喚醒汽車“大腦”

文 AO記者 鄭劼

喚醒汽車“大腦”

文 AO記者 鄭劼

EMS有多重要？EMS有多難？中國企業能夠攻克這個汽車上的黑匣子嗎？菱電的故事給了我們答案。

說到核心技術，大多數人總是理解為發動機、變速器、底盤等，并且為近年來自主品牌整車、零部件企業在這三大硬件上的巨大投入和產能擴張而沾沾自喜。然而一個令人尷尬的現實是，雖然我國汽車產業在動力總成的生產上不再受制于人，但在控制這些動力總成的各類電控元件上的自主研發依然沒有明顯的改觀。

如果將發動機稱為是“汽車的心臟”，那么發動機管理系統（EMS）就應該是名副其實的控制這一“心臟”的“大腦”。橫觀整個汽車產業，我國絕大部分汽車的EMS開發和標定工作都借助國外零部件巨頭的力量完成，雖然也出現了一些中外合資企業，但核心技術依然牢牢把控在外資手中。

值得欣慰的是，目前我國也已經出現了一批堅持原始創新的民族企業，立志打破跨國巨頭的技術壟斷，實現核心技術產業的民族復興。

差一點做了先烈

初夏的武漢已經有點熱氣逼人，在位于東西湖開發區一處不起眼的廠區里，武漢菱電汽車電控系統股份有限公司創始人兼董事長王和平接待了《汽車觀察》記者一行。

“10年前干這一行的人非常多，但到現在絕大多數都沒有堅持下來，大浪淘沙，只剩下最后這么幾家。經常有人問我，為了什么堅持到現在？這么難為什么還不撤出？我的答案是，總是要有人去做。”回望過去十幾年的堅守，王和平的萬千感慨，說出來還是再樸實不過的幾句話。

在與王和平的交談中，記者了解到，這是國內唯一掌握底層原代碼、唯一能進行升級換代新車型開發、唯一同時具備油/電復合控制技術、汽油機市場規模第一的本土EMS企業。但同時，這也是一家歷經10余年艱難成長、中途幾近夭折、近兩年才成功實現盈利的自主品牌核心技術樣板企業。

2002年，在電子領域小有成就的王和平做了一次市場調研。他發現，我國汽車電子產業與飛速發展的汽車工業很不協調，汽車電子產品中的視聽娛樂、倒車雷達等相對發展較快，而關乎汽車動力管理、變速箱控制、助力轉向、制動控制等的關鍵技術卻起步很晚，國外零部件巨頭幾乎壟斷了市場。

如果將發動機稱為是“汽車的心臟”，那么發動機管理系統（EMS）就應該是名副其實的控制這一“心臟”的“大腦”。

“我國要做汽車強國，咽喉卻要被抓在別人手中？”帶著這樣的反思，2005年，王和平創立了菱電；2008年，開始批量生產ECU，江南奧拓成為首款裝配菱電國產電控系統的量產車型，雖然量不大，但菱電總算率先實現了本土EMS的產業化；2014年，菱電的缸內直噴發動機電控系統進入國家強基工程項目；2015年，菱電第一款帶電子節氣門的MPV車型金杯750開發成功，并正式開始向世界農業機械龍頭企業供貨 ，菱電電控系統開始進入世界500強的采購體系；最近兩年，菱電EMS業務增長很快，電動汽車電機控制器和整車控制器也相繼正式量產，直噴增壓發動機控制系統和汽油機國六排放車型的開發正順利進行。

菱電生產線上的ECU半成品。

武漢菱電汽車電控系統股份有限公司辦公樓前綠樹成蔭。

王和平介紹，進入EMS行業并不如想象中那么容易，是一個需要大量資金和長期投入的系統工程，產業化門檻相當高。

汽車和發動機的工況極其復雜，想要掌握核心技術，需要長時間的積累和實驗才能掌握，但由于EMS市場幾乎被國際零部件巨頭壟斷，這些巨頭即使與國內企業合資，也不會開放自己的核心技術，自主品牌EMS企業只有自主研發一條路可以走。

雖然技術難度很大，但更困難的卻是市場對本土產品的認可。主機廠在選擇配套時，一般都會優先選擇名氣高、口碑好的國際通用產品，而不愿冒險去嘗試一個新的EMS產品，即使有些自主品牌企業出于成本考慮冒險采用了國產EMS產品，也是先在某一款非主打車型上小規模試用，實際上留給自主品牌的機會十分有限。

由于以上種種原因，菱電從一開始建立軟硬件開發平臺到成功實現大規模推廣，經歷了一段相當艱難的時光，不信邪的王和平幾乎拼光了在家電行業積累起來的家底。 “別看我們2005年就成立了公司，但開頭幾年一直在持續地投入，一直到2008年還是零收入，直到2015年，漫長的投資積累期結束，我們終于開始盈利。”還算幸運，中國EMS領域的先驅最終沒有成為先烈。

