唤醒汽车“大脑”

文 AO记者 郑劼

唤醒汽车“大脑”

文 AO记者 郑劼

EMS有多重要？EMS有多难？中国企业能够攻克这个汽车上的黑匣子吗？菱电的故事给了我们答案。

说到核心技术，大多数人总是理解为发动机、变速器、底盘等，并且为近年来自主品牌整车、零部件企业在这三大硬件上的巨大投入和产能扩张而沾沾自喜。然而一个令人尴尬的现实是，虽然我国汽车产业在动力总成的生产上不再受制于人，但在控制这些动力总成的各类电控元件上的自主研发依然没有明显的改观。

如果将发动机称为是“汽车的心脏”，那么发动机管理系统（EMS）就应该是名副其实的控制这一“心脏”的“大脑”。横观整个汽车产业，我国绝大部分汽车的EMS开发和标定工作都借助国外零部件巨头的力量完成，虽然也出现了一些中外合资企业，但核心技术依然牢牢把控在外资手中。

值得欣慰的是，目前我国也已经出现了一批坚持原始创新的民族企业，立志打破跨国巨头的技术垄断，实现核心技术产业的民族复兴。

差一点做了先烈

初夏的武汉已经有点热气逼人，在位于东西湖开发区一处不起眼的厂区里，武汉菱电汽车电控系统股份有限公司创始人兼董事长王和平接待了《汽车观察》记者一行。

“10年前干这一行的人非常多，但到现在绝大多数都没有坚持下来，大浪淘沙，只剩下最后这么几家。经常有人问我，为了什么坚持到现在？这么难为什么还不撤出？我的答案是，总是要有人去做。”回望过去十几年的坚守，王和平的万千感慨，说出来还是再朴实不过的几句话。

在与王和平的交谈中，记者了解到，这是国内唯一掌握底层原代码、唯一能进行升级换代新车型开发、唯一同时具备油/电复合控制技术、汽油机市场规模第一的本土EMS企业。但同时，这也是一家历经10余年艰难成长、中途几近夭折、近两年才成功实现盈利的自主品牌核心技术样板企业。

2002年，在电子领域小有成就的王和平做了一次市场调研。他发现，我国汽车电子产业与飞速发展的汽车工业很不协调，汽车电子产品中的视听娱乐、倒车雷达等相对发展较快，而关乎汽车动力管理、变速箱控制、助力转向、制动控制等的关键技术却起步很晚，国外零部件巨头几乎垄断了市场。

如果将发动机称为是“汽车的心脏”，那么发动机管理系统（EMS）就应该是名副其实的控制这一“心脏”的“大脑”。

“我国要做汽车强国，咽喉却要被抓在别人手中？”带着这样的反思，2005年，王和平创立了菱电；2008年，开始批量生产ECU，江南奥拓成为首款装配菱电国产电控系统的量产车型，虽然量不大，但菱电总算率先实现了本土EMS的产业化；2014年，菱电的缸内直喷发动机电控系统进入国家强基工程项目；2015年，菱电第一款带电子节气门的MPV车型金杯750开发成功，并正式开始向世界农业机械龙头企业供货 ，菱电电控系统开始进入世界500强的采购体系；最近两年，菱电EMS业务增长很快，电动汽车电机控制器和整车控制器也相继正式量产，直喷增压发动机控制系统和汽油机国六排放车型的开发正顺利进行。

菱电生产线上的ECU半成品。

武汉菱电汽车电控系统股份有限公司办公楼前绿树成荫。

王和平介绍，进入EMS行业并不如想象中那么容易，是一个需要大量资金和长期投入的系统工程，产业化门槛相当高。

汽车和发动机的工况极其复杂，想要掌握核心技术，需要长时间的积累和实验才能掌握，但由于EMS市场几乎被国际零部件巨头垄断，这些巨头即使与国内企业合资，也不会开放自己的核心技术，自主品牌EMS企业只有自主研发一条路可以走。

虽然技术难度很大，但更困难的却是市场对本土产品的认可。主机厂在选择配套时，一般都会优先选择名气高、口碑好的国际通用产品，而不愿冒险去尝试一个新的EMS产品，即使有些自主品牌企业出于成本考虑冒险采用了国产EMS产品，也是先在某一款非主打车型上小规模试用，实际上留给自主品牌的机会十分有限。

由于以上种种原因，菱电从一开始建立软硬件开发平台到成功实现大规模推广，经历了一段相当艰难的时光，不信邪的王和平几乎拼光了在家电行业积累起来的家底。 “别看我们2005年就成立了公司，但开头几年一直在持续地投入，一直到2008年还是零收入，直到2015年，漫长的投资积累期结束，我们终于开始盈利。”还算幸运，中国EMS领域的先驱最终没有成为先烈。

