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- 中国汽车工业科学技术奖 北京汽车报专题报道-
人们常把发动机比喻为传统燃油汽车的心脏，而对新能源汽车来说，它的核心部件是“三电”，即电机、电控、电池，它们组成了新能源汽车的“心脏”。
北汽新能源无疑是这个领域的佼佼者。
10月28日，2020年度“中国汽车工业科学技术奖”颁奖典礼在上海举行，北汽新能源申报的“电动汽车三电平台关键技术与产业化”项目（以下简称三电项目）获评中国汽车工业科技进步奖一等奖。
这是我国首个经国家科技奖励办公室登记批准，对汽车工业发展有重大影响力的科技评奖。获奖项目代表了我国汽车工业发展的最高水平，对引领行业技术进步有重要意义。
时代潮流，浩浩荡荡，唯有奋斗者能乘势而上。汽车新能源化，就是这样的大时代。而在三电研发之路上不断向前的人们，既是大时代的追随者，更引领了大时代前进的方向。
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总体指标国际先进，部分指标国际领先
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“总体指标国际先进，部分指标国际领先”
电控测试全过程自动化工具链1天就可以完成手动测试30天的工作量
在中国汽车工程学会评审组专家对三电项目出具的评审意见中，这样写到：“项目总体技术水平达到国际先进水平，每度电吨续航里程、整车能量回收率、电驱动NEDC工况效率指标达到国际领先水平……”
专业术语也许晦涩，但如果把它们放到实际场景中进行解释，就会明白这个项目为电动汽车产业的发展作出了哪些贡献。
重量更轻
从2009年到现在，北汽新能源围绕动力电池技术开展的革新已历经了三代。11年间，系统能量密度提升100%。“50kWh级电池能量密度最高能达到180Wh/kg以上，国际先进！”三电项目的申报材料中颇为自豪地写下了这样的数据。
毫无疑问，电动汽车整车的能耗和重量密切相关，让电池系统“减肥”也是其中重要课题之一。电池能量密度代表了单位重量内产生的能量，数值越高越先进。
要让电池变轻，强度或者说可靠性是绕不过去的难题。“我们采用了一体式集成设计。”电池工程部部长盛军告诉记者，根据四种不同的功能需求，使用了不同的材料给电池系统做“衣服”。为了满足承载、传热、密封、防护等不同功能，电池系统使用了3系铝、6系铝、7系铝、钣金等不同型材，通过FDS等先进的工艺将其进行了连接。“整个电池箱体既能满足功能需求，也通过了5年50万公里试验强度的考验。最重要的是，比原有箱体减重13%。”盛军说。
效率更高
北汽新能源的三电技术，最显著特点在于整体效率高。
城市路况下，很少有机会狠踩油门。三电团队研究了大量用户工况后发现，他们大部分时候使用的都是小扭矩，油门踩到一半就够用，甚至只能踩到三分之一。如何让电机在这样的情况下提高效率？
降低损耗是效率提升关键。三电团队从两方面入手，一边降低磁钢用量，一边优化电机结构，减少谐波，偏心非均匀气隙高磁阻转矩电机这项专利就是在这样的情况下产生的。
定子和转子，是电机的必需构件，它们是一对同心转动的“好兄弟”，间隙只有约0.6毫米。但“同心”带来的问题是，只有在空载这种最理想的情况下才能产生最大的力矩。“我们要做的就是让用户使用时有负载的情况下，力矩最大。”动力系统部向长虎告诉记者，他们把间隙改成“花瓣形”，从而实现提升效率的预期效果。
电机效率提高，直接反应在NEDC数据上。中汽研汽车检验中心出具的报告显示，北汽新能源NEDC动力总成效率为87.5%，处于行业顶级水平。日前汽车行业权威媒体发布的《EV汽车续航偏差率评测白皮书》佐证了这个数据：BEIJING-EU5以3.2%的成绩位列榜单首位，成为实际续航里程最为接近官方公布的NEDC工况续航里程的车型。
驾驶更容易
每一项新科技的诞生，都是对打破旧习惯的挑战，从而将新事物变成老朋友。比如在BEIJING-EU5上应用的单踏板驾驶模式。
北汽新能源对这项技术的探索起步很早。驾驶员只需通过踩油门踏板，就可以实现车辆的起步、加速、减速和停车，像打游戏一样“一键”控制车辆，全过程无需踩制动踏板。想加速就稍稍踩油门，想减速就轻轻抬起油门，收放间自由切换完成车辆减速和加速。而制动产生的能量则在这行云流水的操作中源源不断地回馈到电池系统储藏起来再次释放，显著提升续航里程。这也意味着，当打开单踏板模式时，既可以开得更轻松，还可以开得更远。据调查，有超过70%的用户在日常驾驶中使用单踏板驾驶模式。
测试更高效
试验室看不到人，机器上闪烁的指示灯提醒测试在执行，24小时全天候无职守的全自动化执行模式已在北汽新能源的测试试验室里实现。
随着软件定义汽车时代的到来，软件测试任务与日俱增。五年前，自动化测试工具的开发提上了电控测试部的日程。
