助力新技术应用、保护消费者安全，沙盒监管试点启动纵深谈

前不久，国家市场监督管理总局发布《关于确定首批汽车安全沙盒监管试点名单的通知》（以下简称《通知》），在企业自愿申报和专家技术评估的基础上，首批9项汽车试点技术随之曝光。
　　这是汽车安全沙盒监管制度的最新进展。两年前，市场监管总局等多部门曾发布《关于试行汽车安全沙盒监管制度的通告》，随后市场监管总局牵头研究制定了《汽车安全沙盒监管实施方案（试行）》、《汽车安全沙盒监管技术目录清单（试行）》。2022年12月，市场监管总局办公厅又发布《关于启动汽车安全沙盒监管试点申报的通知》。
　　显然，原有的汽车产品安全监管，更适应燃油车时代。而如今，汽车电动化风起云涌、汽车智能化方兴未艾，越来越多的新技术、新功能应运而生。更何况，它们还在以飞一般的速度，根据自己的发展逻辑及市场的全新需求迭代升级。技术日新月异，安全监管也应与时俱进，二者如何实现良性互动，进一步福泽行业、利益用户？面对新局面、新需求，《中国汽车报》记者进行了一番深入采访，对象分别是以“商用车用电池管理系统无线通信技术”和“自动领航辅助（NAP）功能”、“无电池包CTC电池底盘车身一体化技术”，入选此次试点名单的郑州宇通集团有限公司（以下简称“宇通集团”）及浙江零跑科技股份有限公司（以下简称“零跑科技”）。
　　产业变革催生新需求、新功能
　　梳理试点名单中的新技术、新功能，不难发现它们普遍与汽车电动化、智能化相关。整车产品层出不穷的新需求是这些新技术、新功能背后的强大推动力。
　　为推进能源革命和低碳绿色发展、实现“双碳”目标，汽车电动化成为关键路径之一。目前，我国商用车保有量约为4000万辆，占全国汽车总量的10.9％，但其碳排放却占据全部车辆碳排放的近65％。宇通集团软件管理总责工程师邵玉龙告诉记者：“目前，新能源商用车渗透率仅为10％左右，具有较大的发展空间。作为核心部件，动力电池系统的轻量化、长寿命、安全可靠性、智能化技术水平直接决定电动商用车的综合竞争力。现有商用车电池管理系统（BMS）普遍采用有线方式，存在线束多、接插件多、美观性差等问题。以牵引车12箱电池系统为例，其低压线束长度约24米，接插件24个，数量多且不易管理。随着商用车电动化进程的推进，这样的问题将愈发凸显。”
　　据介绍，无线BMS能够较好地应对上述挑战。2016年前后，曾有学者利用Zigbee等技术实现了BMS无线通讯功能，随后国内外企业纷纷着手研发和布局。在商用车领域，宇通无线BMS的开发进展处于行业前沿，项目自立项至今依托宇通旗下深澜动力在电池系统技术研发方面的积累，已历经3代样机、在5款车型上试装应用，并进行了整车级深度测试。
　　标准模组技术CTM（Cell to Module）为传统集成方式，属于第一代技术；CTP（Cell to Pack）为第二代技术，CTC（Cell to Chassis，即电芯到底盘的集成）、CTB（Cell to Body）等均为第三代技术。CTC成为新能源汽车颇受关注的技术发展方向之一。“运用CTC技术将电池包集成到底盘上，可以简化产品的设计和生产工艺。随着技术的迭代，车企的主导权也进一步增强。”零跑科技电池产品线总监杨涛对记者表示，“零跑很早就开始研发CTC技术，也是国内首家将其应用于量产车的企业。”
　　汽车智能化的新需求更是“一日千里”。自特斯拉2018年推出领航辅助驾驶后，这项技术立刻引起了业界的广泛关注。经过多年努力，行业头部企业基本具备了基于高精地图的高速领航驾驶辅助研发能力；接下来，城市道路自动领航辅助功能，将成为竞逐的焦点。零跑科技电子与信息产品线副总经理王耀农介绍称：“在这个领域，技术的发展呈现多路线并举的状态。其一是特斯拉的FSD，它以BEV（鸟瞰）视觉感知算法与栅格网络实现三维空间视图构建，并融入时间序列特征；其二是依靠激光雷达、摄像头、毫米波雷达等多传感器融合，搭配高精地图的超视距感知、高精定位等能力，实现高速乃至城市场景下的领航驾驶辅助能力。”
　　企业技术创新迭代显现更多活力
　　与产品端“内卷”相应的是，汽车企业对新技术、新功能的积极探索与应用。在杨涛看来，经过不断摸索与反复实践，目前零跑的CTC技术已展现出诸多优势：首先，整车空间布置更加灵活，能够提供更大的驾乘空间；其次，扭转刚性提升25％，轻量化系数提升20％，操控响应速度同步提高，NVH性能也得到了很好的优化；再次，电池布置空间增加14.5％，这意味着车辆可以实现更长的续驶里程；同时，由于结构互补，车身安全性大幅提升。
