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滑板底盘量产前夜: PIX Moving以「轮式机器人」让造车门槛变低

创新者 · 创新中心 2022-07-28 37741
摘要:PIX Moving希望未来汽车和机器人的系统会被模糊掉,让机器人开发者生态在汽车上无缝衔接。

建筑师出身的喻川对智能汽车有着「跳出盒子」式的理解:让生活、工作、娱乐空间构建在移动空间上,空间将变成可共享、可配置和可连接的,这将改变房价,减少拥堵,增加人的生活区域与连接,减小路的宽度,提高生活质量。

这也暗合当前新四化的引领下汽车行业的「口头禅」——从交通工具向智能移动空间转变。

2017年,拥有十多年软件及机器人开发经验的喻川在上一次四旋翼无人机Hexbot创业失败中重整旗鼓。沿用Hexbot的分布式驱动和线控技术,建立了PIX Moving。这是一家以滑板底盘为基础的模块化智能汽车开发企业,通过提供一个通用的底盘,像搭乐高一样,可以在底盘上用不同“模块”组合出不同外形的车,实现喻川所设想的移动空间。

滑板底盘(Skateboard)肇始于2002年通用汽车发布的Autonomy概念车。在这款概念车中,车身和底盘是可以分离的,关于行驶部分的所有的关键系统,都被安装在形状酷似滑板的底盘上,因此称之为“滑板底盘”。不过受限于当时技术的限制,这一前卫的概念并未付诸实践。沉寂十年后,得益于汽车的电动化进程,电动汽车带来了驱动系统小型化和动力电池技术的改变。以及线控技术的发展让车体上下解耦成为了可能。

随着Canoo、Rivian上市,丰田、现代、雪铁龙等车企,舍弗勒、采埃孚等Tier 1也纷纷开始研发滑板底盘,诸如PIX Moving等初创企业开启一轮轮的融资,“滑板底盘”概念再次进入人们视野,其高效、灵活、省空间、成本低的明显优势被越来越多玩家关注。

目前滑板底盘市场仍处于研发阶段,随着入局玩家加速量产落地,或许滑板底盘将从现在的创新型技术变成智能电动车的主流技术,这就意味着未来极有可能在这个赛道中诞生千亿级巨头。

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「轮式机器人」,汽车底盘的终极集成化

纵观整个汽车发展历程,底盘的开发思路从非标化到平台化,燃油车、电动车、智能车对应的不同时期都存在平台化的开发思路,从“1.0机械件”通用到“2.0 机械键盘+电器件”通用再到“3.0硬件通用+软件平台+标准接口”。PIX Moving 想要实现的便是3.0版本,他们更愿意将自己称之为「轮式机器人」。

PIX Moving是世界首个推出的L4级自动驾驶滑板底盘。首席运营官&联合创始人曹雨腾认为PIX Moving的核心技术在于采用四轮轮毂电机分布式电驱动技术。其核心控制算法自主研发,轮毂电机可以在稳定性控制的基础上实现前驱、后驱、四驱多种复杂的驱动形式。PIX智能滑板底盘强调“车轮-地面”交互关系,体现为舒适性、操控性的提升。比如,通过左右车轮的不同转速甚至反转实现类似履带式车辆的差动转向,减小车辆的转弯半径,在特殊情况下几乎可以实现原地转向。PIX Moving分布式驱动的另一个优势在于,提升了自动驾驶系统的轨迹跟踪精度,通过转矩矢量分配控制和主动四轮转向控制的双重调节方式,来跟踪参考质心侧偏角和横摆角速率。即使自动驾驶系统规划一条复杂的期望轨迹曲线,车辆的轨迹跟踪误差也非常小,而且车辆具有更好的横纵向稳定和操控性能。

不得不说,在进入大规模量产前夜,行业内对滑板底盘是有争议的。在传统汽车制造工艺中,整车性能是最重要的。当车身嫁接于滑板底盘之上,最大的障碍是如何集成EEA(电子电气架构),诸如碰撞保护、加热和通风、噪声振动和不平顺性(NVH)以及操纵等问题。这一问题将直接关乎滑板底盘如何快速提升市场份额。

PIX Moving定义了自身独有的电子电气架构,实现从上层的传感器的融合,到自动驾驶的域控制器,到中间层底盘VCU的域,再到温度控制,电池管理,转向制动和电机的全面控制。同时面向中低速和限定场景的L4自动驾驶能力,设计了基于多传感融合,激光雷达,多传感器融合的方案,ODD适用于模块化不同的场景,在自动驾驶系统中做了针对安全考虑的设计,是使每一个感知的部分,每一个节点都带有一定的冗余,任何一层失效可以继续保持单个单元继续工作。

PIX Moving希望未来汽车和机器人的系统会被模糊掉,让机器人开发者生态在汽车上无缝衔接。

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从设计到制造:低成本、短周期

“在制造模式上,不同于Rivian传统的四大工艺制造,PIX从设计到制造都是更加柔性和数字化。”曹雨腾表示,以此利用滑板底盘的技术优势,通过低成本、短周期的开发,打造更多长尾的产品,去满足个性化、多样化的需求。

在设计端,汽车设计端研发了AAM™算法引擎+制造端研发了实时成型RTM™数字工艺系统,形成“设计-制造”的数据闭环驱动力。通过数字化指令、数字化设计实现参数化的标定,“在一定的边界下,通过输入参数,如长宽、重量等,系统自动生成上百种设计结果,结合前期验证,工程师可以筛选出最优结果,大大降低整个设计工作量。”

