2021智能汽車黑科技:激光雷達內(nèi)卷 智能芯片爆發(fā)
【太平洋汽車網(wǎng) 行業(yè)頻道】2021年,新能源汽車開始了爆發(fā)式增長,早前并不被看好的新勢力企業(yè)也逐漸展現(xiàn)出了其強勁的爆發(fā)力。也是在2021年,我們也見證了華為、小米等具有跨界涉入汽車領(lǐng)域,汽車電動化、智能化開始展現(xiàn)其威力。在過去的一年,除了紛紛入場造車的各界巨頭,智能汽車在技術(shù)領(lǐng)域又有哪些新的動向?話不多說,我們看看過去的一年有哪些值得關(guān)注的技術(shù)趨勢吧。
2013年馬斯克發(fā)了條推特說要給Model S開發(fā)輔助駕駛系統(tǒng),拉開了量產(chǎn)乘用車高階輔助駕駛大戰(zhàn)的序幕。彼時放眼全球,車載自動駕駛激光雷達還是機械式激光雷達獨步天下,一個128線的激光雷達也就人民幣70萬左右,這就算裝在Model S上價格都至少得翻倍了。也因此,老馬義無反顧的一頭扎進了純視覺路線,此后高階輔助駕駛的純視覺和激光雷達路線之爭就一直甚囂塵上。
2021年4月的上海車展前夕,大疆、華為等紛紛發(fā)布了旗下的激光雷達產(chǎn)品,并宣稱已經(jīng)將成本控制在了千元級別。同時,分別搭載大疆和華為激光雷達的小鵬P5和極狐阿爾法S也在暗暗較勁拼搶誰才是第一款搭載激光雷達的量產(chǎn)智能汽車。到上海車展開幕,大家吃驚的發(fā)現(xiàn)不論是小鵬、極狐、蔚來還是威馬、智己、上汽R,甚至奧迪、奔馳,展臺上都出現(xiàn)了將配備激光雷達的展車,一時之間你沒個激光雷達產(chǎn)品都不好意思和別人打招呼。當然,特斯拉除外。
到了年末的廣州車展上,要不要激光雷達已經(jīng)不再是個問題,要幾顆變成了新的問題。廣汽埃安打出了3顆激光雷達“領(lǐng)先一代”的口號;而長城旗下的全新品牌沙龍,更是直接在宣傳海報上挑釁式的寫到”4顆以下別說話“......
激光雷達進入了內(nèi)卷時代。
不過,過去的一年中激光雷達在技術(shù)上確實取得了長足的進步。過去機械式激光雷達動輒數(shù)十萬的售價很大部分的成本花在了幾十甚至上百對的激光收發(fā)模組上。如今混合固態(tài)激光雷達通過掃描模式的創(chuàng)新,利用有限的激光收發(fā)模組上下左右移動實現(xiàn)更大面積的掃描,降低了激光雷達的制造成本。同時通過將激光收發(fā)模組集成在芯片上,不僅價格更低,還取得了更小的體積和更高的穩(wěn)定性,混合固態(tài)激光雷達終于實現(xiàn)了滿足嚴苛的車規(guī)級要求,可以大規(guī)模裝備在量產(chǎn)車型上。
而在掃描模式上,技術(shù)方案可謂是百花齊放。蔚來ET7搭載的圖達通激光雷達采用的是二維轉(zhuǎn)鏡方案,首先通過一面上下轉(zhuǎn)動的鏡面讓激光上下掃描,在通過一條快速轉(zhuǎn)動的多面棱鏡實現(xiàn)左右掃描,兩個鏡面配合就能讓一束激光實現(xiàn)上下左右的逐行掃描。極狐阿爾法S HI版搭載的華為激光雷達也采用了類似的二維轉(zhuǎn)鏡方案;小鵬P5搭載的大疆覽沃浩界激光雷達則通過兩面有斜邊的透鏡,利用光的折射對激光進行偏轉(zhuǎn),兩面透鏡以不同速度轉(zhuǎn)動就能讓一束激光掃描出一偏花瓣狀的區(qū)域;廣汽埃安LX、威馬M7等車型搭載的速騰聚創(chuàng)混合固態(tài)激光雷達,采用的則是MEMS微振鏡方案,將激光打在一個可以上下左右快速擺動的小尺寸鏡片上實現(xiàn)掃描,通過控制鏡片的轉(zhuǎn)動還可以對部分區(qū)域進行更密集的掃描......
