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采埃孚(ZF):創新研發出面向未來的一系列商用車技術

2018-09-22 02:58肖獻法
商用汽車 2018年7期
關鍵詞:采埃孚商用車駕駛員

本刊記者 肖獻法 圖/文

電動化、自動化、網聯化正逐漸成為世界汽車工業新的戰略取向。世界許多汽車和零部件廠商,正在從傳統產品向新興產品拓展,其中具備雄厚實力的廠商已經站在或即將站在全球汽車工業的最前沿。

作為全球汽車行業優秀的合作伙伴和著名的零部件供應商,采埃孚股份公司(ZF Friedrichshafen AG)自創始以來,不僅很好地滿足了世界先進汽車對傳動與底盤系統產品的廣泛需求,而且近年來“致力于成為能夠滿足未來交通運輸各種需求的系統供應商”:根據自身技術專長,在自主駕駛、電驅動、集成式安全系統以及車輛運動控制4大重點領域“開疆辟土”,開發出了足以震撼行業和引領全球未來發展方向的一系列最新科技成果,包括基于傳統驅動系統、電驅動系統和混合動力系統的多款自動駕駛車輛和一系列傳動、底盤與控制技術。這些創新,將給交通運輸業帶來更舒適、更環保、更愉悅、更高效、更安全的應用體驗。

日前面向全球媒體舉行的2018采埃孚科技日即集中展現了采埃孚為這一戰略調整所已取得的一系列豐碩成果。

1 展現基于電動、混動、柴動的自動駕駛車輛傳動、底盤與控制技術

2018年6月26—27日,德國腓德烈斯哈芬市,采埃孚科技日(也稱ZF技術日)發布了一系列由采埃孚創新研發的汽車傳動、底盤與控制系統技術與產品,包括主要針對電動化、自動駕駛、安全駕駛等最新開發的底盤與傳動系統(轉向、變速器、車橋等)、集成式安全系統以及車輛運動控制技術,及其與有關方面合作開發的一系列高科技商用車輛——①自動駕駛純電動商用車(e.GO Mover)、②自動駕駛燃油碼頭牽引列車(演示自動“甩掛”過程)、③自動駕駛油-電混合動力“甩廂”運輸車(演示自動“甩廂”過程)、④自動駕駛城市快遞物流車(演示快件投遞過程)、⑤自動駕駛移動工作艙(類似“甩廂”),還供我們試駕/試乘了裝備ZF AT自動變速器、混合動力驅動系統、傳統動力等總成部件的⑥載貨汽車、⑦半掛牽引車、⑧城市客車等。

在此說明,科技日展示的所有車輛均由采埃孚與合作伙伴聯合開發。除了供我們試駕試乘的車輛外,其他展示車輛都是自動駕駛(純電動、混合動力或柴油版)。此次科技日,全面展現了采埃孚面向未來交通運輸的最新技術成果。

2 采用純電動、混動、柴動的自動駕駛車輛

在近年來汽車新的電動化、智能化、互聯化等趨勢面前,中國、德國、美國、日本等汽車生產強國/大國,都已不同程度參與其中。作為傳統汽車傳動與底盤系統供應商,采埃孚不僅開發出了相應技術,而且聯合有關合作伙伴開發出了堪稱全球領先的新能源汽車(純電、混動)和自動駕駛車輛。

車輛展示分為3類:現場演示,現場展示,試駕試乘。

2.1 自動駕駛碼頭牽引車和自動駕駛甩廂運輸車:分別上演“甩掛運輸”和“甩廂運輸”

在封閉貨場,我們先后見證了能夠自動卸載和裝載的2種創新型卡車——自動駕駛碼頭牽引車(列車)和自動駕駛甩廂運輸車。

甩掛運輸運輸和甩廂運輸,均作為先進的運輸模式,在歐洲早已發展了數十年。而在中國“,甩掛運輸”雖早已不是新鮮事,但“甩廂運輸”還是一個新鮮事物。而對不僅自動駕駛而且自動裝/卸載的“甩掛運輸”和“甩廂運輸”,筆者還是第一次看到和聽到。

1)分別自動“裝/卸”半掛車、移動廂,并將其送至目的地

在封閉貨場(如倉庫區),一輛駕駛室無人的自動駕駛甩廂運輸車(3軸,柴-電混動版),演示了自動行走(直行、轉彎、倒車等)、自動甩廂(底盤下降、支起和離開)、自動接廂(底盤后退(插入)、上升和接合)的全過程(“甩廂運輸”)。

在封閉貨場(如港口、碼頭),一輛駕駛室無人的自動駕駛碼頭牽引車(2軸,柴油版),演示了自動行走(直行、轉彎、倒車等)、自動卸掛(牽引座降低、離開)、自動接掛(牽引座升起、接合)的全過程(“甩掛運輸”)。

與展示的其他自動駕駛車輛一樣,2車型的信號采集均采用普通攝像頭+激光雷達,然后由計算機進行信號處理和發出指令。這2款車的自動化程度之高同樣令我們贊嘆。2)高效、安全、環保,并有助于緩解技術工人的短缺