在生产端,PIX Moving整体的理念是尽可能减少工装夹具(工艺装备),降低对模具的使用。PIX自主开发了大型金属3D打印系统、无模具成型系统,并大量使用机械臂做运动单元,通过算法来进行工艺控制,实现柔性生产,如此形成一个工作站单元。通过批量化构建工作站,在工厂面积、资金投入不变的情况下,通过高度自动化生产线的改造,让产能达到传统主机厂的5-10倍。“我们会和当地原有的工厂合作,我们输出制造工艺和基础设备,实现分布式小工厂,降低对集中式生产的依赖,可以实现在区域内构建出完整的供应链生态。”曹表示。

目前,PIX团队从 AAM™、分布式驱动,到线控冗余、数据融合、感知决策再到360度转向单元,逐一攻破关键技术,已开发了第二代滑板底盘。团队在贵阳拥有生产制造中心,正在筹备5000-8000辆/年的产能建设,自动化产线的落地将进一步降低通用底盘的生产成本。

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(PIX C-zone 数字制造工厂)

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商业化之路:定位Tier0.5,让造车门槛变低

在智能汽车被诸多“跨界”厂商虎视眈眈的时代下,滑板底盘技术的价值是让造车门槛变低。通过车身和底盘的完全分离,上下车体的全面解耦,车的动力总成、线控制动、线控转向、悬架、三电模块等全部集成在一个像滑板一样的底盘上,可以在同一个底盘上设计多种车型,让研发周期变得更短,研发成本变得更低。

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(PIX Moving产品应用矩阵)

“假如过去车企一个车型的开发要卖 20 万辆车才能收回成本,在滑板式底盘的基础上,由于多车型共用底盘,单一车型卖5万辆车就可以实现盈亏平衡。”PIX Moving创始人喻川曾经表示。

但这势必会让传统车企相当抗拒。作为新入玩家,如何在0-1阶段突围显得尤为重要,新玩家们的路径各不相同。国外企业中,Rivian选择自建品牌、自己制造整车,已经发布了一款皮卡、一款SUV、一款Van货车;Canoo通过第三方制造车辆,由自己的品牌来面向最终用户;Arrival侧重于商用运人载货,比较聚焦。

PIX Moving则是巧妙避免了与大车企、大资本玩家的正面竞争,将自己定位为Tier 0.5,从中低速定制化产品开发切入,基于滑板底盘,开发了诸如无人环卫车、无人接驳车、小型无人配送车等30多种场景的车型,在过去的2021年,PIX Moving服务了近20个国家的客户,订单增长300%以上。

2021年开始,PIX Moving开始进军商用车领域。在2022年2月,向战略合作方上海自动驾驶公司SPACE(追势科技)正式交付了全球首台基于滑板底盘打造的线控Robobus。根据规划,经过运行测试以后,这款Robobus将落地在上海临港运行,用于向公众开放的出行服务。目前其正处在迭代完善的第二阶段,预计可在2022年第三季度正式量产。在本次合作中,PIX Moving提供了滑板底盘技术、分布式驱动系统、高精度线控、AI算法为核心的设计与制造技术、以及模块化的产品框架策略。这也是可让这台Robobus不到1年就实现从规划到落地的关键,如果按照传统开发模式,至少需要2-3年的时间。

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开放生态:下游对接开发者,上游对接阿里云

在曹雨腾看来,汽车产业的发展正变得越来越像当年手机产业从功能机到智能机的变革。这一过程中,生态变得尤为重要。没有谁可以把汽车的所有功能穷尽。“大家都有的玩,这个事情才可以玩得更大更快。”

PIX Moving在下游链接开发者生态,帮助产品的落地。在上游非常依赖大型云计算服务厂商来承载其自动驾驶全流程的工作。2021年5月,PIX Moving加入阿里云加速器成员企业,并在2021阿里巴巴诸神之战&宝马“互联网+汽车”赛道全球总决赛中获得季军。

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(PIX Moving合伙人朱小松参加2021阿里巴巴诸神之战&宝马“互联网+汽车”赛道全球总决赛现场)

PIX Moving将其日常采集、存储、标注、算法训练、仿真、评测以及量产数据回传等自动驾驶全流程工作构建在阿里云平台上:

    1. 数据训练方面:运用阿里云平台提供的训练环境,通过场景数据库、定制化数据采集标注、数据标注和数据管理平台等服务,解决了 PIX 自动驾驶从研发初期到落地的训练数据需求。
    1. 数据存储方面:PIX Moving 各类自动驾驶车辆,依靠各类传感器感知和收集周围环境信息会产生海量的数据,而这些海量数据会通过云端进行存储。
    1. 信息协同方面:PIX Moving 自动驾驶车队,在日常运营中需要进行实时的监控与调度,需要云平台能力支持全国范围内的信息协同。

在阿里云智慧城市和智慧园区解决方案中,PIX作为其方案闭环的终端能力参与到整体解决方案中。

随着开发进程的加速,7月11日, PIX Moving宣布完成了A1轮融资,由日本大型IT系统集成商、上市公司TIS株式会社独家战略投资。本次A1轮融资主要用于滑板底盘、Robobus(无人驾驶小巴)与无人清扫机器人3款产品的量产以及自动驾驶技术的进一步研发,以批量交付客户,同时持续推进国际化市场的布局。

国内滑板底盘离大规模量产越来越近了。

本文为阿里云创新中心原创出品,感谢极客公园对本文采访所做的贡献,如需转载请备注来源。


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