现在汽车行业经常混淆一个概念,认为只要堆料,就能造出智能汽车。在消费者的主观理解中,芯片算力和性能越强、传感器的数量和种类越多,带来的功能和体验就越好。但事实并非如此,只有硬件,没有软件,最后也只是一套半成品。
软件定义汽车。如果只将目光停留在硬件堆料上,或许就是本末倒置,决定未来汽车差异性的将是软件,及软件迭代所带来的性能和功能升级。换句话来说,硬件“堆料”只是基础,软件定义,才是各家比拼最有力的武器。
而软件,并不是传统车企的强项。但具有互联网背景的造车新势力们,却在智能汽车赛道上抢占了领跑地位。比如,小鹏汽车董事长何小鹏就是软件工程师出身对互联网有系统性的理解,甚至他还会对于底层技术的“颠覆式创新”有朴素的信仰。
颠覆式创新,从底层开始
工欲善其事,必先利其器。在小鹏G9上,搭建了两层最重要的底层能力,并将其智能化创新的边界再度拓宽。首先,是决定一辆智能汽车研发效率的电子电气架构(Electrical/Electronic Architecture)。
在传统的汽车上,都是分布式ECU(Electronic Control Unit,电子控制单元)架构,每个电器都需要一个控制器进行独立控制。但随着车载电器越“堆”越多,ECU也就越来越多,经过一番“配置堆料”之后,线束不堪重负。而且,ECU来源不同,程序编译方式和语言也不同,最终则导致车辆的功能难以持续升级迭代。
当下的新能源汽车,开始流行功能域控制器DCU(Domain Control Unit)。按照功能来进行划分,比如车身系统、娱乐系统、底盘系统、辅助驾驶系统等等。每个域中,DCU来协调域下的各个ECU,担任主要的运算责任,降低ECU的负担,并有利于集中编程。
在域控制器的概念之上,演化出了“中央超算”的架构。以小鹏G9上的X-EEA 3.0 电子电气架构为例,它将各个域控制器通过千兆以太网等主干网和兼容多种通讯协议,连接到中央超算,并配备高性能的芯片,以更高的车辆数据传输速度为基础,来支持智能驾驶、智能座舱系统。
基于中央超算+区域控制融合的硬件架构,结合分层式软件设计,最大化满足了智能汽车“硬件堆料”的需求,还可以满足用户对不同类型软件使用的差异化需求。
而转化为用户可感知的变化就是——快。基于X-EEA 3.0 电子电气架构,整车升级时间缩短到 30分钟内,远远低于老旧的电子电气架构车型的 OTA 时间(一般为几个小时)。并且,整车级分层式软件平台架构,让智能功能的迭代更加高效。
其次,是决定了一辆电动车补能效率的电压平台。在小鹏G9上,全系搭载 800V 超快充平台,采用高电压、大电流的充电方案提升充电功率,车端最大功率430kW,最大电流 630A。
目前,市面上绝大多数的车企都采用的400V电压平台,由于架构的限制,充电速度的提升空间有限。想要获得更大的充电功率,就只能通过提高电流的方式来实现。但电流越大,电缆发热量也越大。这对工作温度极为敏感的动力电池来说,是一个极为危险的因素。
要知道,从400V平台升至800V平台,其中部件成本是原来的2-3倍,系统总成本增加10%-20%。但考虑到当下动力电池的原材料价格上涨迅猛,堆电池容量的方法难以维系。
在这种情况下,把成本投入在高压平台上,整体收益显然更大。因为SiC(碳化硅)材料的使用,不仅可以实现充电速度的提升,同时还可以降低能源损耗——既能使得充电更快,又能使得续航长。
然而,业内少有车企愿意量产800V高压平台车型的原因,一方面是出于成本的考虑;另一方面是没有对快充网络进行提前布局,无法将800V平台的优势充分发挥出来。
小鹏汽车从2018年就开始自建充电网络,并将于今年开始铺设新一代的S4超充桩,配合G9的800V高压平台,桩端可实现可实现 480kW/670A 的充电能力,10%充到 80%最快只需要15 分钟的时间。真正实现充电5分钟,续航200公里。
