清华大学苏州汽车研究院探访
[汽车之家 技术] 提起清华大学，相信是很多学子都向往的地方。作为国内顶级的大学，其工科实力雄厚，江湖上号称“五道口理工学院”。清华的车辆工程是国内最早的汽车专业之一，发展到目前已经壮大成车辆与运载学院。依托强大的汽车实力，清华在车辆领域建成了汽车安全与节能国家重点实验室，以及清华大学苏州汽车研究院。在高考到来之前，我有幸参观了位于苏州的清华大学苏州汽车研究院，作为清华大学推动技术转化，引领产业创新的桥头堡，苏研院是与日常汽车技术最贴近的一个研究院，同时也是最新汽车科技研发的中心，这所神秘的研究院究竟有什么技术，他们对汽车行业又有哪些新思路，通过这篇文章或者你就能找到答案。
2011年3月，清华大学与苏州市政府签署协议，决定共同建设“清华大学苏州汽车研究院”（后文简称研究院）。时任清华大学汽车工程系的副系主任成波教授被委派研究相关筹建工作，通过走访苏州政府企业以及研究德国、日本研究所的特点，最终在7月份成立了清华大学苏州汽车研究院。
作为清华的研究院，团队方面自然也是人才济济。整个团队研究生比例占40%、博士占到了20%，还有强大专家团队，包含了院士、千人计划、长江学者等等。
在谈起苏研院和其他研究院的不同时，成波教授简单的进行了概况：“技术走不出实验室是一个相当普遍的问题，我们研究院做的就是技术成果转化。”
没错，苏研院实际上主要任务并不是培养研究生、博士生，而是进行新技术的研发和落地，同时也会对车企的工程师进行再培训，可以说是清华最“贴地气”的研究院了。我这次参观的就是吴江区的研究院，主要进行自动驾驶、智能网联方面的技术开发。
新能源本身并不是一个新技术，1898年费迪南德·保时捷就设计制造了Lohner-Porsche电动车，所以说新能源在今天或许更多的是创新和迭代。
对于研究院来说，新能源技术则更偏向创新和落地。研究院在新能源方面积累的技术十分让人吃惊，除了电池之外，基本上最核心的技术都有涉及，包括：控制器开发、整车设计以及工艺工程方面。
目前清华苏研院控制器采用了主流的AUTOSAR软件架构和开发工具链，满足ASIL-D功能安全等级。以比较核心的VCU整车控制器为例，清华的工程人员采用了主辅MCU设计，在关键的传感器供电和信号逻辑上采用了冗余设计，主要考虑安全因素。同时还可以对制动能量回馈进行控制，包括力度都是可调。这种控制器可以进行二次开发，以此满足车企的要求。
除了控制器，他们还开发了轮毂电机以及混动变速箱等产品。其中轮毂电机是一个12寸的轮毂电机，扭矩密度为17.2Nm/kg,峰值效率大于92%，不过因为目前轮毂电机在散热以及簧下质量的限制，这套动力系统还只能应用在A00和A0级的乘用车或者低速物流车上面。
据工程师介绍，这套系统可以使整车油耗降低20%以上，换挡感觉也接近DCT变速箱，同时因为AMT的原因，成本也更低。
在新能源方面，清华苏州汽车研究院最后一个重要的能力就是整车研发集成。长安汽车-尼欧Ⅱ本质上就是一台由研究院完全正向开发的车型，基本上从设计要研发都由研究院完成，这台车也成为长安进军低价区间的城市通勤利器，除此之外，类似警用的纯电装甲车也都由研究院进行开发。
芯片、软件依然是卡脖子因素
除了新能源，自动驾驶相关的领域以及智能网联、智慧道路等技术也是清华苏州汽车研究院的核心。这方面的布局主要在感知、决策与车辆控制和汽车人工智能方面。
车辆决策与车辆控制技术方面则是研发了无人车在行驶过程中的决策控制，包括无人驾驶时路径的规划、信号灯的识别、自动循迹、智能避障等等。