據介紹,采埃孚通過智能技術,即采埃孚智能化機械系統、傳感器系統和控制裝置,以及路線定制系統,可實時連接和協調貨場的無人駕駛車輛;無人駕駛車輛可以自動操控“移動廂”或半掛車并將其送至目的地,實現“自主觀察、思考和行動”。

以往,貨場內操作諸如甩廂、移位、掛廂等富有挑戰性的任務占用了駕駛員較多的資源和時間,且經常導致事故和高昂損失。而啟動自動駕駛模式后,可以使港口、倉庫的物流與管理變得更加高效、安全、環保,也有助于緩解物流行業技術工人(尤其專業駕駛員)日益短缺的情況。

A.駕駛員駕車進入場地后,可以下車并啟動自動駕駛模式,然后就可以休息了(緩解駕駛過程的壓力、疲勞)。

B.自動駕駛模式被激活后,無需駕駛員操作,車輛會自動使用車庫的各個LTE/WLAN無線信號以及Openmatics車載裝置進行系統登錄;通過不斷檢查和考量路線(如車輛的當前位置和場內其他車輛的路線),系統會在必要時即刻調整車輛的行駛路線。

C.激活自動駕駛模式后的卡車由核心處理器ProAI控制。ProAI可實時處理信息并將其轉換為發動機、轉向系統和制動器的操作指令,使卡車能夠快速、準確并盡可能安全地完成任務,且不易受到光線昏暗或惡劣天氣等條件的影響。若將采埃孚的ProAI比作創新卡車的大腦,那么其他采埃孚技術便是使其能夠采取行動的中樞神經,其中包括主動電液ReAX商用車轉向系統和TraXon混合動力自動變速器系統(采用模塊化集成電機,可以實現本地零排放)。

自動駕駛混合動力甩廂運輸車:演示自動完成行走(直行、轉彎、倒車等)、自動甩廂(底盤下降、支起和離開)、自動接廂(底盤插入、上升和接合)的全過程(“甩廂運輸”)

應用于自動駕駛混合動力甩廂運輸車的ZF系統包括:傳感器組件(雷達、攝像機、激光雷達)、車載單元(OOU)、ProAI核心處理器(中央控制單元)、ReAX主動式電動助力液壓轉向系統、TraXon混合動力自動變速器系統。其中,ProAI充當著大腦的角色,是實現智能物流的關鍵(可操控車輛的自動駕駛功能,包括引導所有縱向和側向的移動);借助擴展后的傳感器套件,車輛能夠準確辨別周圍環境;ReAX以及TraXon Hybrid等則為其提供行動能力

D.具有成本效益的帶有攝像頭和激光支持的傳感器裝置,以及GPS,賦予卡車定位和識別周圍環境的功能。

E.得益于車載傳感器和工作場所的路線系統,駕駛員可以在平板電腦上看到卡車的工作過程。

采埃孚商用車技術事業部負責人Fredrik Staedtler表示:“這些車輛可以有效減少操控過程中的損失和停機時間,從而給物流公司帶來競爭優勢?!?/p>

自動駕駛碼頭牽引車:演示自動行走(直行、轉彎、倒車等)、自動卸掛(牽引座降低、離開)、自動接掛(牽引座升起、接合)全過程(“甩掛運輸”)

應用于自動駕駛電動碼頭牽引車的ZF系統:傳感器組件(雷達、攝像機、激光雷達)、車載單元(OOU)、ZF ProAI核心處理器

分析認為,采埃孚開發出上述2款創新型自動駕駛卡車,充分展示了物流行業發展的可能性,特別是在倉庫、運輸公司、碼頭和其他特定的運輸區域;未來,或具有極大的市場潛在需求和回報率。

3)自動駕駛甩廂運輸車:2種駕駛模式

自動駕駛碼頭牽引車(列車)用于短途運輸(場內行駛),自動駕駛甩廂運輸車用于中長途運輸,所以此次采埃孚開發的自動駕駛甩箱運輸車具有2種駕駛模式,一是無人駕駛,二是駕駛員駕駛。

2.2 自動駕駛電動快遞物流用車(VAN):可緩解包裹劇增帶來的承運壓力

為了應對城市物流的各種挑戰,采埃孚所提供的技術范圍涵蓋了從自動駕駛到電動汽車、再到聯網的智能支持系統。

現場,定義于未來城市物流的能夠自動泊車的這款被稱為創新型貨車的自動駕駛純電動快遞物流用車(VAN),可以使快遞(包裹)承運人的工作變得更加輕松。

現場,采埃孚為我們演示了這款創新型貨車載著快遞員分別將郵件快速投遞到家庭、公共郵箱和私家車上的過程??爝f員(郵遞員)坐在副駕駛位置上,只需處理更復雜的事情即可,而車輛行駛的事全由自動駕駛系統負責;而且可實時為承運人和客戶規劃最佳路線,準時送達目的地。這種車輛不僅可以應對貨運高峰,還能夠減少對市中心空氣和噪聲的污染。

1)減輕承運人壓力

就目前而言,包裹每次平均配送時間2~3 min,每天平均運送200個包裹,對承運人來說已輕松平常。除交付包裹外,配送時間還包括停放車輛、走到門前、等待開門及其他額外行動所需時間。但隨著線上交易激增,(快遞)貨運服務面臨前所未有的壓力。據德國包裝與快遞物流協會估算,僅2017年,德國送達的包裹和包裝數量已遠超33億件;預計到2021年,德國每年運輸的包裹數量將超過40億件,與此同時,客戶愈發希望自主決定包裹的配送時間和收貨地點。對此,該如何減輕所面臨的壓力呢?

