清華大學(xué)蘇州汽車(chē)研究院探訪(fǎng)

提起清華大學(xué)，相信是很多學(xué)生向往的地方。作為國(guó)內(nèi)頂尖大學(xué)，工程實(shí)力雄厚，在江湖上有“五道口工學(xué)院”之稱(chēng)。清華的車(chē)輛工程是中國(guó)最早的汽車(chē)專(zhuān)業(yè)之一，已經(jīng)成長(zhǎng)為一所車(chē)輛與交通學(xué)院。依托強(qiáng)大的汽車(chē)實(shí)力，清華在車(chē)輛領(lǐng)域建設(shè)了汽車(chē)安全與節(jié)能?chē)?guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和清華大學(xué)蘇州汽車(chē)研究院。高考前，我有幸參觀(guān)了位于蘇州的清華大學(xué)蘇州汽車(chē)研究院。蘇研究院作為清華大學(xué)推動(dòng)技術(shù)轉(zhuǎn)型、引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的橋頭堡，是離日常汽車(chē)技術(shù)最近的研究院，也是最新汽車(chē)技術(shù)研發(fā)的中心。這個(gè)神秘的研究所有什么技術(shù)，他們對(duì)汽車(chē)行業(yè)有什么新的想法？通過(guò)這篇文章，你可以找到答案。

2021年3月，清華大學(xué)與蘇州市政府簽署協(xié)議，共同建設(shè)清華大學(xué)蘇州汽車(chē)研究院。時(shí)任清華大學(xué)汽車(chē)工程系副系主任的程波教授受命研究相關(guān)準(zhǔn)備工作。通過(guò)走訪(fǎng)蘇州政府企業(yè)，學(xué)習(xí)德日科研院所特色，清華大學(xué)蘇州汽車(chē)研究院終于在7月成立。

作為清華的研究院，團(tuán)隊(duì)自然人才濟(jì)濟(jì)。整個(gè)團(tuán)隊(duì)有40%的研究生，20%的博士，以及強(qiáng)大的專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)，包括院士、千人計(jì)劃、長(zhǎng)江學(xué)者等。

在談及蘇聯(lián)研究院與其他研究院的區(qū)別時(shí)，程波教授做了簡(jiǎn)要概述:“技術(shù)出不去實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)非常普遍的問(wèn)題，我們研究院做的是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。”

沒(méi)錯(cuò)。其實(shí)SU研究院的主要任務(wù)不是培養(yǎng)研究生和博士生，而是研究開(kāi)發(fā)新技術(shù)，同時(shí)對(duì)汽車(chē)公司的工程師進(jìn)行再培訓(xùn)?？梢哉f(shuō)，SU研究院是清華最本土化的研究院。這次我參觀(guān)了吳江區(qū)的研究院，主要從事自動(dòng)駕駛和智能網(wǎng)聯(lián)的技術(shù)開(kāi)發(fā)。

新能源本身并不是一項(xiàng)新技術(shù)。1898年，費(fèi)迪南德·保時(shí)捷設(shè)計(jì)制造了Lohner-Porsche電動(dòng)汽車(chē)，所以在今天，新能源可能更具創(chuàng)新性和迭代性。

對(duì)于科研院所來(lái)說(shuō)，新能源技術(shù)更傾向于創(chuàng)新和落地。研究所在新能源方面積累的技術(shù)非常驚人，除了電池，基本上涉及到的核心技術(shù)最多，包括控制器開(kāi)發(fā)、整車(chē)設(shè)計(jì)和工藝工程。

目前清華蘇研究院控制器采用AUTOSAR主要軟件架構(gòu)和開(kāi)發(fā)工具鏈，滿(mǎn)足-D功能安全級(jí)別。以核心VCU車(chē)載控制器為例，清華工程師采用主輔MCU設(shè)計(jì)，在關(guān)鍵傳感器電源和信號(hào)邏輯上采用冗余設(shè)計(jì)，主要考慮安全因素。同時(shí)，制動(dòng)能量反饋可以控制，包括可調(diào)強(qiáng)度。這種控制器可以重新開(kāi)發(fā)，以滿(mǎn)足汽車(chē)公司的要求。