更重要的是,800V高压平台的量产,不光是单一参数的变化,而是自下而上的效能升级。4C 电池车型可达到充电 5 分钟,续航 200 公里 。3C 电池车型可达到充电 5 分钟,续航 130 公里,最大功率 300kW,达到行业头部水平。
即便用户使用第三方充电桩充电,也同样可以大大缩短等待的时间。在第三方桩(750V级)充电时,电流可达250A(国标最大限制),由于可获得700V左右的更高电压,G9可以获得接近180kW的功率,约是其他车辆(100kW左右)功率的2倍。
从底层出发的创新,让G9从而实现,充电和加油一样方便。
全场景+全闭环=一台聪明的车
如果把一辆车比作是人的话,那么平台和架构上的进化,就是人体骨骼和神经网络的强化。在此之上,想要成为一个更强大的人类,那么器官、组织也要同步进化,类比到智能汽车上,那就是遍布全身的智能传感器,以及超强的计算平台。
一个聪明的大脑,就像通过软件研发将智能硬件转化为智能化的体验。这个过程,往往就像人的认知和心智的成长过程,需要一步步地成长,没有捷径可以走。
这也是为什么,在2017年,那个新能源汽车赛道还不受大众认可的时期,小鹏汽车就毅然决然地开始搭建自动驾驶技术研发团队,并将“坚持饱和式研发投入”写入了官网。最早小鹏的第一款量产小鹏G3上,自动泊车技术自研就已经开始。
2021年小鹏在P7上量产了完全自主研发的明星功能高速NGP智能导航辅助驾驶,前不久又在20万级别、算力不足30TOPS的P5上,行业首发了城市NGP智能导航辅助驾驶,这对于行业都有里程碑式的意义。
根据2022年第二季度财报显示,小鹏汽车二季度研发投入达到12.65亿元,同比增长46.5%,环比增长3.6%。自2018年以来,小鹏汽车累计研发投入超过110亿元。多年来持之以恒的高研发投入,让如今的小鹏汽车具备了全栈自研能力。
如今的小鹏G9,在抵达无人驾驶前,将是智能驾驶的顶配。
从硬件上看,G9搭载两颗NVIDIA DRIVE Orin 智能辅助驾驶芯片,算力达到 508 TOPS。此外,全车周边31 个感知元器件,包括 2 个激光雷达,12 个摄像头,5 个毫米波雷达,12 个超声波传感器。
其中,搭载双Orin智能辅助驾驶芯片和两颗激光雷达的G9 Max版,将拥有小鹏第二代辅助驾驶系统XNGP。与第一代辅助驾驶系统存在技术代际差,端到端的全场景辅助驾驶是其终极产品形态。基于依靠硬件和算法升级,XNGP重感知且不依赖高精度地图,无论有图无图,都可以运行。
从落地的功能上来看,G9也具备了更广的场景覆盖。在用户发起导航后,G9能够实现从起点停车位到终点停车位的全场景辅助驾驶,包括停车位泊出,到城市道路、高速/快速路,再到城市、最终泊入车位的全场景打通。
G9 Pro版即便没有标配双激光雷达,但标配了XPILOT 智能辅助驾驶系统,同时因为硬件升级、算法更新,以及新技术架构,无论智能行车还是智能泊车,都有明显迭代升级。
比如高速NGP会继续解决长尾问题,更安全,更好用,变道时对前后车的距离、速度、动线判断更精准,减少变道折回/危险变道的概率,对侧向近距离加塞车辆识别和应对更高效。在全速域实现更加拟人化的表现,并会逐步减轻对高精地图的依赖,未来可覆盖道路范围会更广,可应对的复杂场景也会更多。
又如PNGP停车场导航辅助驾驶功能,基于现有VPA记忆泊车功能,在部分停车场新增全场景地图格式,同时新增泊车桌面功能更方便开启。未来PNGP的行泊一体化功能,在全场景地图里用户可以点击任何一个想去的车位,无需学习车辆便会自行前往。
作为全场景中不可或缺的一环,AEB主动安全功能从G9开始将以自研的形式量产上车。尤其是在具备激光雷达的车型上,AEB还将增强对非常规障碍物,如动物,树木,路障,隔离墩等的感知能力。
当然,自研车端软硬件只是基础,真正能拉开全场景智能化优势的关键,在于云端的能力。众所周知,自动驾驶技术的研发讲究“二八定律”,80%以上的多数的场景是已知问题,而剩下的20%是难以穷举的corner case。