在2016年的未來計劃研討中,采埃孚即開始致力解決配送過程最后一英里潛在的物流運輸問題。憑借無人駕駛貨運車輛,采埃孚首次為物流供應商提供了一個新的解決方案。

2)4級自動駕駛+智能聯網的支持系統

采埃孚為這款隨時可控的創新型貨車配備了4級自動駕駛功能和智能聯網支持系統。

A.通過識別城市周邊環境,獨立行駛;即使無車道標線,也能正常運行;它同時能夠識別交通信號燈和路標,并對突發危險情況做出反應;它還能夠識別和避開障礙物。

B.承運人可通過平板電腦對包裹遠程監控,如果2個送貨地址相臨,且最佳送達路線是徒步送達,則創新型貨車會在承運過程中跟隨包裹承運人,就像有一根無形的繩索牽引著它一樣;如果配送地址附近無停車位,則包裹承運人可將車輛指派至下一站,它會在那里自主尋找停車位。

C.通過訪問(運用)基于云技術(智能算法)的智能聯網支持系統,創新型貨車還能夠為承運人(包裹)實時推薦(規劃)最佳的送達路線。憑借這一系統,車輛可以存儲每個包裹的數據,如目的地、優選送達時間以及易腐貨物的保存期限等其他信息?!耙簿褪钦f,通過包裹可以找到送達至客戶的最佳途徑,而且車輛會按之行駛,”而包裹承運人可通過混合現實數據眼鏡(Holo Lens)接收這些信息,采埃孚創新管理主管Georg Mihatsch解釋道。

自動駕駛電動快遞車:演示了載著快遞員分別將郵件快速投遞到家庭、公共郵箱和私家車上的全過程??爝f員坐在副駕駛位上,只需處理更復雜的事情即可,而車輛行駛全由自動駕駛系統負責;而且采埃孚智能化方案能夠實時為快遞員規劃最佳路線,幫助快遞員和收件人準確出現在正確的時間和地點,減少客戶的不悅情緒??爝f員通過信息眼鏡(Holo Lens),可以看到收件人能否收取包裹以及貨車的當前位置等信息

可假設遞送包裹場景:在不允許停車的地方,快遞員可提前離開自動駕駛的快遞車輛;在快遞員(入戶)派送包裹的同時,快遞車可自尋停車位,隨后快遞車會將位置信息及時發送到快遞員的數據眼鏡上;自動駕駛過程中,當有人出現在車輛前方時,快遞車可自動緊急剎車;快遞車也可繞過其他障礙物

采埃孚為自動駕駛電動快遞車提供的關鍵技術:傳感器組件(雷達、攝像機、激光雷達)、車載單元(OOU)、ProAI核心處理器、電動助力轉向系統(EPS)、電子停車制動(EPB)、集成化制動控制(IBC)、電力中央驅動(ECD)

D.客戶也可受益于基于云的支持系統,自由選擇包裹派送時間:該系統不僅可以使客戶跟蹤包裹運送路線,還可以在短時間內更改送達信息,包括可以隨時改變包裹的送達地址(比如送至某個鄰居家中),或如果出現特殊情況,可將送貨時間推遲大約1 h。而這也能使承運人受益:承運人將不用徒勞地等待開門,甚至待第2天重新配送,他們可以安心配送下一個包裹。

3)采埃孚提供的核心技術

整個采埃孚傳感器組件包括攝像頭、雷達和激光雷達傳感器,可確保貨車隨時了解其周圍環境;核心處理器ProAI能夠控制、處理傳感器所生成的數據,并使車輛做出相應的反應,以適應復雜環境。此外,諸如電動助力轉向系統和集成化制動控制IBC等智能機電一體化系統能夠執行核心處理器的指令;適用于乘用車和輕型商用車的電驅橋系統可為車輛提供純電動且零排放的驅動力。

可以說,憑借廣泛的技術組合,這種創新型貨車彰顯了采埃孚“觀察、思考和行動”的理念。

2.3 自動駕駛電動商用車e.GO Mover:客運/物流,2019年量產

2018年6月26日,采埃孚首席執行官沃夫翰寧·施艾德Wolf-Henning Scheider與位于德國亞琛的e.GO Mobile股份公司創始人兼首席執行官Günther Schuh博士共同宣布:e.Go Mover——這款定位于為未來城市人員出行/貨物運輸提供方便的交通運輸工具,將于2019年在雙方的合資公司e.Go Moove GmbH正式進入量產階段。年產量初步計劃為5位數,采埃孚預計e.Go Mover的需求量在未來5~7年內將達到約100萬輛。目前已有用戶訂制,9萬歐元起步。