“撞黑墻”的勇氣

王和平介紹，為了打好研發基礎、尋求技術突破，菱電已經花費整整12年時間用于EMS的研發和技術積累。功夫不負有心人，目前菱電已經具備了3000㎡試驗中心、50余臺套實驗設備和近百人的研發團隊；擁有了完全自主知識產權的汽車發動機管理系統開發平臺，并在此平臺基礎上形成了汽油發動機控制系統、汽油/CNG雙燃料發動機控制系統、電動車動力控制系統、混合動力控制系統，自主開發了ECU控制軟件（包括底層和應用層）、發動機臺架標定、整車標定、數據分析處理等軟件；承擔了3個國家863項目和1個工信部強基工程項目，開發的產品能夠滿足對電子節氣門、VVT、渦輪增壓、與AT車實現匹配等發動機新技術的控制需求；成功匹配了奇瑞、福田、江南、海馬、東風、華晨鑫源、黑豹、時風、成功等多家品牌車型和發動機產品，匹配車型滿足國V排放法規，并開始了國六排放車型的開發。

“進入原本由國際巨頭把控的汽車廠商，菱電價格要低10%，但開發周期卻比國際巨頭短。由于擁有正向開發和底層開發帶來的穩定平臺，菱電也有能力為客戶提供隨時隨地的技術診斷服務。但目前，也存在一些諸如市場知名度低、產品毛利率低、車型覆蓋不全面的問題。”王和平對《汽車觀察》記者表示，目前菱電產品已經覆蓋到了微型轎車、MPV、微型客車、中型/輕型/微型卡車、摩托車、沙灘車等車型，在未來，隨著菱電缸內直噴控制系統的產業化和混動控制系統的產業化，將全面進入乘用車市場。

目前，菱電已經具備了3000㎡試驗中心、50余臺套實驗設備和近百人的研發團隊；擁有了完全自主知識產權的汽車發動機管理系統開發平臺。

“我們為什么能夠堅持下來并取得現在的成績？因為我們完全是在用一種‘撞黑墻’的勇氣和毅力在做。沒有可以借鑒的經驗，技術上完全靠自己摸索，過程中哪兒錯了哪兒對了不知道，只能用結果去驗證。” 另外，菱電核心技術團隊自創立以來一直保持穩定、基本零流失，這在人才流動十分常見的汽車行業也是難能可貴的。

菱電試驗場里正在進行標定實驗的樣車和測試坡道。

王和平稱，市場上也有一些企業依靠技術買進或和跨國企業合作，但如果僅僅是單純地買進或嫁接別人的技術，知其然不知其所以然，有可能會僥幸成功，但更有可能會失敗，這樣的反面教材簡直不勝枚舉。與其走捷徑，不如用臥薪嘗膽的精神努力做好原始創新，終會守得云開見月明。

高度壟斷的市場

“EMS是汽車中最核心、最復雜的電子控制系統，決定了發動機與整車的油耗水平、污染物排放水平、動力性能和駕駛舒適性。” 武漢理工大學汽車工程學院副院長顏伏伍向《汽車觀察》記者介紹，在汽車運轉的過程中，EMS起到的作用主要是針對不同工況和整車對扭矩的需求計算進氣量和噴油量，進行精確噴油、點火，控制扭矩輸出，以達到降低油耗水平和發動機原始排放、提高后處理系統污染物轉化效率、控制排氣溫度和提高駕駛舒適度的效果。

任何一款新車型投放市場之前都需要EMS廠商來匹配開發發動機電控系統，可以說，EMS的開發速度一定程度上決定了整車廠新車型投放市場的速度。這樣的關鍵技術，與之匹配的當然是極致的開發難度：EMS屬于多輸入、多輸出參數的系統，參數多達數十種，而參數之間往往相互影響，調整起來相當復雜。同時，EMS還需要根據發動機各部件的老化程度進行自適應調整和故障的監控診斷。

數據顯示，2016年我國汽車銷量總計超過2800萬輛，同比增長9.47%，全部使用EMS。其中乘用車銷售2500萬輛，同比增長9%，預計每年保持6%至10%的增長幅度，商用車銷售300萬輛，同比增長12%，預計會維持該水平。預計2019年，摩托車將開始使用EMS替代化油器，在不久的將來，農用車、非道路工程機械也會使用EMS。由此看來，EMS的市場空間十分巨大。

從國際市場來看，EMS技術目前正處于被博世、德爾福、電裝等跨國巨頭壟斷的狀態，在國內，這幾家跨國公司也已經占據了99%的EMS市場，菱電與華夏龍暉（北京）汽車電子科技股份有限公司算是自主品牌EMS企業的領頭羊，其中菱電2016年匹配整車超過17萬輛，占國內市場份額為0.61%，華夏龍暉2016年匹配整車估算約10萬輛，占國內市場份額為0.36%，兩家合計占國內市場份額不足1%。