“当时没有这样的工具，只能自己研发。”电控测试部部长邵桂欣说，最大的挑战有两个，一是怎样能自动化生成测试用例，同时又保证测试的覆盖度；二是当不同的控制器来到试验室，这套工具可以进行通用化相应调整。
没有相应的测试开发经验，团队就借鉴了ISTQB国际软件测试的基本的理论和方法，从头开始学习。最终解决了这两大难题。开发成功以后，自动化率达到82%，自动测试1天就能完成原来手动测试30天的工作量，功能迭代速度大幅提高。工程师们通过用户场景开发的各项功能策略，得以快速有效可靠验证和应用。
伴随这个工具的开发，人才队伍也得到了锻炼。“团队有30人拿到了ISTQB技术资质证书，这个认证在国内总共不足50人。”邵桂欣说。
如今，三电项目的技术成果全面应用于北汽全平台纯电动车型，包括3个平台的29款车型，实现了从低到高、从A00级到B级的全面覆盖，总销量突破50万辆，这是我国最大规模的纯电动汽车应用。正是在这些技术的推动下，人们对电动汽车的焦虑正在逐步降低：续航更长了，安全性更强了，成本更低了。
同时，带动了供应链的发展，直接或间接向行业推广应用项目相关成果，推动了我国电动汽车大规模应用。
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每个人都是自己的师傅
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“总体指标国际先进，部分指标国际领先”
俗话说，师傅领进门，修行在个人。三电团队要解决的问题基本都很难找到前例可循，也就没有师傅可言，修行之路上全靠自己去闯。“每个人都是自己的师傅。”北汽新能源工程研究院副院长代康伟说。
攻坚克难的过程很漫长，有时候两三年才出一个成果，必须要耐得住寂寞。
电动汽车越高级，电子零部件越多，高安全等级控制器对用户安全的重要性就越高。2015年，代康伟带领团队进入这一领域。
当时，整个行业对纯电动汽车三电领域的功能安全是没有前例的，尤其是国内，对这个概念更是一片空白。组建团队，从零做起；寻求相关资源，更是从零做起。即便是在传统汽车领域，对功能安全的认识也只有四年经验而已。
“困难太多了，能支撑开发的工具链都是不完备的，包括能拿来直接用的芯片都没有。” 刚从北京理工大学毕业进入北汽新能源工作的范江楠正好赶上了功能安全技术立项。回忆当时遇到的困难，她表示，由于没有前例可循，与芯片供应商沟通成了大难题，只能一起从头摸索，不断试错。
如果用几个关键词来形容当时的工作状态，可能用到的是——
997：早九点上班、晚九点下班，一周七天工作；
接力：空白项目开发，角色定位并不十分清楚。哪项工作需要人手，自动就会有人补位，不分领导和员工，接力完成。
记不清推翻了多少个方案，他们终于见到了曙光。
2017年6月，团队成功将功能安全标准导入三电控制器产品开发。2017年，先后获得德国TUV颁发的“ASIL D级”功能安全流程认证证书以及动力电控产品MCU、VCU和BMS功能安全产品“ASIL C级”认证证书。这也意味着，北汽新能源成为国内首家同时获得“三电”功能安全ASILC等级产品认证的电动汽车企业，达到国际主流技术水平。
从项目启动到获得证书，这个团队仅用两年半的时间“啃完了”一般体系和产品开发需要五年完成的“硬骨头”。
最重要的是，这些成果推动了整个行业的发展。他们追随北汽新能源的脚步，在功能安全技术领域发力。“合作的供应商也都开始拿认证，因为如果他们的功能安全达不到认证水平，就不会成为我们的合作伙伴。”范江楠自豪地说。代康伟则告诉记者，“连跟新能源合作的咨询机构的人都被挖光了，只配再招，再做，再被挖，总共挖光了三批。”
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如果这次不拼尽全力，
可能以后连努力的机会都没有了
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“总体指标国际先进，部分指标国际领先”
所谓自主开发，就是要从无到有地建设，开辟出一条别人没有走过的新路。每一行代码、每一个器件选型、每一个原理图，都是自己设计。“为了超越，容不得一点偷懒。”策略开发部部长梁海强说。
2015年，三电团队在自主开发了VCU（整车控制器）、BMS（电池管理系统）后，又开始了MCU（电机控制器）的自主研发工作。领域是全新的，做的事是开创性的，参与的人是新人，他们带着好奇心在未知的领域里探索。如果从方向的维度来定义，MCU是纵向的，既深且窄。它最重要的功能是输出扭矩，调通与没调通直接体现在电机的转与不转上，界限分明。
团队成员都是第一次做，项目节点又紧。他们就晨会讨论思路，下午台架试验，晚上进行总结，第二天再继续这样的循环……两三个月过去，一直没有进展。
“有人开始动摇，有人说是不是该请外援了，也有人说是不是就算了。”梁海强回忆说，大家的内心都有波动。
“不能放弃！”一个声音响起，并迅速变成一群人的和声，他们决定从头再开始。
