博世首次展示4D成像雷达等技术成果

2021 10月15日，博世在上海举办博世汽车与智能交通技术创新体验日。作为全球领先的汽车和智能交通技术供应商，博世带来了丰富的产品，并展示了其在智能汽车、电动出行和自动驾驶等领域的技术积累。其中，在智能化方面，首次展出了博世第五代毫米波雷达终极版，博世驾驶辅助升级功能和量产智能座舱域控制器也集体亮相；

在电气化方面，主要展示了博世首批三合一桥和燃料电池模块等核心部件。在传统的“技能”方面：博世带来了一种电液混合动力转向系统，可以支持更高级别的驾驶辅助。同时，在体验日的赛道上，还有基于智能集成制动系统IPB的本地创新功能，舒适的制动，将为您带来“老司机”的体验感。作为迈向自动驾驶的基石，乘用车领域的高级驾驶辅助功能在现阶段至关重要。无论是驾驶辅助还是自动驾驶，作为一个复杂的系统，它包括感知、决策和执行三大技术环节。针对这三个方面，博世对产品进行了全面升级，并在此次体验日推出了全新升级的产品和功能。这些产品和功能都是博世在中国市场的首次亮相。1） 博世驾驶辅助升级的完整系统包括1个博世第五代前雷达、4个博世第5代转角雷达、1个博世三代多功能摄像头、1个辅助驾驶域控制器、驾驶员监控系统和高精度地图。该系统可以在高速公路上实现端到端的辅助驾驶体验。与博世驾驶员辅助基础版和增强版相比，升级版在自动跟车、自动巡航和自动变道等功能的基础上，进一步拓展了高速公路辅助驾驶的应用场景。结合驾驶员监控系统提供的信息和高精度地图，使高速驾驶更安全、更舒适。

2） 博世电动两轮车的自动紧急制动是一种基于环境传感传感器的主动安全功能，用于感知与前方车辆、行人或其他交通参与者碰撞的风险，并通过系统自动触发执行器实施制动，以避免碰撞或降低碰撞程度。与道路上的车辆相比，电动两轮车具有更大的运动灵活性、更小的尺寸和复杂的形状，因此对系统的计算性能和传感器检测和识别能力提出了更高的要求。该系统既不能误判急刹车，也不能“睁一只眼闭一只眼”，因为它的难度会更大。博世基于两轮电动车的信息对其产品进行了升级，并通过前毫米波雷达和前视摄像头的数据融合，实现了专门针对两轮电动车的自动紧急制动。

3） 博世第五代毫米波雷达终极版通过首先“看到”和“听到”来感知汽车周围的环境，从而实现驾驶辅助。感知系统在驾驶辅助中起着决定性的作用，大量的道路信息需要通过传感器进行感知。博世推出了一款新的毫米波雷达产品——博世第五代雷达终极版，这是一款4D成像雷达。4D成像雷达与传统毫米波雷达的主要区别在于增加了高度检测，在检测物体和人时更准确、更快，点云的数量也会更多。同时，它具有更高的鲁棒性，能够更好地满足舒适、安全、自动化的驾驶和乘坐体验。博世第五代毫米波雷达终极版采用76-77GHz频段，最大探测范围为302米，水平视场角可达120度，垂直视场角可达24度。其核心特征如下：通过单帧测量数据，可以在远距离精确测量目标的位置、相对速度和运动方向；对于易受伤害的道路交通使用者和潜在障碍物，可以直接测量他们的高度，更好地对目标进行分类和识别；

适用于NCAP功能，可用于复杂且高度自动驾驶的场景，以增强系统的舒适性和安全性。样车体验：

4） 根据中国汽车流通协会的一份报告，全景成像是消费者最关心的安全功能之一，对新手司机来说尤为重要。博世这次推出了一项新的3D环绕视图功能。在低速停车时，3D环绕视图使用四个接近摄像头捕捉车辆周围的视野，拼接多个图像帧，并将虚拟图像与实时图像结合在显示屏上显示，提供更有效的视角，避免碰撞风险。在自动泊车方面，引入了一种新的远程泊车辅助系统。该系统目前使用蓝牙控制，通信方式主要由主机厂定义。Bosch和主机厂定义了蓝牙模块与Bosch控制器之间的通信协议和接口，蓝牙模块与移动应用程序之间的通信由主机厂负责。博世行车记录仪功能为判断驾驶和停车过程中发生的事故提供了有效的依据。5） Bosch家庭区域泊车辅助系统可以重复使用Bosch远程泊车辅助硬件平台上驾驶辅助功能的四角雷达。在不添加额外硬件传感器的情况下，可以通过软件升级来实现内存驻车功能。整个功能使用起来很方便，到达所需停车位的确切路径只需教授一次，系统将能够完全自动重复停车。然而，需要注意的是，驾驶员负责整个停车过程，并保持在距离车辆6米以内。整个辅助系统的显著特点是有助于减少家庭区域小车库低速行驶时的划痕。