不管是哪種技術(shù)方案,如今都實現(xiàn)了等效上百線、價格適中且通過了車規(guī)級測試,除了華為、大疆這種跨界進入激光雷達領(lǐng)域的巨頭,國內(nèi)如今也涌現(xiàn)出了禾賽科技、速騰聚創(chuàng)、鐳神智能、萬集科技、北醒光子、一徑科技、圖達通等一大批中國品牌激光雷達企業(yè)。廣汽埃安、威馬、小鵬、極氪、比亞迪、智己等簽約速騰聚創(chuàng),集度、高合、愛馳等簽約禾賽科技,蔚來投資圖達通,小鵬搭載大疆覽沃浩界,哪吒、沙龍、極狐、長安阿維塔等與華為達成合作,車規(guī)級激光雷達已經(jīng)在市場上展開了拼殺。
當然,取得長足進步的并不只有國內(nèi)激光雷達企業(yè)。車載激光雷達鼻主Velodyne LiDAR、曾推出全球首款車規(guī)級激光雷達的老牌雷達制造商Valeo法雷奧、Luminar、Innoviz等等海外激光雷達企業(yè)在去年也有全新產(chǎn)品或新的合作動向等。不過目前中國市場已經(jīng)成長為全球最為活躍的智能汽車市場,中國車企在高階智能輔助駕駛等方面的發(fā)展速度已經(jīng)領(lǐng)先于多數(shù)海外企業(yè),中國激光雷達品牌自然也能近水樓臺,率先享受到市場帶來的紅利。同時市場的快速發(fā)展也反向促進了中國激光雷達企業(yè)在技術(shù)上的快速進步。
2020年開始爆發(fā)的“芯片荒”在2021年依然是汽車領(lǐng)域的關(guān)鍵詞,與基礎(chǔ)芯片的嚴重短缺相對的,卻是頂級汽車智能芯片呈現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢。而這樣的趨勢在國內(nèi)尤其明顯,隨著智能汽車在中國市場的快遞發(fā)展,中國已經(jīng)成為了頂級智能芯片的角斗場。
2021年上市的極氪001,也是Mobileye EyeQ5芯片的全球首次裝車;小鵬P7是全球首款搭載英偉達Nvidia Xavier芯片的車型;英偉達Nvidia Orin芯片將隨著蔚來ET7在今年首次面向市場;WEY摩卡將搭載高通Qualcomm Snapdragon Ride。11月29日,集度聯(lián)手高通展示了高通第4代驍龍®汽車數(shù)字座艙平臺8295,并將在集度首款車型上應(yīng)用。
相比激光雷達企業(yè)的百花齊放,中國在半導(dǎo)體領(lǐng)域相對弱勢,同時芯片企業(yè)本身也相對較少。但我們依然可喜的看到全球芯片巨頭都將目光瞄準了中國,并將最先進的產(chǎn)品率先應(yīng)用在了中國品牌車型上。而更加可喜的是,在為數(shù)不多的汽車智能芯片頂尖企業(yè)中,我們也看到了來自中國的企業(yè)。
2021年7月,中國智能芯片獨角獸企業(yè)地平線在上海發(fā)布了全新一代全場景整車智能中央計算芯片征程5。征程5是地平線繼征程2和征程3系列芯片之后,中國車規(guī)級人工智能芯片量產(chǎn)先河之后的第三代車規(guī)級產(chǎn)品,兼具大算力和高性能,單顆芯片AI算力最高可達128 TOPS,支持16路攝像頭感知計算,能夠支持自動駕駛所需要的多傳感器融合、預(yù)測和規(guī)劃控制等需求。
目前,算力最強的英偉達Orin官方公布的單顆芯片的算力達到了254 TOPS,采用7nm工藝。在蔚來ET7之后,理想X01、飛凡ES33、集度首款車型等也將紛紛搭載這一芯片,中國已經(jīng)成為自動駕駛頂級芯片最大的市場。蔚來公布ET7會搭載4顆Orin芯片,預(yù)計算力會達到1000 TOPS。這也是支撐其配備包括高清攝像頭、激光雷達等在內(nèi)的33個傳感器的重要基礎(chǔ)。
新能源車銷量在2021年取得了爆發(fā)式增長,產(chǎn)業(yè)拐點開始出現(xiàn)。不過對于消費者而言,純電動車型的續(xù)航能力仍然是一個亟待解決的問題,各大車企也在向著更長的續(xù)航里程發(fā)起挑戰(zhàn)。在2021年,已經(jīng)有車企公開宣稱將推出續(xù)航能力突破1000km的車型。
在2021年年初,蔚來在NIO day上公布了150kWh固態(tài)電池組方案,雖然隨后不少業(yè)內(nèi)人士表示蔚來發(fā)布的150kWh固態(tài)電池組并非傳統(tǒng)意義上的固態(tài)電池,而是半固態(tài)或混合固態(tài)電池,不過依然擋不住大家對于這款電池組的期待。
據(jù)蔚來官方介紹,全新的150kWh固態(tài)電池組采用原位固化固液電解質(zhì)、無機預(yù)鋰化碳硅負極以及納米級包覆超過鎳正級設(shè)計,其中固液電解質(zhì)可確保電芯安全,而無機預(yù)鋰化工藝的硅碳負極,配合納米級包覆工藝的超高鎳正極,在能量密度躍升的同時保證壽命,相較于常規(guī)的三元里電池,提升了50%的能量密度,達到360Wh/kg。
同時,所有蔚來車型均可升級該電池包。搭載150kWh電池包后,蔚來全系車型獲得超長NEDC續(xù)航,2018款ES8將超過730km,全新ES8將超過850km,ES6和EC6將超過900km,ET7更是可以超過1000km!此外,蔚來官方還在發(fā)布會上宣布,150kWh固態(tài)電池組最早將于2022年第四度交付。至于到時候是否會真的交付,我們太平洋汽車網(wǎng)將持續(xù)跟進!