現場展示的這款自動駕駛純電動商用車e.GO Mover,是客運版 (people),外形小巧,仿佛一輛“迷你公交”, 可載15人(包括座位和站立)。除了客運版,還有貨運版(快遞物流版)。e.GO Mover由采埃孚與合作伙伴聯合研發,是此次科技日發布的亮點產品之一。

采埃孚股份公司首席執行官沃夫翰寧·施艾德(Wolf-Henning Scheider)(右)和e.GO Mobile 股份公司首席執行官Günther Schuh 博士(左)共同宣布雙方的合資公司e.GO Moove GmbH啟動生產e.Go Mover

這款客運版(people)的自動駕駛純電動商用車e.GO Mover,仿佛一輛“迷你公交”, 可載15人(包括座位和站立)。該車保留了駕駛艙(轉向盤),以備在不具備自動駕駛路段由人工駕駛。除了客運版,e.GO Mover還有貨運版。該車采用了采埃孚多項核心技術(見附表)

e.GO Mover能夠跟隨駕駛員/快遞員獨立地從一個下車站點/送貨地點行駛至下一個下車站點/送貨地點,而駕駛員/快遞員無需人工駕駛或泊車的e.GO Mover,體現了采埃孚具有前瞻性的交通運輸理念,并使交通運輸服務提供商表現出極大興趣,為城市交通運輸提供了一個新的選項,有望開啟一種新的商業模式。

該車保留了駕駛艙(轉向盤),以備在不具備自動駕駛路段由人工駕駛。

采埃孚為該車提供了電動和自動駕駛技術,包括電驅動系統、轉向系統、制動系統以及采埃孚中央控制器ProAI(運用人工智能)和傳感器,以實現自主駕駛功能??梢钥闯?,通過e.Go Mover,采埃孚展現了其廣泛的系統專業知識,而且是首款搭載采埃孚電動和自動駕駛系統的量產車輛。

表1 采用不同驅動形式的自動駕駛車輛展車所采用的采埃孚核心技術情況一覽表

沃夫翰寧·施艾德在2018 采埃孚科技日活動上說:“在全球自主駕駛以及電驅動趨勢的帶動下,像采埃孚這樣的系統供應商的商機尤多?!?/p>

據悉,采埃孚在IAA 2018上除了展示其他創新產品外,還會把e.GO Mover作為整個數字化物流鏈的一部分,進一步展示出其戰略發展方向。

2.4 SANP自動駕駛純電動“移動工作站”:類似“甩廂”

采埃孚與Rinspeed設計公司等合作伙伴聯合設計開發的這款名為“SANP”的自動駕駛純電動移動工作站,也是超出了筆者的想象,它究竟是干什么用的?據現場演示,它的“車身”可與底盤分離成2部分:卸下并放在地面上,成為一個臨時工作站(辦公室),而自動駕駛電動底盤則載著其他人(/物)去他處做別的事情,其形式類似物流使用的“甩廂運輸”;“車身”也可隨時再回裝到底盤車上,合二為一,成為自駕車輛的一部分。其與底盤脫離和結合的過程,是通過升降系統和其他機構來實現的。

據現場工作人員介紹,這種設計作為一種思路和方案,是不是具有實用價值,要看具體的客戶需求。

2.5 “創新型駕駛艙”(4級自動駕駛VAN):展示未來車輛內飾設計發展方向

一款位于一輛輕客(燃油版)內的“創新型駕駛艙”,是采埃孚與佛吉亞 (Faurecia)為 4 級自動駕駛車輛設計的未來操控臺及顯示器概念,沒有轉向盤和腳踏板模塊(離合、加速、制動踏板等),展示了未來車輛內飾設計的發展方向。

駕駛艙內,我們看到,在傳統的儀表臺上方有3個顯示器和一個觸摸屏,前排座椅中間有一個操縱桿(人工駕駛時使用)。因沒有轉向盤,駕駛員的前方視線和對屏幕的使用不會受到遮擋和影響。顯示屏和操縱臺具有高度的靈活性,且簡化了駕駛過程的操作步驟。

1)駕駛員能夠更多地處理其他任務

坐在行進中的4 級自動駕駛車輛內,駕駛員能夠更多地處理其他任務。如此一來,轉向盤和腳踏板在大多情況下便成了多余部件,同時可能對需要頻繁上下車的駕駛員造成障礙。因此,“創新型駕駛艙”完全摒棄了傳統的操作部件——轉向、加速以及制動操作,而全部由車載中央計算機——采埃孚 ProAI 發出指令,并由執行器接收指令后完成。

