面,商用車與乘用車在功能安全開發(fā)上存在明顯不同。商用車運(yùn)行場景復(fù)雜,多為干線物流或重載運(yùn)營,導(dǎo)致功能安全問題暴露度更高;其安全目標(biāo)更側(cè)重基礎(chǔ)保障,而非像乘用車兼顧舒適;設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)在于轉(zhuǎn)向、制動等基礎(chǔ)安全冗余設(shè)計(jì)。商用車功能安全設(shè)計(jì)面臨著開發(fā)成本上升(如芯片等級提高、冗余設(shè)計(jì)增加成本、團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)困難)、設(shè)計(jì)難度大(需創(chuàng)新設(shè)計(jì)和專業(yè)團(tuán)隊(duì))以及駕駛體驗(yàn)受限(如AEB最大減速度受限)等挑戰(zhàn)。
在功能安全測試驗(yàn)證方面,可控度數(shù)據(jù)庫建立對確定功能安全等級至關(guān)重要,若能精確獲取駕駛員可控度數(shù)據(jù),可降低功能安全等級,但商用車因試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)大,可控度數(shù)據(jù)庫建立比乘用車?yán)щy。
目前法規(guī)多采用附錄審核方式對功能安全進(jìn)行審查,未來將更嚴(yán)格,標(biāo)準(zhǔn)會增多。如乘用車制動系統(tǒng)未來可能強(qiáng)制測試和文件審查,沙盒監(jiān)管也將促使功能安全深度測試。曾杰強(qiáng)調(diào),功能安全設(shè)計(jì)對商用車企業(yè)是巨大挑戰(zhàn),需建立完整團(tuán)隊(duì)執(zhí)行開發(fā)、生產(chǎn)、管理流程,但在出口法規(guī)中,功能安全設(shè)計(jì)將成為強(qiáng)制要求,企業(yè)應(yīng)在風(fēng)險(xiǎn)可接受前提下,平衡成本與安全目標(biāo)。
法規(guī)完善推動產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新
除了業(yè)內(nèi)創(chuàng)新,政策法規(guī)對改善商用車交通安全問題的引導(dǎo)作用同樣不容忽視。
劉威介紹到,從業(yè)者除了主動安全功能類的法規(guī)外,同時要關(guān)注系統(tǒng)級的功能安全和信息安全類法規(guī)。近年來,中國出臺了多項(xiàng)商用車安全法規(guī),如雙預(yù)警法規(guī)、BSD盲區(qū)監(jiān)測法規(guī),AEB自動緊急制動法規(guī)也在穩(wěn)步推進(jìn)中。部分法規(guī)借鑒歐洲標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合中國道路特點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化,例如中國BSD法規(guī)融合雷達(dá)與AI攝像頭技術(shù),以適應(yīng)國內(nèi)混行道路模式。此外,歐盟GSR法規(guī)自2024年起在歐盟市場生效,要求新車強(qiáng)制搭載AEB、ISA、ADDW等功能,中國雖未全面強(qiáng)制執(zhí)行AEB法規(guī),但已開展大量道路測試,BSD、IMOS等法規(guī)也在持續(xù)完善。
在輔助駕駛技術(shù)與產(chǎn)品布局方面,劉威強(qiáng)調(diào)輔助駕駛技術(shù)創(chuàng)新對提升商用車安全至關(guān)重要。
以DMS駕駛員監(jiān)測系統(tǒng)為例,自2019年在中國市場量產(chǎn),雖未強(qiáng)制搭載,但已在多家商用車企得到應(yīng)用。在歐洲,DMS已成為強(qiáng)制法規(guī)要求,預(yù)計(jì)未來1-3年中國也將強(qiáng)制實(shí)施。
據(jù)了解,東軟睿馳在商用車輔助駕駛產(chǎn)品領(lǐng)域成果豐碩,形成覆蓋法規(guī)項(xiàng)及非法規(guī)項(xiàng)需求的完整產(chǎn)品矩陣,為商用車企業(yè)提供多樣化解決方案。如為適應(yīng)商用車L2普及趨勢,推出X-Cube3.0,采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)支持L2級別輔助駕駛功能。在駕駛疲勞監(jiān)測方面,東軟睿馳已推出兩代DMS產(chǎn)品;為滿足商用車功能集成需求,推出多功能控制器,整合BSD、DMS、AVM及DVR等功能,主要搭載于商用車出海車型。