“撞黑墙”的勇气

王和平介绍，为了打好研发基础、寻求技术突破，菱电已经花费整整12年时间用于EMS的研发和技术积累。功夫不负有心人，目前菱电已经具备了3000㎡试验中心、50余台套实验设备和近百人的研发团队；拥有了完全自主知识产权的汽车发动机管理系统开发平台，并在此平台基础上形成了汽油发动机控制系统、汽油/CNG双燃料发动机控制系统、电动车动力控制系统、混合动力控制系统，自主开发了ECU控制软件（包括底层和应用层）、发动机台架标定、整车标定、数据分析处理等软件；承担了3个国家863项目和1个工信部强基工程项目，开发的产品能够满足对电子节气门、VVT、涡轮增压、与AT车实现匹配等发动机新技术的控制需求；成功匹配了奇瑞、福田、江南、海马、东风、华晨鑫源、黑豹、时风、成功等多家品牌车型和发动机产品，匹配车型满足国V排放法规，并开始了国六排放车型的开发。

“进入原本由国际巨头把控的汽车厂商，菱电价格要低10%，但开发周期却比国际巨头短。由于拥有正向开发和底层开发带来的稳定平台，菱电也有能力为客户提供随时随地的技术诊断服务。但目前，也存在一些诸如市场知名度低、产品毛利率低、车型覆盖不全面的问题。”王和平对《汽车观察》记者表示，目前菱电产品已经覆盖到了微型轿车、MPV、微型客车、中型/轻型/微型卡车、摩托车、沙滩车等车型，在未来，随着菱电缸内直喷控制系统的产业化和混动控制系统的产业化，将全面进入乘用车市场。

目前，菱电已经具备了3000㎡试验中心、50余台套实验设备和近百人的研发团队；拥有了完全自主知识产权的汽车发动机管理系统开发平台。

“我们为什么能够坚持下来并取得现在的成绩？因为我们完全是在用一种‘撞黑墙’的勇气和毅力在做。没有可以借鉴的经验，技术上完全靠自己摸索，过程中哪儿错了哪儿对了不知道，只能用结果去验证。” 另外，菱电核心技术团队自创立以来一直保持稳定、基本零流失，这在人才流动十分常见的汽车行业也是难能可贵的。

菱电试验场里正在进行标定实验的样车和测试坡道。

王和平称，市场上也有一些企业依靠技术买进或和跨国企业合作，但如果仅仅是单纯地买进或嫁接别人的技术，知其然不知其所以然，有可能会侥幸成功，但更有可能会失败，这样的反面教材简直不胜枚举。与其走捷径，不如用卧薪尝胆的精神努力做好原始创新，终会守得云开见月明。

高度垄断的市场

“EMS是汽车中最核心、最复杂的电子控制系统，决定了发动机与整车的油耗水平、污染物排放水平、动力性能和驾驶舒适性。” 武汉理工大学汽车工程学院副院长颜伏伍向《汽车观察》记者介绍，在汽车运转的过程中，EMS起到的作用主要是针对不同工况和整车对扭矩的需求计算进气量和喷油量，进行精确喷油、点火，控制扭矩输出，以达到降低油耗水平和发动机原始排放、提高后处理系统污染物转化效率、控制排气温度和提高驾驶舒适度的效果。

任何一款新车型投放市场之前都需要EMS厂商来匹配开发发动机电控系统，可以说，EMS的开发速度一定程度上决定了整车厂新车型投放市场的速度。这样的关键技术，与之匹配的当然是极致的开发难度：EMS属于多输入、多输出参数的系统，参数多达数十种，而参数之间往往相互影响，调整起来相当复杂。同时，EMS还需要根据发动机各部件的老化程度进行自适应调整和故障的监控诊断。

数据显示，2016年我国汽车销量总计超过2800万辆，同比增长9.47%，全部使用EMS。其中乘用车销售2500万辆，同比增长9%，预计每年保持6%至10%的增长幅度，商用车销售300万辆，同比增长12%，预计会维持该水平。预计2019年，摩托车将开始使用EMS替代化油器，在不久的将来，农用车、非道路工程机械也会使用EMS。由此看来，EMS的市场空间十分巨大。

从国际市场来看，EMS技术目前正处于被博世、德尔福、电装等跨国巨头垄断的状态，在国内，这几家跨国公司也已经占据了99%的EMS市场，菱电与华夏龙晖（北京）汽车电子科技股份有限公司算是自主品牌EMS企业的领头羊，其中菱电2016年匹配整车超过17万辆，占国内市场份额为0.61%，华夏龙晖2016年匹配整车估算约10万辆，占国内市场份额为0.36%，两家合计占国内市场份额不足1%。