6） 博世智能座舱解决方案软件在定义车辆的功能和体验方面发挥着关键作用，使其更加智能，从而使驾驶员和乘客受益。作为人机交互的起点，如何轻松简化复杂性，博世在此次体验日带来了全新的智能座舱解决方案：博世智能座舱域控制器和博世驾驶员和乘客监控系统。博世智能座舱域控制器配备了全球领先的高通8155芯片平台。博世智能座舱域控制器将以前独立的信息娱乐和仪表域计算功能集成到一个强大的电子控制单元中，具有高度灵活性、模块化和可扩展性。它最多可支持8个物理显示器和12个摄像头，是当前智能座舱的理想计算平台。

博世驾驶员和乘客监控系统博世驾驶员和驾驶员监控系统配备了一个230万像素的RGB红外摄像头，可以检测驾驶员、乘客和后排乘客。通过捕捉车内乘客的眼睑运动和视线等关键点，系统可以监测驾驶员在驾驶过程中是否疲劳，并根据相应程度进行干预；

它还支持手势识别和其他功能，以提高驾驶乐趣。7） 制动舒适的新手司机可能一开始就无法很好地控制制动力。“深脚浅脚”的驾驶方式不仅影响舒适性，还会增加追尾的风险。为此，博世带来了基于智能集成制动IPB系统开发的舒适制动功能。该解决方案系统高度集成，可以为混合动力或新能源汽车提供更高效、更动态的制动效果。与具有预定制动力和踏板驱动的传统制动系统相比，博世智能集成制动IPB系统取消了真空助力器，制动辅助由内部电机完成。当制动踏板位置传感器检测到踏板位移时，它将信号传输到控制单元。经过计算，控制单元向辅助电机发送执行信号，辅助电机最终作用在制动总泵上，并提供额外的扭矩以达到辅助效果。通过这种方式，IPB可以更准确地控制压力，工程师也可以调整不同的踏板感觉和制动特性。在这项技术中，工程师可以使用对制动压力的精确控制来消除减速影响，使制动过程更顺畅，最终获得类似于“老司机”的制动体验。

8） 博世集成车辆动态控制系统（IVC）：从ABS到TCS，再到ESP？，博世在车辆动态控制方面的研究可以说积累了深厚的经验。在这个体验日，博世带来了另一项车辆动态控制技术：集成动态车辆控制。这项技术自2009年开始研发，是博世的专利。它最初安装在AMG SLS电动驱动上，后来兰博基尼和阿斯顿·马丁等豪华汽车制造商也将其与他们的车型相匹配。这次国内首发来自中国运通的HiPhi。IVC系统主要控制该车辆的制动和后轮转向。当车辆低速反向转弯时，缩短转弯半径；

以相同方向高速转弯可增强车辆的稳定性。IVC之所以能够实现上述功能，是由于其独特的工作逻辑。目前，市场上的标准车辆反馈控制需要不同执行器或控制器之间的单独通信。在接收到来自上级控制器的响应后，它可以在下一级执行，从而导致车辆性能和驾驶员请求的延迟。IVC使用前馈控制逻辑。基于车辆模型的设计，控制器将统一向所有执行器发出命令，执行器可以在不等待控制器进一步反馈的情况下执行。这带来了更快的车辆性能和更统一的操作的优势。俗话说“润物细无声”，IVC利用前馈控制逻辑，根据驾驶员的操作预测车辆的行为，从而激活相应的控制器，带来更好的转弯性能和牵引力控制体验，使车辆具有更高的稳定性和操控可靠性。最终，在确保安全可靠的同时，IVC为驾驶员提供了最大的驾驶乐趣，适合主机厂定制的工程开发需求。

9） 根据中国汽车协会的数据，2020年中国汽车市场新能源汽车产销分别完成136.6万辆和136.7万辆，同比增长7.5%和10.9%。其中，纯电动和混合动力车型产销同比增长，销售额的增加将不可避免地带来对电气化产品的需求增加。在这个体验日，博世在电动化方面的旗舰产品是三合一桥。这座三合一桥是为中国市场开发的，其驱动电机、控制器和减速器都集成在一起，形成了紧凑的布局。该桥的最大输出功率为80KW~200KW，峰值扭矩为2000Nm～5000Nm，效率超过93%。在智能化方面，博世的三合一电桥集成了电子驻车系统，控制部分集成在电机控制器中，执行器集成在变速箱中，可以选择使用。同时，它还具有CAN FD和高速CAN通信，以满足不同的CAN电气架构要求。此外，还对高速电机中常见的NVH（噪声、振动、不平顺性）问题进行了特殊优化。在设计和开发之初，在系统级进行NVH设计仿真和优化，并通过谐波注入等软件方法控制噪声，以确保桥梁在整个速度范围内具有优异的NVH特性。在安全方面，已经测试了极端操作条件，结果稳定，可以应用于所需的安全模式。这是由于全面的功能安全开发系统。三合一桥通过软硬件功能的协调，采用芯片监控、应急电源等设计方法。同时，该产品采用三层功能安全架构，最高可支持ISO26262 ASIL D安全级别要求。