这对于小鹏汽车的研发团队来说,不仅需要在车辆端进行大量软硬件的自研,更需要在云端数据运营所需的数据上传通道、前端数据上传实现、云端数据管理系统、分布式网络训练、数据采集工具开发、数据标注工具开发、软件部署等方面实现自研,最终才能够可形成数据和算法的全闭环。
下半场,交互创新拉开差距
下半场格局未定,但业内对于智能汽车赛道的终点大致了有一些共识——在实现全自动驾驶之后,驾乘空间更加智能,人们有更多的时间和空间与车辆进行交互。
但从目前的发展过程来看,很多传统车企的研发流程仍采用的是项目制,智能驾驶和智能座舱各自为战、独立研发。最终导致的结果就是,交互体验存在较大的割裂感。
举个简单的例子,很多传统车企的智能驾驶功能,只会在主驾屏上显示与周边感知、道路信息状态相关的信息。但对于车内其他乘客而言,他们无法及时掌握智能驾驶的状态,也就无法安心的乘坐。尤其是在自动泊车功能上,车辆与驾乘人员之间没有任何视觉、语音的交互,更没有安全提醒。
所以,从第一款车G3开始,小鹏汽车就投入了大量的精力用于“人机交互”体验的塑造。比如在自动泊车功能上、高速NGP功能上,小鹏的车机系统都会直观的展示车辆目前的状态、轨迹以及通过语音交互的形式,与驾乘人员进行沟通。
在G9上,“人机交互”的体验再度进化。
首先是在视觉交互层面,在P7的高速NGP功能上首次引入的SR模拟显示,在G9上得以全面进化。第二代的XNGP系统,能感知到的元素数量更多,能给予的地面和动态信息也会比上一代XPILOT系统更强。
小P的语音交互能力也随之进化。在G9上, 小鹏带来行业首创全车全时,支持同时处理四路⾳频(MI)、同时多路语⾳反馈(MO、跨⾳区的上下⽂对话等等的能力。这也意味着,小P可以同时服务车内四位用户。
举个例子,在副驾或后排乘客使⽤语⾳时,此时恰好主驾需要调节⻋辆设置,就不需要抢夺⼩P,⼤家各⾃使⽤,不影响他⼈。这意味着小鹏已经从全场景语⾳1.0的连续对话、可⻅即可说,成功地向全场景语⾳2.0功能迈进的里程碑。
此外,G9 搭载行业首个量产的基于 3D UI 的人机交互系统,基于与Unity 3D渲染引擎的深度合作联合开发。3D人机交互系统,将通过感知系统将真实世界立体化投射到车机屏幕内,实时呈现人驾与车驾过程中的驾驶感知信息 ,增加驾乘人员对于智能驾驶系统的信任。
对于座舱交互的理解,小鹏在每一款车型上都有更近一步的演化。在P5小鹏的“百变智能空间”之上,G9更是提出了“第三空间体感交互”的概念。
比如对于女性用户而言,早晨上班的车内时光通常可以被用来化妆。而G9就很贴心地为她们打造了专属的美妆空间。在副驾驶屏幕上,点击“美妆空间”即可让副驾驶一秒变为化妆间,除了座椅位置的一键调节之外,头顶的200*87mm大小的智能美妆镜,还可以进行智能⽆级调节,可顺滑选择喜爱的亮度与⾊温。
如果还需要一些美妆教程,在美妆空间界面的下方,还可以一键选择美妆视频。尽情地打造通勤、宴会、外出等不同场景精致妆容。
在体感层面,G9将配备超低频音乐律动座椅,具备5D 智能硬件联动的能力,通过声音、温度、氛围灯、香氛、座椅都完美匹配至人体舒适的状态。
此外,G9还将实现全球⾸发⻋内全智能睡眠空间。比如,旅居模式利⽤后排空间⼀键成床,不影响主副驾驶座位,⽤⼾可随时停下休憩。营地模式放倒全⻋座椅形成连通⼤空间,尽享超宽敞安稳睡眠。
体验跃升的背后,并不是“硬件堆料”所带来的结果。究其根本,硬件是万物的基础,也是定义产品的起点。但更重要的是,通过持续不断的软件迭代,技术成果可以逐渐积累,最终向用户提供更全新的产品体验。
如今,智能化已经渗透到G9的各个维度,为用户的出行创造便捷和舒适的交互体验。而当大多数玩家还在邯郸学步,埋头摸索将智能驾驶或者语音交互这样的单一场景做出成绩时,小鹏已经将单一场景打通串联形成全局智能,覆盖用户用车全场景。