为何要发展自主品牌EMS？颜伏伍认为，首先，发展自主品牌EMS能够避免汽车产业技术空心化，避免中国自主品牌整车厂在车型开发及零部件供应上受制于人。新车型的开发进度主要由EMS和自动变速箱零部件厂商来决定，如某品牌SUV推出几次受阻就是因为自动变速箱供货的原因，每年年底销售旺季，国际垄断EMS厂商优先保证了合资品牌的供应，自主品牌汽车的EMS供应也存在风险。自主品牌EMS的发展壮大可以保证国内汽车产业链的安全可控。

其次，EMS含有大量芯片，带有定位和控制功能，如果完全掌握在国外企业手中，民用汽车暂且不说，一旦军用卡车、坦克使用了国外EMS产品，关键时候国家安全将会受制于人。

菱电实验室里整齐排列的排放分析实验设备。

再次，由于自动变速箱的控制系统需要与EMS高度配合，EMS自主化也可以带动自动变速箱和核心零部件的自主化。

缺失的国家扶持政策

要想在EMS技术上实现突破，只有坚持正向开发路径，掌握底层程序和控制策略，通过车辆测试发现问题，逐步改进，形成正向积累优势。

虽然自主品牌EMS市场占有率不高，但与国外EMS企业相比也具有一些优势：自主品牌EMS厂商的程序开发和标定部门属于紧密合作关系，与整车厂之间也不存在时间和地域上的隔离，没有沟通和交流上的障碍和技术封锁，因此自主品牌EMS厂商可以为汽车提供参数改动和个性化定制，可以提供随时随地的技术诊断和快捷响应服务，新车型开发速度也快于国际竞争对手。

但从另一个方面看，国内EMS在20世纪90年代才刚刚起步，相比上世纪60年代就已经着手的国外EMS厂家来说，开发时间晚，经验积累少，自身知名度不高，行业形象力不够，主机厂信任度不够；汽车级芯片、氧传感器以及喷嘴等基础器件也基本被国外厂商垄断，即使国内具备生产能力，在产品稳定性、耐久性等方面差距依然较大；相比国外垄断EMS企业动辄上千万台的市场规模，国内自主品牌EMS厂家目前依然停留在十万台数量级，数量上的悬殊也带来了核心部件采购成本上的差距。综合来看，自主品牌EMS仍然需要大量的时间和规模应用来奋力追赶国外EMS水平。

EMS技术追赶能否走捷径？答案是不能。国际零部件巨头虽占据了国内99%的市场，却没有将技术转让给国内，国内主机厂和这些公司在国内的标定部门接触到的仅仅是不掌握原代码的黑匣子程序。而且EMS属于看不见摸不着的软件程序和数据，只要国外对原代码和编译工具高度保密，国内企业即使想学也很难学到。况且，简单的模仿毕竟难以深入本质，而核心技术往往需要通过规模化应用来验证和提高。

因此，颜伏伍教授认为，要想在EMS技术上实现突破，只有坚持正向开发路径，掌握底层程序和控制策略，通过车辆测试发现问题，逐步改进，形成正向积累优势。同一研发团队至少需要坚持10年以上才有可能成功，一般企业很少坚持研发5年以上，菱电在EMS领域的12年坚守为行业内其他企业树立了榜样。

除了自主品牌EMS在技术和规模上自身努力、实现突破以外，颜伏伍认为，也需要国家、自主品牌主机厂在政策和项目支持上进一步加强。

《汽车产业中长期发展规划》提出，中国要从汽车大国向汽车强国转变。汽车产业是个高度关联的产业,汽车零部件产业作为汽车工业的基础,在很大程度上影响着汽车产业的国际竞争力，因此国家对汽车零部件核心技术进行重点支持显得非常关键。作为汽车的“大脑”，EMS能否实现国产化关系到“汽车强国”目标中 “汽车全产业链安全可控”和“实现关键技术取得重大突破” 这两大目标的实现。

但迄今为止，政府尚未出台对自主品牌核心零部件、尤其是对EMS这样核心中的核心的支持政策。颜伏伍建议，政策支持的方向可以参考发展新能源汽车的政策，除了鼓励自主品牌EMS以外，同时支持核心零部件如喷嘴、氧传感器、汽车级芯片的国产化，以降低自主品牌EMS的采购成本，其实际作用将大大增强国产EMS部件的竞争力，使得国产核心部件在主机厂获得更多的验证机会，解放自主品牌EMS创新能力，促进国内汽车产业茁壮成长。