更多精彩視頻，均在車(chē)載家庭視頻頻道。

除了控制器，他們還開(kāi)發(fā)了輪轂電機(jī)和混合變速箱等產(chǎn)品。其中，輪轂電機(jī)為12英寸輪轂電機(jī)，扭矩密度為17.2牛米/千克，峰值效率大于92%。但由于目前散熱和簧下重量的限制，這種動(dòng)力系統(tǒng)只能應(yīng)用于A(yíng)00、A0級(jí)客車(chē)或低速物流車(chē)輛。

據(jù)工程師介紹，這套系統(tǒng)可使整車(chē)油耗降低20%以上，換擋感受與DCT變速箱相似。同時(shí)，由于A(yíng)MT，成本更低。

新能源方面，清華蘇州汽車(chē)研究院最后一個(gè)重要能力是整車(chē)研發(fā)一體化。長(zhǎng)安汽車(chē)-Neoⅱ本質(zhì)上是完全由研究院開(kāi)發(fā)的車(chē)輛，基本上從設(shè)計(jì)到研發(fā)都由研究院負(fù)責(zé)。這款車(chē)也成為長(zhǎng)安進(jìn)入低成本區(qū)間的城市通勤工具。除此之外，類(lèi)似于警察的純電動(dòng)裝甲車(chē)也是研究院開(kāi)發(fā)的。

芯片、軟件依然是卡脖子因素

除了新能源，自動(dòng)駕駛相關(guān)領(lǐng)域、智能網(wǎng)聯(lián)、智慧道路等技術(shù)也是清華蘇州汽車(chē)研究院的核心。這種布局主要在感知、決策和車(chē)輛控制以及汽車(chē)人工智能方面。

在車(chē)輛決策和車(chē)輛控制技術(shù)方面，開(kāi)發(fā)了無(wú)人駕駛車(chē)輛行駛過(guò)程中的決策控制，包括路線(xiàn)規(guī)劃、信號(hào)燈識(shí)別、自動(dòng)跟蹤、智能避障等。

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此外，研究院還建立了自己的自動(dòng)駕駛場(chǎng)景庫(kù)，主要依靠真實(shí)的道路交通信息、法律法規(guī)來(lái)構(gòu)建城市、高速公路、停車(chē)場(chǎng)等不同場(chǎng)景。，以便在虛擬仿真、半實(shí)物仿真和道路測(cè)試等方面重現(xiàn)一些場(chǎng)景。，從而加快自動(dòng)駕駛汽車(chē)的測(cè)試進(jìn)程。

至于汽車(chē)人工智能技術(shù)，屬于A(yíng)I的范疇，也是大家比較熟悉的領(lǐng)域。這種技術(shù)應(yīng)用到最基礎(chǔ)的障礙物識(shí)別上，清華也開(kāi)發(fā)了行為預(yù)測(cè)、交通識(shí)別等。

車(chē)內(nèi)也會(huì)有相關(guān)的應(yīng)用，比如我們常說(shuō)的駕駛員監(jiān)控。清華開(kāi)發(fā)的基于DMS的監(jiān)控系統(tǒng)主要基于微表情識(shí)別技術(shù)和駕駛員狀態(tài)識(shí)別模型。除了判斷疲勞外，它還可以檢測(cè)到許多危險(xiǎn)的駕駛行為，如分心、吸煙、玩手機(jī)等。同時(shí)，戴墨鏡等問(wèn)題也進(jìn)行了校準(zhǔn)。目前已經(jīng)是成熟產(chǎn)品，量產(chǎn)超過(guò)10000臺(tái)。

通過(guò)安裝激光雷達(dá)、攝像頭等傳感器，通過(guò)傳輸終端，政府可以實(shí)時(shí)獲取一個(gè)路口最清晰的狀態(tài)，同時(shí)可以提前感知路況，事后進(jìn)行追溯，也可以提前將這個(gè)路口的信息給正在行駛的自動(dòng)駕駛車(chē)輛，比如路口是否有行人或障礙物在過(guò)馬路等。，提高自駕的安全性。

除了以上的新技術(shù)，我在開(kāi)頭也提到他們也進(jìn)行傳統(tǒng)技術(shù)的創(chuàng)新和落地。其中，有趣的是對(duì)車(chē)身設(shè)計(jì)和非車(chē)輛健康的研究。這一部分由清華著名教授周青教授領(lǐng)銜，尤其是在碰撞方面。