為何要發展自主品牌EMS？顏伏伍認為，首先，發展自主品牌EMS能夠避免汽車產業技術空心化，避免中國自主品牌整車廠在車型開發及零部件供應上受制于人。新車型的開發進度主要由EMS和自動變速箱零部件廠商來決定，如某品牌SUV推出幾次受阻就是因為自動變速箱供貨的原因，每年年底銷售旺季，國際壟斷EMS廠商優先保證了合資品牌的供應，自主品牌汽車的EMS供應也存在風險。自主品牌EMS的發展壯大可以保證國內汽車產業鏈的安全可控。

其次，EMS含有大量芯片，帶有定位和控制功能，如果完全掌握在國外企業手中，民用汽車暫且不說，一旦軍用卡車、坦克使用了國外EMS產品，關鍵時候國家安全將會受制于人。

菱電實驗室里整齊排列的排放分析實驗設備。

再次，由于自動變速箱的控制系統需要與EMS高度配合，EMS自主化也可以帶動自動變速箱和核心零部件的自主化。

缺失的國家扶持政策

要想在EMS技術上實現突破，只有堅持正向開發路徑，掌握底層程序和控制策略，通過車輛測試發現問題，逐步改進，形成正向積累優勢。

雖然自主品牌EMS市場占有率不高，但與國外EMS企業相比也具有一些優勢：自主品牌EMS廠商的程序開發和標定部門屬于緊密合作關系，與整車廠之間也不存在時間和地域上的隔離，沒有溝通和交流上的障礙和技術封鎖，因此自主品牌EMS廠商可以為汽車提供參數改動和個性化定制，可以提供隨時隨地的技術診斷和快捷響應服務，新車型開發速度也快于國際競爭對手。

但從另一個方面看，國內EMS在20世紀90年代才剛剛起步，相比上世紀60年代就已經著手的國外EMS廠家來說，開發時間晚，經驗積累少，自身知名度不高，行業形象力不夠，主機廠信任度不夠；汽車級芯片、氧傳感器以及噴嘴等基礎器件也基本被國外廠商壟斷，即使國內具備生產能力，在產品穩定性、耐久性等方面差距依然較大；相比國外壟斷EMS企業動輒上千萬臺的市場規模，國內自主品牌EMS廠家目前依然停留在十萬臺數量級，數量上的懸殊也帶來了核心部件采購成本上的差距。綜合來看，自主品牌EMS仍然需要大量的時間和規模應用來奮力追趕國外EMS水平。

EMS技術追趕能否走捷徑？答案是不能。國際零部件巨頭雖占據了國內99%的市場，卻沒有將技術轉讓給國內，國內主機廠和這些公司在國內的標定部門接觸到的僅僅是不掌握原代碼的黑匣子程序。而且EMS屬于看不見摸不著的軟件程序和數據，只要國外對原代碼和編譯工具高度保密，國內企業即使想學也很難學到。況且，簡單的模仿畢竟難以深入本質，而核心技術往往需要通過規模化應用來驗證和提高。

因此，顏伏伍教授認為，要想在EMS技術上實現突破，只有堅持正向開發路徑，掌握底層程序和控制策略，通過車輛測試發現問題，逐步改進，形成正向積累優勢。同一研發團隊至少需要堅持10年以上才有可能成功，一般企業很少堅持研發5年以上，菱電在EMS領域的12年堅守為行業內其他企業樹立了榜樣。

除了自主品牌EMS在技術和規模上自身努力、實現突破以外，顏伏伍認為，也需要國家、自主品牌主機廠在政策和項目支持上進一步加強。

《汽車產業中長期發展規劃》提出，中國要從汽車大國向汽車強國轉變。汽車產業是個高度關聯的產業,汽車零部件產業作為汽車工業的基礎,在很大程度上影響著汽車產業的國際競爭力，因此國家對汽車零部件核心技術進行重點支持顯得非常關鍵。作為汽車的“大腦”，EMS能否實現國產化關系到“汽車強國”目標中 “汽車全產業鏈安全可控”和“實現關鍵技術取得重大突破” 這兩大目標的實現。

但迄今為止，政府尚未出臺對自主品牌核心零部件、尤其是對EMS這樣核心中的核心的支持政策。顏伏伍建議，政策支持的方向可以參考發展新能源汽車的政策，除了鼓勵自主品牌EMS以外，同時支持核心零部件如噴嘴、氧傳感器、汽車級芯片的國產化，以降低自主品牌EMS的采購成本，其實際作用將大大增強國產EMS部件的競爭力，使得國產核心部件在主機廠獲得更多的驗證機會，解放自主品牌EMS創新能力，促進國內汽車產業茁壯成長。