　　“零跑自研的城市道路自动领航辅助功能（NAP），结合了多源信息融合定位、多模态特征融合环境感知及复杂交通流决策规划控制技术，在多项创新的基础上实现了点对点的领航辅助驾驶。”王耀农告诉记者，“在多源信息融合定位技术方面，零跑NAP通过融合组合导航（RTK＋IMU）、图像语义、高精地图和雷达等多源信息，实时输出稳定的定位信息，针对行业中难以解决的长隧道定位精度退化问题，通过融合视觉语义、毫米波雷达等信息，仍能保证定位精度和可靠性，从而大大扩展了使用场景；在多模态特征融合环境感知技术方面，通过在BEV空间下统一多源传感器坐标系，大幅提升了障碍物的识别准确率，此外还将自监督学习应用在模型训练中；而在复杂交通流决策规划控制技术方面，通过对MPC（模型预测控制）模型进行迭代优化，在保持最优解的同时满足了实时性要求。”
　　宇通集团则在无线BMS技术研发深耕多年，完成了底层技术、零部件、整车级的全方位验证，并在迭代中不断对其加以完善。“商用车的电池系统存在空间分布广、无线节点多、电磁干扰多、传输数据量大等特点。我们针对布置特点、使用环境、需求痛点进行了重点研究，形成了5项技术创新。”邵玉龙说道，“首先，研制了具备数据同步采集和高效无线传输的BMS，设计了无需通讯线束、加热线束、编码线束和供电线束的电池系统；其次，研发了快速编码成组技术，通过一键扫码成组装置和策略，提升无线BMS成组的效率和准确度，满足了无线BMS在商用车领域推广的技术要求；再次，研发了自繁殖时钟同步算法，缩短了各网络节点时间同步误差，提高了数据的同步性；同时，开发了传输路径动态规划算法、智能分时跳频算法和无线密钥同步更新机制，提高了无线系统的安全可靠性；最后，研究了无线电池管理策略，开发了基于电池容量的动态路由算法，使电量较多的电池箱承担更多数据中继任务，实现了电池箱之间的电量均衡，提高电池箱之间电量的一致性。”据他介绍，在上述创新的基础上，宇通集团开发出立体式多层级电池无线管理技术，降低了整车线束、插接件的使用量，同步降低了电池系统的故障率，提高了其安全可靠性。
　　来自贴近市场应用场景的试验验证
　　产业变革带来内生动力，而把潜在需求变成现实需求，让消费者敢用、用好，避免企业“孤芳自赏”，更需投入大量的心血。
　　“宇通已拥有超过18万辆新能源商用车的运行数据，这让我们能够从多个方面理解电池系统的改进提升方向。利用新技术满足客户需求，让终端用户获得更好的体验，是我们推动无线BMS不断进化、创新的根本动力。”邵玉龙分享道，“受邀参与无线BMS试用的终端用户，都给出了积极正面的反馈。第一，由于减少了低压线束和接插件，故障率风险得以降低，可靠性得以提升，出勤率得以提高；第二，这些‘减法’带来整车重量的降低，能够帮助用户降低能耗、延长续驶里程、节约运营成本，实现客户价值的最大化；第三，客户期盼的非接触诊断功能成为现实，降低了触电的风险，同时也方便客户及相关方通过我们自带的电子寿命标签，实现电池全生命周期的可追溯，降低了二手电池的估值难度。”
　　层出不穷和不断进化的新技术、新功能最终将使终端用户获益，但车企也意识到，技术有其自身发展规律，因此必须谨慎对待、严控风险。
　　杨涛直言：“由于电芯直接集成在箱体上，在发生整车碰撞时，可能存在绝缘失效的风险；而无电池包上盖，下托盘直接与车身贴合固定，对气密性的要求较高，经过长时间的使用、恶劣的路况或维修之后可能存在气密失效的风险，这两方面对众多开发CTC技术的企业而言形成了挑战。”零跑科技给出的解决方案，是创新性地开发出双骨架环形梁式结构，电池托盘与底盘骨架实现兼容，做到既是底盘车身结构又是电池结构，结构强度更高、安全性更优；而对于气密方面的挑战，则是首创基于多点栅栏式网状连接技术，数十个连接点紧密分布在电池包的四周和中间部位，形成了多点网状栅栏式结构形式，可以很好地应对这两方面的问题。据悉，零跑量产车C01已全部采用CTC技术，销量超3万辆，后续C10、C16等纯电动车型全系也均会搭载。
　　“具体到NAP，我们在产品开发时就对功能进行仿真测试，场景数据来源于零跑车型积累的海量真实路测数据；此外，在产品推出前，我们安排专业的测试和测评人员，在全国各地进行实车功能测试，测试人员会对功能的安全性、舒适性、可靠性进行全方位的评价，严格记录功能使用过程中的人工接管情况，并将真实的测试数据及时反馈给研发工程师，进行问题分析及功能优化。”王耀农告诉记者。
　　从基于结果到源头介入的安全监管