2)駕駛員可以自由選擇座位

SANP自動駕駛純電動“移動工作站”,其“車身”(移動工作站)可與底盤分離成2部分,前者留在原地供辦公使用,后者可移到別的地方做事。該車(“移動工作站”)采用了采埃孚多項核心技術(見附表)

采埃孚和佛吉亞聯合研發的“創新型駕駛艙”,去除了轉向盤和腳踏板模塊,憑借直觀的操控臺和顯示方案,為未來的全自動化運輸車輛的駕駛員帶來更多的自由。該“創新型駕駛艙”采用了采埃孚多項核心技術(見附表)

駕駛艙儀表盤上的左、右顯示器作為2個附加屏,可根據駕駛員的就坐位置任意使用,能夠顯示最重要的行駛數據。因此,駕駛員可自由選擇坐在前排的左座椅或右座椅上,這為駕駛過程增添了更多的靈活性、移動自由以及新的操作的可能性。而且,后艙兩側均方便人員上下車,這不僅為多種配送工況提供了極大便利,也能讓出租車駕駛員從中受益,例如能隨時為乘客提供最便捷、安全的方式上下車;運輸車輛制造商同樣能夠獲得好處,因為無需再為不同市場生產左、右舵的不同車型,從而降低了復雜性。

采埃孚集團集成化車輛安全系統總監Uwe Class介紹說:“在我們邁向自動化駕駛的進程中,采埃孚‘創新型駕駛艙’能夠為大型出租車駕駛員或貨車駕駛員提供更大的自由度?!?佛吉亞團隊中負責“未來駕駛艙”系統集成的Eric Vanel補充道:“我們為車廂內的非駕駛活動提供了更多空間,并消除了駕駛座與副駕駛座之間的差別?!?/p>

3)駕駛員也可選擇手動駕駛模式

如果駕駛員想要或必須進行手動駕駛模式(人工駕駛),則可以通過“創新型駕駛艙”的集成控制桿來進行操作。當開啟手動駕駛模式時,駕駛員可以借助位于前排座椅中間,中控臺上的控制桿操控,無論是加速、減速或是轉向都可以通過集成控制桿輕松地完成。

此外,在“創新型駕駛艙”中,諸如轉向指示燈、喇叭以及雨刷等所謂的二級駕駛功能,可以從車內的任何一側開啟,這就是觸摸屏位于中央的意義。

2.6 高自動化全聯網電動叉車:全球首款

停在我們面前的采埃孚創新型智能叉車,系首次將采埃孚集團“see. think. act.”的口號應用于物料操作領域;體現了行業發展趨勢,在提高效率和安全性的同時降低了運營成本。

它誕生于“采埃孚樣板工廠”,首個應用案例始于2018年;有了它,采埃孚樣板工廠簡化了供貨與物流流程。

采埃孚認為,現代化工業生產的關鍵在于物料的流轉。在生產過程中,約有70%的物料流轉通過貨物運輸進行,而這些物料的流轉過程在物料被裝配到機器或成為高附加值的裝配設備之前就已開始;對此,若采用更好的方式將部件運輸至工作站,則可以顯著提高生產效率。

為了簡化物流配送與內部生產物流流程,自2017年8月開始,采埃孚利用在自動化運輸系統方面已經擁有的豐富經驗和智能系統,對位于德國腓德烈斯哈芬市的二廠進行改造,項目被稱為“采埃孚樣板工廠”。采埃孚希望借此契機一舉兩得:一是,希望通過該項目研發并推廣智能運輸系統的實際解決方案,如應用于貨車、倉庫物流牽引車以及工業運輸車;二是,從該項目中積累的經驗可能會縮短傳感器、攝像頭和智能控制系統的研發時間,從而促進其他自動駕駛相關功能的研發,如采埃孚ProAI。此外,將工業4.0與自動化運輸系統相結合,生產效率將會得到很大提高。作為最新成果,采埃孚介紹了2個應用案例:

A.倉庫進出貨更高效。采埃孚樣板工廠的自動運輸系統只可在已規劃好的且部分封閉的路線上進行簡單的運輸活動,而新功能包括:叉車可以超車、繞過障礙物;當道路封鎖時也會搜索替代路線?!斑@些車輛通過智能傳感器以及一個與庫存管理系統連接的智能控制系統與外部環境相連?!辈砂f跇影骞S負責人Ilker Sari解釋說。

正因為有了智能控制系統和互聯導航系統,物流運輸得到了很好的優化和管控,從而大大縮短了運輸交貨時間并提高效率;因此,需要的生產緩沖時間也更小。

然而,這一流程在原材料供貨之前就已開始了?,F在貨運公司的卡車抵達時間通常不確定;為此,采埃孚樣板工廠團隊與來自供應鏈管理的專家一起合作,共同解決如何實現數字化、縮短等待時間以及合理利用宕機時間。最終,通過貨物追蹤系統,采埃孚(收貨人)可以隨時了解運貨卡車的位置,并預測貨車準確到達時間;它還會記錄駕駛員在送達貨物后是否必須留有休息時間;卸貨時間可以根據駕駛員的休息時間進行協調安排。

