作為汽車業界前三的大佬,通用汽車在傳統造車領域可以說難尋對手。然而面對互聯網造車、以及眾多新能源概念浪潮的沖擊,作為傳統汽車企業的代表,通用汽車有何對策?經過此次通用底特律科技之旅,通用以前所未有的開放態度向我們展現了自己的研發實力,而我則試圖通過參觀和學習,去探索這個問題的答案。

傳統技術:實力無可取代
可能很多人好奇,一個大型車企的核心競爭力是什么?它的產品究竟會有哪些優勢?為此,通用向我們展示了從動力總成到整車的全部研發及驗證的設施和技術。通過參觀,我多少明白了像通用這家有著一百多年歷史的“老店”會有哪些不一樣的“存貨”。
首先我們在龐蒂亞克動力總成及研發中心參觀了通用在汽車發動機及傳動系統上的成就。龐蒂亞克動力總成研發中心是全球最大的動力總成研發中心。所謂動力總成,包括了發動機、變速箱,以及涉及汽車未來動力的電動、混動以及燃料電池系統。這些對于汽車來說,無疑是最為核心的技術和科技。

全球最大——通用全球動力總成研發中心外景
通用的全球動力總成工程團隊在世界各地的工程中心有超過8700名員工,其中有超過4000人是工程師,這是其他任何一家汽車公司都無法匹敵的。通用每年在動力總成開發中心的投資超過了10億美元。
首先,來自通用汽車Ecotec系列發動機的總工程師Kendell Fulton為我們介紹了通用Ecotec系列發動機的技術。作為通用全新一代小排量發動機,Ecotec承擔著為通用開疆拓土的重任——對于像中國這樣的重量級市場,小排量發動機占據著乘用車市場絕大多數的份額。因此如何在這樣的市場上有所作為,通用必須將寶壓在它的身上。預計在2017年,通用在64個國家,預計有超過25%的車型(250萬臺)都會搭載新一代Ecotec發動機。

Ecotec系列發動機
對于一家曾經擅長打造各種大排量推桿式V8發動機的廠商來說,設計制造小排量渦輪增壓發動機是一個從未有過的命題。因此,通用的工程師們必須從一張白紙開始,開始追趕對手的腳步。
所幸通用不乏強大的技術儲備。為了研發新一代Ecotec發動機,通用組織了來自美國、德國、中國、印度和韓國的研發人員,組成國際團隊完成發動機的研發。

在設計之初,通用就對其有著前瞻性的布局:新款發動機必須有著標準的模塊化設計,以便于延伸適合不同車型的產品。這樣的結果便是,新一代Ecotec延伸出了11款不同型號的發動機,排量從1L到1.5L,包括自然吸氣和渦輪增壓,并且將搭載至從微型到SUV和跨界車型中。
相比對手,Ecotec發動機在靜音效果以及輕量化設計上有著自己的優勢。通過對關鍵部位的優化設計,諸如在關鍵部位設計加強筋結構、經過優化的活塞和主軸承間隙、采用低噪音齒形鏈等等,降低了自身的震動和摩擦,從而實現更好的靜音效果;而在輕量化方面,Ecotec采用了全鋁合金結構,并且將排氣歧管集成在汽缸蓋上,采用塑料進氣歧管等設計,從而實現比上一代1.4T發動機降低20kg,比大眾EA211發動機降低3.6kg的效果。

在輕量化上,Ecotec發動機有著自己的優勢。
經過全體工程師們的努力,應該說Ecotec系列發動機邁入了如今主流先進發動機的行列。那么相比對手如何?其實即便通用自己也承認,在小排量發動機技術上,自己也是一個追趕者。相比在這個領域的標桿,大眾EA211系列發動機,經過我的實際體驗,Ecotec在低速響應上還是會有差距,但是在發動機性能指標及技術含量上,Ecotec已經達到甚至超越了標桿的水平。

其實作為一個有著百年歷史的大型汽車公司,通用有著自己獨一無二的技術積累和優勢。安排我們來到龐蒂亞克動力總成研發中心,多少有些炫耀的意思。這個全球最大的動力總成研發中心對于任何發動機工程師來說,都是令人眼紅的地方。這里是功能最為全面的工程研發中心,集成了所有驅動技術的設計、加工、制造、測試以及分析工作。也就是說,只要你愿意,這里甚至能夠分分鐘將你的圖紙變為一臺發動機。為了讓大家更好地了解這個研究中心的規模,我列舉一下關于它的數字:122個測功機測試室、100多個動力總成零部件測試臺、擁有總計945353L的各種燃料儲備……

這里是世界上最大的發動機研發中心。

通用在全球各地都有類似的實驗室。
由于保密的關系,我們無法獲得研究中心內部的照片,在這里也給大家留個懸念。我們參觀的是研發中心發動機潤滑系統及耐久性測試實驗室。發動機在裝車之前,在這里能夠模擬幾乎所有在實際使用過程中的情況。包括加速度能夠達到1.3G的潤滑測試,用來模擬在賽道極限駕駛時整套潤滑系統對于變速箱和發動機的潤滑效果,耐久性測試則讓發動機在節氣門全開的情況下不間斷運轉,并且還能夠模擬-40℃的環境,用來檢測在極端環境下發動機的可靠性能。對于一般發動機來說,需要全油門不間斷運轉四周的時間,這對于普通汽車使用狀況來說絕對是不可能的事情。