　　有了企业的自觉，对于新技术应用的安全性而言还难说是“充分必要”，监管体系相当于另一重“保险”。在汽车产业变革的大潮下，产品安全监管制度必须与技术创新“同频共振”。
　　“坦率地说，现行的产品安全监管制度大部分是针对市场上已出现的问题，对新技术、新功能开发及投入使用前期的关注度不足。失效模式不清晰、开发验证不充分、监管制度有欠缺，都可能导致产品安全风险难以提前识别，最终使得新技术的应用和更新迭代受限。”零跑科技整车质量总监肖朝宏认为，“此外，技术标准方面也存在一定的滞后性。比如，目前CTC技术暂无强制性行业标准，并且在测试方面的规定也比较模糊；再比如，自动领航辅助驾驶功能则因为技术发展尚未成熟且多条路线并行，暂无强制性标准。”
　　“针对BMS，行业已有相关的指导标准和设计规范文件，但对加快无线BMS新技术的开发而言还不足够。”在邵玉龙看来，“原有的安全监管制度是基于结果的监管，而沙盒监管从零部件的设计、开发、验证环节介入监管，定期组织行业专家会审，帮助企业全方位快速检验无线BMS技术的设计方案是否规范、零部件和整车的测试方案是否完善，对消费者、生产企业和行业技术进步带来有益影响。”
　　“对于新技术，我们首先会自我识别优缺点与风险点，针对不足之处评估优化方案；同时，也会收集客户需求与痛点，结合CTC技术的特点与相关部门专家组一起探讨，共同建立一个系统型和综合型的风险管理框架，围绕它逐步细化风险管理策略与具体应对措施，并定期邀请相关部门进行验收与评估。”杨涛对记者表示。
　　肖朝宏进一步解释说：“对于进入监管沙盒的新技术、新功能，应提供相应的质量服务及宣传推广，并对顺利‘出盒’的产品，提供部分‘豁免’机会，以此鼓励企业积极开展创新。同时，企业要对新技术、新功能风险进行提前识别，制定针对性测试方案及质量安全风险防范措施，通过深度测试验证新技术／功能的安全性及质量安全风险防范措施的有效性，待全部验证目标达成后方可‘出盒’，以此方式保护消费者的安全。”他认为，尤其是在行业标准尚不完善的背景下，通过“沙盒”的方式对新技术进行合理、包容的安全监管，有效地补充了行业目前的空白，将在激发企业创新活力的同时，保护消费者权益和公共安全，促进整个行业的可持续高质量发展。
　　监管机制创新有赖于多方联动
　　汽车安全监管新机制出台后，下一步的推进比以往更依赖行业、企业、监管方在形成共识的基础上紧密协同。
　　肖朝宏表示：“汽车安全沙盒监管在透明度和公正性、鼓励企业主动参与以及保护消费者权益和公共安全等方面具有优势，能够同时促进技术创新的和保护消费者。同时，也正因为这一制度的特点，企业、行业、管理部门需要更加积极、及时的联动。”
　　记者了解到，参与试点工作的企业也在积极调整内部流程，以期达到更好的效果。“沙盒监管要求企业在特定的测试环境中进行新技术和新产品的研发、试验，这将改变企业原有的研发流程。企业需要适应沙盒监管的要求，加强与监管机构的沟通和合作，以确保研发过程中的合规性和安全性。”肖朝宏称，“为了更好地适应沙盒监管的要求，我们组建了专门的团队来负责与监管机构对接、技术评估和监测等工作。”
　　“集团内部非常重视参与沙盒监管的试点，从4个层级建立了管理机制。”邵玉龙介绍称，一是在研发阶段，宇通提出了全面验证的理念，也就是在完成零部件-系统-整车级别的验证后，整车在市场应用场景下进行小批量验证，进一步深度评估无线BMS的安全性和稳定性；二是在应用阶段，要求实时跟踪，自建了新能源监控平台，利用车联网、大数据等先进技术对车辆使用过程中，不同场景下无线BMS采集到的电池电压、温度、网络状态等数据进行实时监控，并通过故障码上报机制快速发现故障及定位原因；三是事故快速响应处置，确保重大事故快速处置；四是对安全监管体系进行了升级，内部有完备的产品安全监管及应急处置保证体系，在产供研销等关键环节都设有相应安全管理部门。
　　“沙盒监管这种新的机制对于新技术的研发应用以及消费者的保护作用都是显著的。比如，相关部门选定了无线BMS作为试点，一定意义上具有示范带动效应，将在极大程度上坚定相关企业的信心，促进企业不断扩大对这个领域的投入，而这样的正向循环将加快产业成熟度。同时，我们在参与试点工作的过程中，也与由高校、科研院所、业内主流企业专家组成的评审团进行了深入的汇报、交流，评审团成员为无线BMS相关技术指标的成熟、测试验证方法的改进提供了自己的智慧。”邵玉龙表示，“我们希望在试点工作的带动下，更多产业链企业，尤其是芯片供应商参与到无线BMS的产业化进程中，共同助推技术成熟、落地、应用。”