只要卡車接近公司廠房,就能確定需要的叉車,并將叉車分配到卸貨區。這可以大大減少卡車閑置率和卸載時間,以及在入口處的等待時間。

B.車間組裝變得很容易。每臺變速器由多達1 000個獨立部件組成。通常,每天叉車以100多次/h的運輸頻率將這些部件運輸到最后組裝區域;每天幾百臺采埃孚商用車變速器完成組裝后離開“樣板工廠”。于此,采埃孚樣板工廠正在引領新趨勢,實現了將物料自動化運輸到組裝區域(包括物料準備):通過自動運輸系統,可以直接將儲存預組裝部分的集裝箱運到組裝區域。這種方法,比傳統的循環取貨方式更好、更精確地控制物流流程。傳統的循環取貨方式經常需要按照準確的生產順序將貨物裝配到運輸車上(即時生產),而物料分配和循環取貨則通過人工控制。

這是一款全球首發的高度自動化、全聯網的自動駕駛電動叉車,首次將采埃孚集團“see. think. act.”的理念應用于物料操作領域。該車在提高效率和安全性的同時降低了運營成本

自動駕駛電動叉車采用了采埃孚的多項核心技術,包括:傳感器組件(雷達、攝像機)、ProAI核心處理器、電子機械助力轉向器(eSTEER EPS3)、電動雙引擎(eTRAC GP25)

3 采埃孚面向未來的其他零部件技術

3.1 cCAB及eCALM:使卡車駕駛室成為舒適的“移動辦公室”

雖然這一技術平臺的最終產品“移動辦公室”,筆者沒有看到,但據悉能夠在有效控制駕駛室運動方面成為行業標桿的該平臺技術和產品,還是給筆者留下了深刻印象。

采埃孚認為,未來隨著自動駕駛功能在商用車上應用的逐漸增多,駕駛室的用途也許會發生變化:駕駛員需要一間獨特的駕駛室,以便在自動駕駛期間開展其他工作,為此那么高效的舒適系統必不可少。對此,采埃孚主動式駕駛室支承裝置cCAB以及進一步開發的駕駛室減震系統eCALM(電子調節氣壓減震器)為駕駛室帶來更高舒適性。該裝置不僅能補償車輛的擺動以及俯仰運動,而且還能在上下坡期間為車輛提供平衡。即使手動操作時,該裝置也能為駕駛員提供完美的工作條件。

采埃孚還認為,對未來商用車來說,獲得良好的工作條件不應看作一種奢侈,而應是駕駛員和車輛實現安全運行的必要條件,這對于自動駕駛車輛來說尤其如此。因為自動駕駛中,駕駛員不再需要主動關注道路情況,因此突然的外來影響很可能使駕駛員猝不及防。

過去,駕駛室支承裝置通常是一種被動式系統,即對不平整地面所帶來的外來影響做出反應,而這一被動反應過程僅能緩解或減弱車輛的晃動;采埃孚提供的創新型主動式駕駛室支承裝置cCAB則可以主動控制駕駛室,并提前抵消不適運動。

據介紹,cCAB是采埃孚基于CDC(半自動減震系統)和CALM(Cabin Air Leveling Module)系統研發而來,新設計中增加了一個電動液壓促動器;cCAB提供一個專門的控制單元,該單元可從傳感器中獲取運動狀態的信號,并在瞬間計算出相應的優化方案;通過安裝在駕駛室的4個支點上,cCAB可據需主動在縱向或橫向上旋轉駕駛室,或在豎軸上移動駕駛室并同時進行減震,這樣一來,4個cCAB模塊共同肩負起操控任務,對駕駛室的運動過程進行優化,為車輛駕駛位提供最大程度的舒適性,甚至能為駕駛員在駕駛室里處理文書工作提供條件。

其中,已成功研發并投入使用的采埃孚CALM(電子調節氣壓減震器)也發揮了重要作用,因為它將液壓減震器的優點與共軸式空氣彈簧和集成式負載水平調節裝置的優勢有效地結合在了一起。

而采埃孚基于CALM研發出的新款電子調節式eCALM系統,不僅減少了駕駛室氣壓減震器的空氣及能源消耗,而且整個空氣裝置(壓縮機、存儲器以及干燥器)變得更加小巧輕盈。作為其他選項,在eCALM中壓縮機也可以采用電驅集成,并據需開啟。此外,eCALM還擁有水平調節以及按照不同水平升降駕駛室等諸多附加功能。eCALM與CDC一起為車輛駕駛位提供了最大程度的舒適性。

安裝在駕駛室4個支承點上的cCAB模塊可主動控制駕駛室,對駕駛室的運動過程進行優化并同時減震,提前抵消其不適運動;eCALM則減少了駕駛室氣壓減震器的空氣及能源消耗