商用车的部分氢能被称为“21世纪的终极能源”。博世公司高度重视氢能市场的发展，预计2021至2024年间将在氢能领域投资超过10亿欧元。2021 3月，博世在德国境外的首个氢燃料电池中心在无锡正式投入使用，该中心集前瞻性研究、工程开发、小规模产品工业化能力于一体，具备从关键部件到整个系统的测试能力。与此同时，博世与中国领先的商用车制造商清菱汽车有限公司于今年3月正式成立博世氢动力系统有限公司有限公司。8月，首批搭载博世氢动力模块的商用车宣布在重庆交付。此外，2019年，中国发布了商用车自动应急系统的性能要求和相关规定，并开始强制安装商用车自动紧急制动、碰撞预警等驾驶辅助功能。博世有着悠久的研究和积累历史……

在商用车领域，其产品已经在欧洲得到广泛应用。这一经验带来了博世在驾驶辅助方面的最新研究成果：先进的驾驶辅助系统和应用于重型商用车的电液混合动力转向系统。1） 燃料电池功率模块氢燃料电池具有燃料加注时间短、续航里程高、零排放等优点。博世的燃料电池电动解决方案适用于各种车型和性能要求。博世提供紧凑、高效、可靠且易于集成的燃料电池系统解决方案，专为中重型商用车设计。

当前展示的功率为70kW，功率密度高达0.4kW/kg，峰值效率高达60%。动力模块采用博世先进的电池组、氢气供应模块、电子空气压缩机和一系列传感器。燃料电池堆可以为燃料电池电动汽车提供电力。该部件由堆叠的燃料电池组成。在电池组内串联排列的每个电池中，连续供应的氢气和空气中的氧气之间发生电化学反应，将产生的能量转化为电能。这种反应只产生水、电和热，不排放颗粒物或氮氧化物等污染物。燃料电池组具有高功率密度，其额定功率可以根据使用情况进行调整，并可以根据电池数量进行扩展。燃料电池控制单元是用于燃料电池系统操作的中央控制单元，其从车辆控制单元获得功率和热需求以及系统的电流传感器值。燃料电池控制单元控制和监测连接的系统部件，并提供所需的功率。燃料电池控制单元的开环和闭环控制软件结合了基于物理模型的功能。快速控制电路可以实现现代电动汽车所需的燃料电池的高动态运行。2） 博世针对重型商用车的先进驾驶辅助系统包括从视觉到雷达的一整套硬件产品。在视觉方面，它是第三代多功能摄像头，雷达包括第五代前置雷达和角度雷达。作为一款商用车产品，虽然外观与乘用车毫米波雷达相似，但在使用寿命方面有所增强，可以满足商用车的电磁兼容性和长使用寿命要求。此外，软件也进行了优化，使整个产品更适合商用车场景和车辆动态特性。该系统可实现自动紧急制动、自适应巡航控制、车道保持、盲点监测等功能，满足现行国家标准要求。第三代多功能相机：该相机配有集成控制单元，采用可靠的硬件设计，水平视场角为100度，分辨率高达260万像素。除了支持识别车辆、行人、骑自行车的人、路标和方向灯等目标的经典算法外，该相机还将博世自主开发的深度神经网络和深度信息恢复等人工智能算法集成到其片上系统中。将经典算法与人工智能多径算法相结合，支持对各种场景的全面理解，并满足重型商用车的监管要求。

第五代毫米波雷达：雷达传感器采用紧凑型设计，重量更轻，能耗更低。新型线性调频序列技术支持精确、快速、可靠的物体和行人检测，有效支持复杂交通条件下的驾驶辅助功能，如自动紧急制动、盲点监测和发车通知系统，满足重型商用车的监管要求。新一代雷达传感器为重型商用车提供了卓越的安全性和舒适性体验。

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3） 电液混合动力转向系统要求重型商用车在转向过程中克服大量的旋转阻力扭矩，这是普通机械转向系统难以满足的。因此，液压动力转向……

该系统通常用于将发动机输出的机械能转换为液压能，并在驾驶员的控制下辅助驾驶员转向。博世继续升级这项技术，使用电动机代替发动机驱动液压泵，形成电液转向系统。该系统可以提高转向精度，根据车速和路况精确控制转向辅助，提高操控舒适性。此外，基于辅助和无人驾驶硬件的需求，电液转向器可以实现与整车的通信，实现辅助驾驶功能。

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