在商用車制動系統(tǒng)現(xiàn)狀方面,法規(guī)也起到重要推動作用。2015年,GB12676強(qiáng)制要求商用車配備ABS功能;2021年5月1日起,交通部JT/T1178法規(guī)規(guī)定部分營運(yùn)載貨汽車、牽引車開始裝配AEB、ESC等。2024年相關(guān)修改單預(yù)計(jì)出臺,屆時所有營運(yùn)貨車需裝配ESC和AEB,營運(yùn)牽引車裝配EBS。此外,還有針對ABS、ESC、AEB、EBS等的性能要求和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。
萬安科技股份有限公司副總經(jīng)理傅直全指出,國內(nèi)商用車制動系統(tǒng)歷經(jīng)四個發(fā)展階段。其中第三階段雙管路制動系統(tǒng)氣壓ABS;第四階段是雙管路電控氣制動EBS,是目前市場主流,而下一代產(chǎn)品EMB已開始研發(fā)和小批量試制應(yīng)用。
當(dāng)前市場熱點(diǎn)與關(guān)注點(diǎn)在于,常規(guī)ABS+ESC系統(tǒng)在牽引車基本標(biāo)配,其發(fā)展方向包括閥類集成(如將繼動閥、ASR閥、ABS閥集成為一體)、控制器集成(底盤安裝且與慣性控制器、閥集成)、支持AEB請求(因成本考慮,ESC可實(shí)現(xiàn)AEB功能,但無法滿足ACC減速度要求,存在ESC+AEB配置)。
在電動化與智能化需求方面,電動化進(jìn)程中EBS需求迫切,但商用車制動系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢聚焦于EMB。去年年底,ECER13修訂稿將EMB納入許可范圍并重新定義為電力傳輸制動系統(tǒng)ETBS。。
智駕汽車科技(寧波)商用車事業(yè)部總經(jīng)理?xiàng)铗v飛指出,從發(fā)展的驅(qū)動力來看,政策法規(guī)是重要推動力量,2018年起,交通部相關(guān)法規(guī)從客車逐步推廣到卡車,從雙預(yù)警發(fā)展到AEB。2024年4月,交通部出臺所有中重卡要標(biāo)配AEB的征求意見稿。同時,技術(shù)發(fā)展也為AEB提供了有力支持,AI技術(shù)、4G及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的成熟,使商用車輔助駕駛達(dá)到相對成熟狀態(tài)。
據(jù)楊騰飛介紹,在商用車AEB的價(jià)值金字塔中,底層是基本AEB功能,最基礎(chǔ)的價(jià)值是在交通事故發(fā)生前制動介入,減少事故發(fā)生。中層是防御性駕駛,許多事故源于未做到防御性駕駛,AEB可在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)揮作用。例如在車速高時跟車過近、路口超齊頭車等典型場景,AEB系統(tǒng)能通過監(jiān)測前方目標(biāo)速度和距離,量化風(fēng)險(xiǎn)等級并提醒司機(jī)。通過技術(shù)手段識別危險(xiǎn)場景,如識別路口斑馬線、停車客車等,提醒司機(jī)減速,有助于培養(yǎng)司機(jī)防御性駕駛習(xí)慣。通過構(gòu)建相關(guān)數(shù)據(jù)模型,能更精準(zhǔn)表征駕駛能力,比傳統(tǒng)的急加急減數(shù)據(jù)更能反映與交通事故的關(guān)聯(lián)。
展望未來,商用車安全與可靠性技術(shù)將持續(xù)發(fā)展,隨著技術(shù)創(chuàng)新的不斷推進(jìn)和市場法規(guī)的逐步完善,商用車將在保障安全的前提下,為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更高效、可靠的運(yùn)輸服務(wù),成為推動行業(yè)進(jìn)步的重要力量。在技術(shù)創(chuàng)新方面,新的安全與可靠性技術(shù)將不斷涌現(xiàn),如更先進(jìn)的傳感器技術(shù)、人工智能算法在車輛安全領(lǐng)域的深度應(yīng)用等。在市場和法規(guī)方面,隨著市場接受度的提高和法規(guī)的日益完善,商用車行業(yè)將迎來更加規(guī)范、安全、高效的發(fā)展新時代。