软件定义汽车,推动下一代联网电动汽车的发展

文摘   2024-10-26 10:35   上海  

电动汽车 (EV) 显然已成为讨论的关键话题,电动汽车续航里程可能是大多数消费者担心的问题。为了解决续航里程问题,2022年出现了两个故事——一个是梅赛德斯-奔驰凭借其 VISION EQXX 原型实现了 1,000 公里的续航里程,尽管是概念车,通用汽车在 CES 2022 主题演讲中宣布其新款雪佛兰 Silverado EV 续航里程为 400 英里(640 公里)。
在与公司的简报会上,经常听到他们谈论软件定义的汽车和软件模拟的广泛使用(或者我们也可以称之为数字孪生)。对于 VISION EQXX 和 Silverado EV 来说,软件都起着关键作用。
梅赛德斯-奔驰:从白纸到实车仅用了 18 个月
让我们从梅赛德斯-奔驰开始。VISION EQXX 是一款研究原型概念电动汽车 (EV),通过对真实交通状况的数字模拟,显示一次充电可行驶超过 1,000 公里。这款软件定义的电动汽车通过与世界各地的初创公司和机构合作,从白皮书到完成的车辆仅用了 18 个月的时间,严重依赖软件在环 (SiL) 系统。这使得与真实硬件的调试阶段非常短,并使梅赛德斯-奔驰能够在项目早期进行大规模测试。
通过这种方法,团队能够在短短两小时内安装驱动装置、刷新软件并让 VISION EQXX 的车轮转动。梅赛德斯-奔驰表示,这种灵活、高效和反应迅速的团队合作是通过赛车运动思维和对综合测试选项的智能使用相结合而实现的,而数字化开发方法意味着车辆中的许多创新可以快速适应生产应用。
梅赛德斯-奔驰表示,先进的软件和数字化流程是开发过程的关键,也是软件管理的大师班。该团队广泛使用开源技术,并辅以内部创建的元素。敏捷的工作实践和每月发布计划确保了端到端功能的持续流动和解决方案的早期集成。
该公司表示,VISION EQXX 的设计和制造所涉及的数字开发工作规模“真正具有开创性”。增强现实和虚拟现实等高度先进的数字工具消除了耗时的物理模型的需要。它还促进了世界各地远程团队的同步开发工作——从斯图加特(德国)到班加罗尔(印度),从布里克斯沃斯(英国)到桑尼维尔(加利福尼亚)。数字化能力的大幅提升将风洞测试时间从 100 多个小时缩短至仅 46 小时。这也意味着超过 300,000 公里的试驾都是虚拟的。
该汽车制造商表示,其技术开发计划为电动汽车技术和汽车工程提供了一条完全现实的前进道路,许多由此产生的功能和发展已经融入生产,包括下一代 MMA——梅赛德斯-奔驰紧凑型和中型汽车的模块化架构。
VISION EQXX 的开发和 1,000 公里续航里程的实现显然是创造巨大能源效率的结果,从电动传动系统到轻量化工程和可持续材料的使用,以及增加智能能源管理。据称,电池中 95% 的能量最终都流向了车轮。

用于信息娱乐的神经形态计算
不过,这种效率不仅仅应用于提高续航里程。梅赛德斯-奔驰还指出,其信息娱乐系统使用神经形态计算,使汽车能够“从大自然的思维方式中汲取灵感”。

神经形态计算系统有可能大幅减少在车辆中运行最新 AI 技术所需的能量。 (图片:梅赛德斯·奔驰)