這套設備能夠模擬在極限狀況下設備的潤滑情況。
可能很多人想我一樣好奇,如此多的發動機同時油門全開運轉,它們排出的尾氣會造成空氣污染嗎?對于通用來說,這是不允許發生的事情,這里通過尾氣處理回收,將發動機拍出的有害物質全部回收處理,并且,發動機也并非在空轉浪費汽油,而是在另一端負載驅動發電機,為整個研究中心提供電量。目前整個研究中心15%的電量都是由參加測試的發動機提供,它們以另一種方式實現了自己的價值。
參加測試的發動機尾氣都得到了很好的處理,沒有排放到空氣中。

整座建筑15%的電能由參與測試的發動機來提供。

在通用研發中心內,有著北美最大的電池實驗室。這里如同龐蒂亞克研究中心類似,在這里需要對汽車電池在裝車前進行全面的模擬測試。整個實驗室分為南北兩個獨立的房間,其中北邊主要對電池組整體進行耐久性測試,而南邊則主要對電芯進行單體的試驗。

通用電動機混合動力技術負責人在向我們介紹通用新能源汽車的發展。
在電池整體實驗室內,拼裝好的車輛電池組在這里被放置在能夠模擬真實環境的試驗艙內,模擬實際使用狀況對電池的性能進行測試,主要包括充放電循環、實際使用天氣模擬(溫度、濕度)等等。值得注意的是,為了保證電池組在低溫情況下的性能,工程師在這里做了眾多低溫測試,從而設計出一套電池的“空調”系統——這套系統主要通過液體循環,以及一個功率為1.6kW的加熱器在極端條件下對電池組進行加熱,以令其工作在理想的溫度范圍內。一般來說,一個電池組在這里需要做相當于車輛行駛150000英里(約240000km)的試驗,來驗證它的可靠性。

電池組整體實驗室主要為了驗證電池組在實際工況下的可靠性。

第一代沃蘭達使用的鋰電池組

新沃蘭達的電池組,主要變化在于熱能管理系統效率的提高。

純電動車的電池組

電池單體的“空調系統”,主要通過液體和加熱裝置進行溫度調節。
在南邊的電芯實驗室,則主要負責研究電芯技術的研究。這里能夠模擬電芯充放電、振動、甚至是慢速碰撞的情況,從而驗證電芯的可靠性。

這臺機器幾乎能夠模擬電池在實際使用過程中遇到的所有情況。
與此同時,這里還能夠模擬電芯的生產過程,以驗證生產工藝制定是否合理。并且在實驗室內還有專門針對電芯安全性進行試驗的設備,包括短路、過充、著火、碰撞甚至是穿刺試驗。所有的電芯設計必須經過這些試驗驗證之后,才能夠投入應用。

在設計驗證階段初期,上面說到的兩個實驗室能夠對動力系統及電動系統進行初步的驗證,而當整套系統裝車之后,就需要對于車輛的整體可靠性進行進一步的驗證了。如此一來,就只能依靠試車員駕駛著實車,對車輛在各種環境下的性能進行全面的驗證。而試車場誕生的初衷,便是如此。1924年,通用在位于密歇根州,距離底特律不遠的的Milford(米爾福德)建造了全球第一個專業的汽車測試場。關于這個試車場的故事,歡迎觀看以下視頻:
這里是全球最早的試車場,同樣也是全球規模最大、功能最全的專業試車場。整個試車場占地約1619公頃,擁有100多座建筑和各種路面,通用每年在這里試車的里程超過2414萬公里。可以說,之后所有的測試場都是依照米爾福德測試場的功能來建造的。

米爾福德試車場占地達到了1619公頃。
在此之前,我曾經去過幾個位于國內的試車場,它們都以功能齊全,技術先進自居。而米爾福德試車場同之前見到的感覺大相徑庭——首先它的規模巨大,各種試車道路和場地散落于一座森林內,在路邊會有鹿出沒的警告,它從建設初期的6km2已經擴建到如今的16km2;其次,這個賽車場經過90多年的不斷休憩和完善,如今集成了車輛可靠性、主、被動安全性、動力性能、操控性能測試于一身,可謂世界上功能最為全面的試車場。它既可以提供以240km/h的速度狂奔的大型環形跑道,也有長達5km、可以直線加速至爆表的大直道,更有汲取德國紐北及北美各著名賽道精華的用于測試車輛極限的模擬賽道。可以說通用旗下的任何車型,甚至包括考維特和軍用車輛,都能找到合適的測試場地。