从头梳理逻辑，从头思考策略，从头审视环节。没有领导提出要求，但他们会不约而同地在晚上、周末出现在办公室里。因为工程师们都很清楚，这可能是给自主MCU开发的最后一个机会，行业在飞速发展，如果放弃，那未来很可能就成为供应商MCU的天下了。“我们必须要担下这个责任。”
直到有一天，电机动了起来！
“很多技术就像一层窗户纸，捅破了就是技术的突破。”梁海强回忆说，当晚的工作群一改往日的严肃，每个人都尽情表达着兴奋和喜悦。那是千尺绝壁上的攀登者终于摸到峰顶的感受，历经艰辛，斗志犹存。再向前走，便是更壮美的风景，那些山脚下看不到的风景。
“大家有共同的目标、共同的愿望、共同的责任，”梁海强说，“如果我们这次不拼尽全力，可能以后连努力的机会都没有了。”。
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本来想当国内第一，
一不小心成了全球第一
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“总体指标国际先进，部分指标国际领先”
一路走来，三电团队创造了不少“国内首个”“填补空白”“国际领先”。电控测试便是其中颇有代表性的一个。
模拟整车环境多维三电台架测试体系将验证周期缩短30%至40%
2014年，“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”刚结束不久，电动汽车开始进入对私市场，质量被放在了更为显著的位置。
“那时的电动车，电控调试过后能正常上电、行车、充电就ok了。”邵桂欣回忆说。2015年9月，电控系统测试科成立，正式开展整车测试，同时策略开发部成立了控制器测试科。这两个科室就是现在电控测试部的雏形。整车测试周期从1个星期逐渐扩展到4个月，控制器测试也从手动变成了自动。从2015年到2019年，功能以40%的年增长率上升，测试用例更是随着测试维度的增加以60%的速度在增长。
最近几年，智能化成为汽车行业发展大趋势。面对产品市场需求的急速扩张和极致用户体验的不断追求，软件深度参与汽车的整个开发过程已经成为行业战略共识，而质量先行是软件定义汽车的核心战术。软件测试作为质量保证的重要手段，测试能力持续优化改进是电控测试团队追求的恒久目标。
“要把能够体现自身特色的差异化功能测试做起来。”邵桂欣说，以前的游击队打法过时了，要引入体系和技术。
2020年10月23日，在iSQE软件质量工程峰会上，北汽新能源工程研究院以全部认证域“完全满足”的最高评分成绩正式获得由TMMi基金会签发的TMMi-3级认证证书。作为当前国际权威的测试组织成熟度的评估模型，这项认证是软件质量管理水平极为有力的资质证明，LG、戴尔、惠普、招商银行等企业均已通过认证，而北汽新能源是国际汽车行业内首个获得TMMi-3级认证的测试组织。“本来想当国内第一，一不小心成了全球第一。”邵桂欣说。
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消费者的痛点就是我们努力的方向
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“总体指标国际先进，部分指标国际领先”
技术的进步，能为产品注入灵魂，能让用户感受到温度。用技术提供有价值的服务，就是北汽新能源三电团队追求的目标。
左上|2019年12月，电控测试部工程师在暴雪中进行电控系统测试
右上|PEU团队成员在实验室测试样机的电性能指标
左下|2020年3月，BMS开发工程师在海南开展高温试验
右下|电池安全开发科在国联汽车动力电池研究院有限公司完成某车型长里程数据异常电芯拆解
这是一个稳定的团队。代康伟、蒋荣勋、邵桂欣……三电团队里的这些骨干人员，都是国内最早进入电动汽车研发领域的那批人。十余年来，初心不改，矢志不渝。
这是一个不服输的团队。在困难和挑战面前，愿做勇者。他们认为，压力来自外部也来自自我，只有做才有机会做到最好。
这更是一个清醒的团队。在成绩和荣誉面前，不骄不躁。他们知道，要保持领先，就要比以前付出更多的努力。追赶者越来越多，唯有努力奔跑。
尽管获得了行业大奖，代康伟依然觉得有很多事情等着他们去做。“消费者的痛点、行业的共性问题就是我们努力的方向。还有那么多难题没有解决。”
在北汽新能源三电团队的规划里，未来的三电将更加智能。我们以几个简单的场景对未来用车生活进行畅想——
寒冷冬日要开车出门，养成先给动力电池进行预热的习惯，可以让它能更长期服役。远程充电加热技术应用后，在家中就可以通过手机下达电池加热指令，使电池系统温度时刻保持在最佳状态。
车位狭窄，驾驶技术不过关，有了灵犀遥控驾驶功能，用户可在车外6米范围内，使用手机APP遥控车辆直行、转向以及上下电。
电动汽车只能跑市区？全地形驾驶模式开启后，无论是雪地、泥地、沙地，通过油门踩踏和地形模式选择，车就可以自动调整行驶策略，在不同路况下都可以充分发挥车辆的动力性能。这一技术已经应用在刚刚上市的ARCFOX极狐αT上。
作者：
北京汽车报 肖丹