這部分清華的教授講了一個(gè)有趣的話(huà)題，那就是日系車(chē)的車(chē)頭在碰撞后塌了。清華的工程師認(rèn)為，如果把一輛車(chē)看成是車(chē)頭和車(chē)身，不管碰撞后汽車(chē)的形狀如何，只要碰撞后乘員艙保持完好，那么這就是一個(gè)很棒的車(chē)身設(shè)計(jì)。如果正面可以通過(guò)塌陷吸收足夠的能量，顯然是一個(gè)成功的設(shè)計(jì)。

所以我們?cè)诳淳W(wǎng)上的事故圖片時(shí)，不要再聽(tīng)從別人的建議，認(rèn)為車(chē)頭凹陷不安全，最重要的是乘客自身的安全才是判斷車(chē)輛安全的依據(jù)。

NVH主要與主動(dòng)降噪有關(guān)。清華的工程師在采訪(fǎng)中開(kāi)玩笑說(shuō)，“NVH”是玄學(xué)，主動(dòng)降噪是一種好的可控降噪方法。為什么這么說(shuō)？傳統(tǒng)的被動(dòng)降噪方法主要是通過(guò)隔音材料和動(dòng)態(tài)消音器進(jìn)行降噪，不僅增加了車(chē)身重量，而且不能完全阻擋外界噪音。

目前海外品牌的很多高端車(chē)型都有該功能的應(yīng)用，比如BOSE RNC主動(dòng)降噪技術(shù)，凱迪拉克就是其忠實(shí)客戶(hù)。清華研究院也研發(fā)落地了主動(dòng)降噪技術(shù)，已經(jīng)和車(chē)企合作，即將量產(chǎn)。

此外，面對(duì)目前國(guó)內(nèi)嚴(yán)峻的排放形勢(shì)，蘇研究院還設(shè)有油品與排放控制實(shí)驗(yàn)室，可同時(shí)評(píng)估汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和潤(rùn)滑油的快速老化情況。殼牌是他們實(shí)驗(yàn)室的忠實(shí)客戶(hù)。在過(guò)去幾年里，雙方也進(jìn)行了大量合作。

總的來(lái)說(shuō)，清華在蘇州建立的這個(gè)研究院基本涵蓋了智能汽車(chē)主要核心技術(shù)的研發(fā)和落地，同時(shí)還可以進(jìn)行傳統(tǒng)汽車(chē)安全、NVH、力學(xué)等方面的研發(fā)，實(shí)力非常強(qiáng)大。

上面列舉的域控制器仍然使用英飛凌等國(guó)外供應(yīng)商的芯片，自動(dòng)駕駛軟件的一些底層系統(tǒng)仍然來(lái)自國(guó)外。因此，雖然清華已經(jīng)開(kāi)發(fā)出核心部件或系統(tǒng)，但從產(chǎn)品角度來(lái)看，內(nèi)部精密部件仍由人控制。幸運(yùn)的是，類(lèi)似于鴻蒙系統(tǒng)系統(tǒng)的發(fā)布，我們也看到了一些希望。清華本身也在開(kāi)發(fā)相應(yīng)的自主駕駛底層軟件，比如開(kāi)發(fā)標(biāo)定軟件和模擬測(cè)試軟件，但“革命還沒(méi)有成功，同志們還需要努力?！?/p>

最終，2021年成立至今已有十年，大學(xué)里經(jīng)常聽(tīng)到的“產(chǎn)學(xué)研”在清華蘇州汽車(chē)研究院開(kāi)花結(jié)果。作為汽車(chē)從業(yè)者，我們希望更多這樣的科研院所落地，這將促進(jìn)中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)更快的發(fā)展。當(dāng)然，我們目前還面臨著障礙，但正如清華的校訓(xùn)所說(shuō)，“自強(qiáng)不息，厚德載物”，我們相互鼓勵(lì)。

你想知道一輛車(chē)的測(cè)試過(guò)程嗎？想知道如何判斷一輛車(chē)的優(yōu)劣嗎？掃描下圖中的二維碼。6月27日，我們將在北京凱澤汽車(chē)運(yùn)動(dòng)中心等您。報(bào)名后，我們可以在與專(zhuān)業(yè)的測(cè)試編輯和專(zhuān)業(yè)的駕駛員一起完成測(cè)試，還有麋鹿測(cè)試、賽道測(cè)試、AEB測(cè)試等項(xiàng)目可以體驗(yàn)。