這里設計了最刁鉆的彎道,用來測試各種性能車輛。
我們在此主要參觀了位于場地內,Black Lake旁的主動安全測試區域(Activity safety test area)。在這里通用試驗著自己最為先進的主動安全技術,以及即將推出的半自動駕駛功能。主動安全測試區域是通用在米爾福德測試場最新開辟的場地,它包括一個面積6.5公頃(65000㎡,大概有154個標準籃球場的大小)的平臺測試區,用于測試車輛的操穩極限;還有一條2km長,雙向六車道的高速公路模擬道,用于測試自動駕駛;另外,它還專門開辟了停車測試區,用于模擬各種停車方式的自動輔助系統(我想說如果不是在這里,全底特律很難找到一個側方停車的車位)。另外,它還有一條模擬隧道,用來測試在特殊環境下車輛自動駕駛的功能性。

主動安全測試區一角,左側是模擬的隧道。

在主動安全測試區內主要測試車輛各種主動安全系統。

這里還能夠模擬行人,測試車輛的行人探測功能。
位于龐蒂亞克和沃倫的測試中心主要是用來測試研發初期各種設備的性能,而在米爾福德則是用來測試整車的品質,在這里距車輛最終投產僅差一步。這個試車場是通用研發實力的一個體現,如今無論電子計算機模擬技術多么先進,都無法替代最終真車在真實路面上,真刀真槍的測試。如今,通用在全球幾乎各大洲都有自己的專業測試場地。
小結:通過參觀各種全球最大的實驗室和測試場,展現出通用在造車領域的深厚造詣。如今造一輛車并不算難事,但是通用有這樣強大的技術積累和支撐,讓我們明白,羅馬真不是一天能夠建成的,這也正是車輛技術和品質的保證。
未來:通用在下一盤大棋
翌日,通用安吉星系統全球首席運營官,Terry Inch又向我們展示安吉星系統的最新動態。

安吉星用戶如今已經突破700萬。
通用最早于1995年6月引入了安吉星系統,經過20年的發展,如今它有超過700萬的用戶,已經成為全球最大的車輛通訊系統。并且在去年,安吉星在全球實現了10億次的實時互動,可見對于用戶而言,安吉星已經成為一個用車習慣。

在中國安吉星發展非常迅速(得益于別克和雪佛蘭車型的熱銷),如今已經有超過100萬的用戶。并且中國用戶使用安吉星的頻率比北美要頻繁得多,我想這很大程度上是由于中國復雜得道路情況決定的……不僅如此,安吉星還專門針對中國消費者的需要開發出了新的功能,并且專門應用于中國車型中。

安吉星在中國提供的服務,紅框內為中國專有。
在今年的CES Asia上,安吉星已經向我們展示了它的最新動態:通過使用4G LTE通信網絡,令整套系統的數據交換速度提升了10倍,這就意味著安吉星能夠更加迅速地實現車輛診斷及承載更多的數據交換,實現無線可能。安吉星也是如今惟一一家通過4G LTE網絡實現車輛通信的系統。

安吉星是如今第一家使用4G網絡技術的車載通信系統。

今夏起,蘋果CarPlay將率先登陸2016款凱迪拉克車型上。

通用安排我們通過實際使用來體驗安吉星的便利性。

新的系統內集成了wifi熱點,只要在車內就能享受快速上網服務。

只要按下按鈕,就能夠享受車況檢查、道路導航等多項服務。
隨后,我們又來到沃倫研發中心,在這里通用的工程師們向我們展示了他們最新的工作成果:Vehicle to Vehicle(車與車之間)通信。
這套系統的原理并不復雜:依靠高精度的GPS和無線通信裝置,實現了基于位置的車與車、以及車與基礎設施之間的通信溝通。

通過車與車之間的通信,極大地提高了城市交通的安全性。

V to V項目負責人在向我們介紹V to V通信技術原理。
目前,這套系統已經能夠時間交叉路口碰撞警告、追尾碰撞警告、盲點輔助、并線輔助、紅綠燈識別等功能。

通過車載通信,車輛可以識別看不到的隱患。

在車內會通過中控聲光以及座椅振動等方式提醒駕駛員。

通過這套系統,車輛不借助雷達卻能實現更加有效的危險識別功能。
相比如今普遍采用的基于雷達系統的輔助駕駛系統,基于V to V的系統結構更加簡單,并且能夠打破障礙物的限制,顯得更加智能和可靠。當然,這樣的前提是參與交通的車輛都安裝有這套系統。

基于硬件設施,這套系統還能夠延伸出更多的功能。
通過這套系統,無疑大大提高了車輛行駛的安全性,并且如果日后得以普及,那么基于這套系統將會實現無數的拓展功能,無疑為智能交通的普及提供了一個很好的平臺。
目前類似的V to V系統研究尚處于起步階段,通用無疑是一個先行者。事實上這套系統并不復雜,在日后通用還會通過在后市場銷售通信盒子的方式將這項功能進行普及。通用如今已經在位于安娜堡的密歇根大學進行了相關的試驗,大學內有3000臺車輛安裝了V to V通信功能,智能交通系統已經初現規模。

這套系統未來還能夠通過后市場為車輛安裝。
這套系統雖然結構簡單,但是其中涉及到的功能算法,以及由于它帶來的安全問題都需要進一步研發。目前通用正在同相關組織機構和其他廠商一起協商V to V標準的制定,如果日后能夠作為一個強制性標準在車輛上進行安裝,那么我想在這個市場,通用將會開拓另一片藍海。