3.2 為著名的TraXon 變速器新增預測性維護功能

該功能作為針對商用車產品的新增數字化解決方案(云解決方案),可根據實際使用頻率調整維修頻率,預先規劃其維護工作。據悉,自 2019 年起,采埃孚將為全球眾多卡車制造商所采用的TraXon模塊化變速器系統增加預測性維護功能選項;車隊運營商可通過云解決方案時刻掌握關鍵性零部件,如變速器油或離合器從動盤等的狀況,從而提前計劃車輛維護日程,減少車輛停工時間,并避免發生拋錨。通過這一功能,變速器的使用壽命得以延長,成本也同時降低。

據介紹,采埃孚使用預先安裝在車輛上的信號傳輸模塊,把變速器狀態信息發送到供汽車制造商讀取的云端。通過采埃孚與汽車制造商數據平臺之間的互聯,后者可從收到的原始數據中生成有關變速器部件狀態的詳細報告。這些報告可供汽車制造商和車隊運營商參考,讓他們能主動地預先規劃維護工作。

“這項新的預測性維護功能,體現出我們將久經考驗的TraXon變速器向互聯化方向更進一步。采埃孚作為智能化機械系統的全面供應商,可以說名副其實”,采埃孚商用車技術事業部卡車與貨車傳動技術主管Winfried Gründler說道。采埃孚著眼于未來交通運輸發展:未來商用車將實現自動駕駛,而預測性維護將是保障長途物流順利的前提條件之一。

3.3 ReAX EPS智能轉向系統:全球首款電動轉向樣機

在采埃孚科技日上,采埃孚集團還展示了全球首款全電動商用車轉向樣機ReAX EPS,開辟了電動卡車和電動客車自動化發展的新道路。ReAX EPS適用于各等級自動駕駛,且能與各類安全及舒適輔助功能完美適配;作為智能助力轉向,它還特別適用于混合動力及電驅動商用車。ReAX EPS的使用,可最大程度地降低能耗、自質量以及系統復雜性。

自 2019 年起,采埃孚將為全球眾多卡車制造商所采用的TraXon模塊化變速器系統增加預測性維護功能選項

據介紹,該裝置中取消了液壓及外圍設備,其伺服力全部來自于一臺轉矩高達70 Nm的電機。全電動轉向的獨特優勢在于,它是駕駛員輔助系統 (ADAS) 以及自動駕駛功能2大系統的重要組成部分,而這2大系統是提高車輛安全性、減輕駕駛員負擔以及改善物流過程的重要助力。此外,因為對安裝空間的要求較低,且相比傳統的液壓轉向系統更輕便,采埃孚ReAX EPS還同時具備了更加高效便捷的優勢。

在 ReAX EPS 設計過程中,采埃孚借鑒了其在乘用車領域已成熟應用的電動助力轉向系統,并將其成功運用用在了各類貨車和客車上。這個系統的關鍵所在,是一臺包括了集成控制器、變速器以及傳感系統在內的70 Nm高轉矩電機,這使得系統雖然在尺寸上有所縮減,且取消了液壓泵,但卻可以應對商用車上數倍大小的轉向力。如此一來,系統不僅省去了一臺耗能裝置,而且也不再需要發動機或額外的電動機來為其提供動力。

通過與采埃孚ProAI等控制系統、環境傳感器以及其他汽車系統聯網,ReAX EPS智能轉向系統可接管從橫向控制到4級自動駕駛在內的各項任務。這就意味著,貨車可在高速公路或廠區內實現自動控制,從而得以讓駕駛員在此期間處理其他任務或進行休息。ReAX EPS同樣適用于單獨聯網的各項安全和舒適功能,例如通過與采埃孚車道保持輔助系統(LKA) 的有效結合,它可以幫助車輛避免無意的駛離車道。對于諸如轉向盤自動回正、道路傾斜和側向風補償、以及根據車速為轉向提供支持等一系列量產商用車中的常規功能,ReAX EPS也都能輕而易舉的實現。此外,針對幾乎任意一種轉向感,都可以對系統進行設置,例如既可以針對各汽車制造商的特征進行設計,也可以設計為針對不同駕駛員的各種選項。

采埃孚商用車轉向系統業務單元總經理Mitja Schulz表示:“通過ReAX EPS,我們為全球商用車轉向系統提供了一款樣機,它可以大大簡化并加速包括了48 V汽車電源系統在內的電氣化、自動化以及線控轉向技術的發展?!?/p>

“在首輪對比行駛中,ReAX EPS就已經證明了,它比我們目前最先進的電動液壓系統更加節能,而且自質量也明顯更輕”,Schulz說。緊湊的結構可以讓車輛獲得更多的空間和設計自由,例如可以配備用于和新型轉向系統相集成的電驅動器。此外,ReAX EPS還可完美應用于自動駕駛功能,因為借助系統,無需駕駛員進行轉向盤操作,便可通過電動機械促動器開啟前橋轉向。