到2021年年末的廣州車展上,廣汽埃安帶來了新車型AION LX Plus,新車的一大亮點是官方標稱該車擁有1008公里的續(xù)航里程(CLTC工況下),電池容量達144.4kWh,而實現(xiàn)超過1000km續(xù)航的秘密就在于AION LX Plus電池的硅負極技術(shù)。
傳統(tǒng)鋰電池的負極都是采用石墨,而為了提升負極的鋰離子儲存能力,廣汽所使用的電池在負極中添加了硅,官方表示參雜后電池負極的鋰離子儲存量提升了9倍。能量密度的提升使得同樣的體積下電池能儲存更多的電能。因而AION LX Plus在不增加電池組大小的前提下實現(xiàn)1000km的超長續(xù)航。
除了蔚來和廣汽埃安,馬斯克也表示特斯拉將推出續(xù)航超過1000km的車型,目前尚沒有更詳盡的信息,預(yù)計特斯拉會依托其前一年發(fā)布的4680無極耳電池實現(xiàn)這一目標。
不同于三元鋰電池,磷酸鐵鋰電池在安全性方面有著突出的表現(xiàn),但能力密度會有所下降。比亞迪創(chuàng)新性的刀片電池讓磷酸鐵鋰電池組在能量密度上有了大的飛躍。同樣在2021年,比亞迪刀片電池也傳出喜訊,雖然遠不及前文提到的超1000km的成績亮眼,不過將在今年上市的比亞迪唐EV將推出換代車型搭載的刀片電池的能量密度包提升至150wh/kg,較現(xiàn)款提高了10wh/kg。
雖然在實際使用中,官方公布的CLTC工況下續(xù)航里程多半會有所折扣,不過當這一數(shù)字達到1000km時,實際續(xù)航里程也必然在700km以上,足以應(yīng)付日常的中短途出行需求。
近日,寧德時代突然發(fā)布了旗下全新?lián)Q電品牌EVOGO樂行換電,正式開始布局換電業(yè)務(wù)。而早在寧德時代之前,換電業(yè)務(wù)已經(jīng)在業(yè)內(nèi)顯現(xiàn)了一波熱潮。2020年11月2日,我國國務(wù)院辦公廳正式發(fā)布了《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》,《規(guī)劃》中不再單獨提及“充電”,而是統(tǒng)一使用了“充換電”的說法,換電在我國新能源規(guī)劃中被提到了與充電同等重要的水平。
在《規(guī)劃》發(fā)布后不久,吉利、廣汽埃安、威馬、哪吒等品牌紛紛推出了旗下的換電版車型。其中吉利不僅加速了旗下易易換電的發(fā)展進程,在年底召開的“智能吉利2025”為主題的品牌新品及戰(zhàn)略發(fā)布會上,吉利還宣布將推出全新的“換電出行品牌”。據(jù)悉,吉利在“換電架構(gòu)、換電站、換電車輛”領(lǐng)域已經(jīng)擁有上千項技術(shù)專利。到2025年,實現(xiàn)100個核心城市布局5000座極速換電站,滿足100萬輛車的換電需求。
同時作為換電領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊,蔚來在2021年推出了其全新的第二代換電站,擁有更大的電池倉,最多可裝載13塊電池組,日服務(wù)能力最高可達312次,相比第一代提高超過3倍。另外,第二代換電站不需要將車抬升完成換電,只需要把車停在指定位置上即可。第二代換電站可兼容蔚來150kWh電池組。
隨著換電寫入了國家新能源發(fā)展戰(zhàn)略,換電站的部署也被越來越多的關(guān)注。作為較早使用和最堅定推廣換電模式的蔚來,憑借今年來部署的換電站,在相關(guān)服務(wù)和技術(shù)上也取得了不少的經(jīng)驗積累。隨著蔚來汽車銷量攀升,更大、效率更高的第二代換電站對蔚來保證換電服務(wù)的質(zhì)量將有著重要意義。2021年12月中旬,蔚來宣布其2021年第700座換電站落成。
在電動化、智能化大潮下,中國已然成為了全球最具活力的智能汽車市場。2021年,我們見證了電動汽車銷量的爆發(fā)式增長,電動汽車市場滲透率不斷增高,也打消了此前人們對電動化路線懷有的疑慮。目前汽車智能化也開始初現(xiàn)威力,供應(yīng)鏈巨頭以及先于市場開始了發(fā)力,而縱觀2021智能汽車黑科技的發(fā)展動向,不難想到,在智能汽車領(lǐng)域,中國市場已經(jīng)再一次走在了全球靠前的位置。(文:太平洋汽車網(wǎng) 郭睿)
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