除此之外，研究院还建立了自己的自动驾驶场景库，主要依托真实的道路交通信息，法律法规等构建出城市、高速、停车场等不同场景，以此在虚拟仿真、硬件在环以及道路测试等环节中再现一些场景，以此加速自动驾驶汽车的测试过程。
至于汽车人工智能技术是属于AI的范畴，这也是一个大家耳熟能详的领域了。最基础的障碍物识别就应用了这类技术，清华在此技术上还研发出行为预测、交通识别等等。
车内也会有相关的应用，比如我们常说的驾驶员监控。清华研发的这套基于DMS的监控系统主要是基于微表情识别技术和驾驶员的状态辨识模型，除了能判断疲劳，还可以检测注意力分散、吸烟、玩手机等很多危险驾驶的动作，同时包括戴墨镜等问题也都进行了标定，目前已经是一个量产过万台的成熟产品。
通过安装激光雷达、摄像头等传感器，通过传输终端，政府可以实时得到一个路口最清晰的状态，同时对路面的情况可以做到提前感知和事后回溯，而这个路口的信息也可以提前给到行驶的自动驾驶车上，比如路口有无横穿马路的行人或者障碍物等，提高自动驾驶的安全性。
除了上面的新技术，我开始也提到了他们也进行传统技术的创新和落地。其中比较有意思的是关于汽车车身设计（碰撞方面）和NVH的研究。这部分是清华著名的周青教授进行主导，尤其是碰撞方面。
这部分清华的教授讲到了一个有趣的话题，那就是日系车碰撞后车头全部溃缩的问题。清华的工程师们认为，如果将一台车看做车头、车身两部分的话，不管碰撞后车子的形态，只要乘员舱在碰撞后保持完整，那么这就是很牛的车身设计，车头如果能凭借溃缩吸收掉足够能量，那显然也是一个成功的设计。
所以我们在看网络上的事故图片时，别再人云亦云的看到凹陷的车头就是不安全，最重要的还是乘员本身的安全性是车辆安全的判断依据。（我曾在冷科技系列文章：难度很高的碰撞测试 车企是如何通过的?详细的介绍过，有兴趣的同学可以在回味）
NVH这方面则主要是主动降噪的相关研究。清华的工程师们在对话时戏称“NVH”是一门玄学，而主动降噪是个很好、可控的降噪手段。为什么这么说呢？传统的被动降噪方式主要是通过隔音材料和动态减音器降噪，而这些手段不仅增加了车身重量，同时也无法完全阻挡外界噪音。
目前，很多海外品牌的高端车型上都有此功能的应用，比如BOSE RNC主动降噪技术，凯迪拉克就是其忠实客户。而清华研究院也研发并落地了主动降噪技术，目前已经和车企进行了合作，很快会进行量产。
另外，面对目前国内严苛的排放，苏研院也有油品与排放控制的实验室，可以对汽油机GPF快速老化进行评价，同时对润滑油进行评价，壳牌就是他们实验室的忠实客户。过去这些年也有大量的合作。
总的来说，清华在苏州成立的这个研究院基本涵盖了智能汽车的主要核心技术的研发和落地，同时也能进行传统汽车安全和NVH、力学等方面的研发工作，实力十分强悍。
我们上面列举的域控制器等依然采用了英飞凌等国外供应商的芯片，而一些自动驾驶软件底层系统也依然来自于国外。因此清华虽然研发出较为核心的零部件或者系统，但从产品上看，内部的精密部件依然受制于人。好在类似鸿蒙系统的发布，让我们也看到了一些希望，清华本身也在研发相应的自动驾驶底层软件，比如开发标定软件、仿真测试软件等，只不过“革命尚未成功，同志们还需努力。”
写在最后：从2011年成立，到今年已经整整十年，以前大学时常常听到的“产学研”结合在清华的苏州汽车研究院落地开花，作为汽车从业者，我们希望有更多这样的研究院落地，这将会促进中国汽车行业更快速发展。当然，我们当前依然道途险阻，但就像清华校训所言：“自强不息，厚德载物”，大家共勉。（汽车之家 图/文 冷晓阳）
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