憑借 ReAX EPS這款全球首款商用車電動助力轉向樣機,采埃孚再次為汽車部件賦予了智能性,并借此簡化了貨車以及客車在電動化和自動化方面的發展

4 試乘試駕多款傳統與新能源商用車輛

在采埃孚科技日期間,我們還分別試乘試駕了多款采用采埃孚傳統及新能源傳動與底盤系統的IVECO EUROCARGO中型自動擋柴油貨車(2軸)、鉸接式油-電混合動力低地板城市客車(3軸,奔馳)、純電動中央驅動城市客車(2軸)、MAN/IVECO/DAF三款半掛牽引車等商用車輛,體驗到了采埃孚技術與產品在傳統技術上的大幅拓展,包括改善舒適性、安全性和在新能源等方面。

其中,專供新能源商用車使用的輪邊電驅動橋、中央電驅動系統和混動版變速器于2018采埃孚科技日前幾天發布,包括:(1)AVE 130輪邊電驅動橋AVE130:兼容蓄電池、超級電容、燃料電池或市電網等幾乎所有能源方案,也適用于串聯式混合動力和插電式解決方案,適合幾乎所有類別的城市客車;(2)中央電驅動系統CeTrax:適用于幾乎所有類別的城市客車,也可用于物流車輛的電動化改裝,其中:CeTrax lite(異步電機可提供 150 kW 最大功率)適用于7.5 t以下廂式貨車和輕型商用車,CeTrax mid(系統最大功率 300 kW)適用于19 t以下中型商用車。(3)并聯式混合動力變速器TraXon:適用于大型商用車,包括卡車、客車。采埃孚科技日期間,我們見證了這些產品及裝車情況。對此,2018年第6期《商用汽車》已有詳細介紹,在此不再贅述。

采埃孚科技日期間,有多款采用采埃孚傳動與底盤系統的自動擋柴油貨車、油-電混合動力鉸接式低地板城市公交車、自動擋半掛牽引車等商用車供我們試乘試駕;開著這些大車還真是一次挑戰。與轎車一樣,大型商用車采用自動變速器后,對舒適性、安全性、燃油經濟性的改善絕對不是一層半點!

筆者試駕的這款IVECO EUROCARGO柴油版中型貨車(2軸,也有天然氣版),貨箱配載,車貨總質量11.5 t;在拖掛掛車時允許車輛總質量35 t。起步、加速、減速、駐車,平路、爬坡、下坡,感覺操控性、舒適性和安全性俱佳。該車配備8擋的ZF自動變速器Power line(AT),燃油經濟性比6擋AT最大節約8%,比AMT節約2%~5%

據介紹,這款12擋的ZF自動變速器(AT,可帶緩速器)已在中國銷售了三四千臺,并計劃2019年3月在中國實現本地化,以滿足中國日益增長的需求

這款鉸接式低地板油-電混合動力城市客車,只允許我們試乘。其電驅動模式和柴油機驅動模式,可根據路況、載荷和電池儲蓄等情況進行智能切換。起步時一般采用電驅動,非常靜音,當車速達到一定速度后自動切換成柴油機驅動系統。該車行駛平穩,乘坐舒適;一級踏步,加上空氣懸架可調節踏板離地高度,上下車十分方便。(駕駛艙內有測試用筆記本,車廂內還綁著測試線)

5 寫在后面

一直以來,采埃孚在世界傳統能源汽車傳動與底盤系統上具有絕對的領先優勢,產品銷往全球;而從此次活動來看,采埃孚在電動化、自動化、網聯化等方面,又達到了同樣的領先優勢,體現在品質、效率、集成、輕量化等諸多方面。

面對幾年前中國及少部分部分國家興起的新能源汽車“市場”和近年部分國內外企業不斷推出自動駕駛汽車(樣車),采埃孚并非無動于衷,而是很早開始悄悄地布局,研發試驗,穩步推進,至此“像火山一樣迸發”,將其在新能源汽車和自主駕駛等方面取得的綜合專業技術應用于商用車領域。當然,不僅僅是采埃孚,世界許多著名零部件供應商也都在各自領域實現了從傳統產品向新興產品的拓展,并已或即將占有技術、品質、品牌等多方面的優勢。

2009年以來,中國新能源汽車生產與推廣項目一窩蜂上馬,是賴于強大的政策激勵和推動;也好似家家都能造新能源汽車,但是否都能造得好、都能讓老百姓滿意則是另外一回事??梢哉f,國內新能源汽車生產企業大都沒有掌握其核心技術(“三電”大都是拿來主義),國產“三電”產品水平還沒有達到世界領先水平,培育9年,問題依然重重。近年來,幾家企業又相繼開發出了多款自動駕駛汽車,但據悉其有關核心技術也不被中國企業所掌握。

能夠滿足安全、節能、環保、可靠、舒適等國家標準的許多核心技術部件,一直是中國汽車工業的短板;在新能源汽車、智能汽車等新的業態下,一些核心技術部件仍可能有賴于國外企業的產品技術。

當然,在經濟全球化日趨深化的大趨勢下,科學技術應該沒有國界。全球汽車產業早已是“你中有我,我中有你”,彼此依賴。中國汽車制造業作為“一般制造業”(據2018年中國政府工作報告),不應故步自封,而應博采眾長,為市場和用戶提供最好的產品。

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