硬件运行脉冲神经网络,其中数据以离散脉冲编码,仅在发生脉冲时消耗能量,从而将能耗降低了几个数量级。为了实现这一目标,该汽车制造商与 BrainChip 合作,开发了基于其 Akida 处理器的系统。在 VISION EQXX 中,该技术使“Hey Mercedes”热词检测效率比传统语音控制高出五到十倍。梅赛德斯-奔驰表示,尽管神经形态计算仍处于起步阶段,但此类系统将在短短几年内上市。当在整个车辆中大规模应用时,它们有可能大幅降低运行最新 AI 技术所需的能量。
VISION EQXX 用户界面还展示了软件驱动的汽车 UI/UX(用户界面/用户体验)未来。该车具有完全无缝的显示屏,从一个 A 柱到另一个 A 柱跨越 47.5 英寸。凭借 8K(7680×660 像素)分辨率,轻薄的 mini-LED 显示屏充当了连接驾驶员和乘客与汽车和外部世界的门户。梅赛德斯-奔驰团队与导航专家 NAVIS Automotive Systems 合作,在这种尺寸的屏幕上开发了首个实时 3D 导航系统。它可以在 3D 城市表示中从卫星视图到 10 米高处执行无缝缩放和滚动功能。
Hey Mercedes”语音助手的进一步开发是梅赛德斯-奔驰工程师与 Sonantic 语音合成专家合作的成果,它富有情感和表现力。借助机器学习,该团队赋予了“Hey Mercedes”自己独特的性格和个性。梅赛德斯-奔驰表示:“除了听起来非常真实之外,情感表达还将驾驶员和汽车之间的对话提升到了一个更加自然和直观的全新水平,凸显了 VISION EQXX 中的 UI/UX 传达的现代奢华的渐进感。”
VISION EQXX 内的用户界面和用户体验展现了高度响应、智能和软件驱动的未来愿景。这是梅赛德斯奔驰首款完全无缝显示屏,横跨 47.5 英寸,从一个 A 柱延伸到另一个 A 柱。(图片:梅赛德斯奔驰)
一体式显示屏也非常节能。它的 mini-LED 背光由 3000 多个局部调光区组成,这意味着它只在需要时在屏幕的特定部分消耗电力。3D 导航屏幕会根据显示的内容类型进行调整。例如,如果您在市区驾驶,周围建筑物的抽象可视化有助于在拥挤的街道中提供方向。但是,如果您在高速公路或开放道路上行驶,细节级别会降低,以提供更清晰的旅程概览。这具有降低显示屏能耗的额外效率优势。
除了提供无缝导航外,VISION EQXX 中的智能功能还可以根据汽车的路线挖掘数据。还有一个系统可以帮助您更高效地驾驶。从能量流到地形、电池状态,甚至风和太阳的方向和强度,效率助手会整理所有可用信息并建议最高效的驾驶方式。
这旨在通过提供驾驶员无法直接感受到的外部条件输入来增强驾驶员自己的感官——例如,骑自行车的人可以感受到风的力量,或者上坡时需要额外的努力。这种感官支持进一步增强了汽车使用地图数据“预见未来”的能力,预测未来会发生什么,以帮助驾驶员以最大限度提高效率的方式利用它。
一系列屏幕还可以提供更详细的信息,例如实时显示当前加速度、坡度、风和滚动阻力对能耗的影响。界面的简洁性是首次在 EQS 中使用的“零层”概念的进一步发展,通过取消子菜单简化了驾驶员与车辆的交互。

通用雪佛兰 Silverado:Ultium 效应
通用汽车董事长兼首席执行官玛丽·巴拉 (Mary Barra) 在 2022 年 CES 主题演讲中对电动汽车大规模普及的潜力表示了极大的热情,并表示该行业正处于转折点。作为演讲的一部分,她推出了 2024 款雪佛兰 Silverado EV,充满电后预计可行驶 400 英里。
通用汽车 2024 Silverado EV RST。(图片:通用汽车)
这款车和许多其他新电动汽车均基于该公司的 Ultium 平台,也是其基于 Linux 的 Ultifi 软件平台的首次应用。后者由通用汽车内部开发,将车辆的软件与硬件分开,以实现快速频繁的软件更新,以及通过无线方式向客户无缝交付软件定义的功能、应用程序和服务。它提供了更多基于云的服务、更快的软件开发和提高客户忠诚度的新机会。
Ultifi 的功能建立在通用汽车的车辆智能平台 (VIP) 之上,这是该公司先进的电气架构。支持 VIP 的车辆提供无线功能、充足的数据带宽、强大的网络安全和快速的处理能力。在此基础上,通用汽车工程师将关键软件分离到一个新的集中层,作为车辆系统的强大枢纽。然后,Ultifi 平台将能够加速软件和应用程序的开发和部署,并通过无线方式向数百万客户部署,而不会影响基本的硬件控制。

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