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小鹏的科技树

 亲斤彳正禾呈 2021-10-26

10月24日上午10点,小鹏汽车肇庆工厂中的一间经过精心布置的厂房,迎来了这家造车新势力的第三届“1024日”。

细心的人会注意到,与前两年的“智能日”相比,今年的活动名称改为“小鹏汽车科技日”,活动的内涵似乎在变大。

小鹏表示,要持续探索未来出行新可能。为此,本届科技日上,小鹏汽车公布了4个方面的进展:超级补能,智能驾驶,智能机器人,飞行汽车。

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480kW超充

何小鹏表示,今年9月中国新能源汽车渗透率已超19%,销量同比增长超过200%,远超几乎所有人在年初时的预期。

数据不会说谎,电动化和智能化的趋势在加快。但小鹏深知,要让电动汽车肩负起人类公路出行的中坚,超充补能体系是必不可少的基础。

为此,小鹏计划在2023年内实现功率达到480kW的超充站部署,具体的工作包括三个方面:

在车端,小鹏希望在中国成为首个量产800V SiC平台的车企,采用高能量密度、高充电倍率电池,实现充电5分钟续航200公里、10%-80%充电用时12分钟。

放眼全球,800V高压平台并非首创的技术,保时捷Taycan、现代ioniq 5、Lucid Air等车型已经采用800V或以上电压平台,而国内比亚迪e平台3.0、吉利SEA浩瀚架构也同样支持800V电压。

目前,由于SiC器件成本高等原因,800V电压仅出现在高端豪华车型上。小鹏若能率先量产这一技术,将为普通家用车用户带来近似加油的充电体验。

当然,仅有车辆的高电压平台还不足够,充电桩同样要支持。

在桩端,最大的难度在于,即使在800V电压下,要实现480kW充电功率,意味着电流需达到600A以上——这为充电线缆和充电桩配件的安全、散热和轻量化提出了很高要求。

不出意料地,小鹏宣布将采用液冷散热充电枪,在通流能力达到670A的同时,确保充电线缆足够细、足够轻,充电枪插拔力小,方便女性用户使用。此外,小鹏的480kW超充桩将配备安全检测芯片,并具备IP67防护能力。

在站端,小鹏将自研储能充电技术,一次储能满足30台车不间断充电。

充电站配置储能的优势有二:一是可在用电高峰时段减轻电网负担,并减少停电、限电对充电运营的影响;二是可利用峰谷电价差,在夜晚谷电期间将储能电池充满,在白天峰电期间放电给车辆,从而降低用电成本。

以平均每台车单次充电量65kWh估算,小鹏的单站储能容量将达到约2MWh,而以1000元/kWh的储能系统单价粗略估算,这样一套储能系统的成本约为200万元——对于利用率偏低的充电站而言,这样一笔前期投入会是沉重的负担,但小鹏愿意为其买单,一方面是为了向用户提供更优的充电服务,另一方面也得益于超高功率带来的更高的单车充电效率,以及持续增长的汽车销量带来的站场运营效率。

在充电网络建设方面,截至9月底,小鹏建成自有品牌超充站439座,免费充电站1648座。何小鹏表示,小鹏充电基础设施将在今年底覆盖全国所有地级市,2022年底覆盖全国主要县级市,以及绝大多数高速公路。

城市NGP

在2020年“1024”上,小鹏汽车正式发布了高速NGP,约三个月后,该功能于2021年春节前向用户推送。时至今日,小鹏高速NGP累计行驶里程已达1198万公里。

小鹏汽车自动驾驶副总裁吴新宙骄傲地表示,在2021年Q3,小鹏NGP在高速公路行驶里程中的渗透率达到60%——亦即是说,小鹏车主每在高速上开车10公里,便有6公里是在NGP开启状态下完成的。

然而,根据小鹏汽车统计,高速公路行驶仅占普通用户日常出行的10%,城市行驶才是公路出行的主流。

因此,在成功推送高速NGP和停车场记忆泊车VPA之后,小鹏下一个要攻克的辅助驾驶场景早就不是秘密——城市NGP,将为“点到点导航辅助驾驶”完成最后一块拼图。

点到点,与英文的「door to door」表达的是相似的意思。举例说,从家庭停车位出发,经过城市路、高速路(城市快速路)和停车场三种路况场景,最终停入公司停车位,就是一次完整的点到点行程。

而无数种“点到点”组合的实现,最终将会促成用户日常出行场景的全覆盖,即为“全场景智能辅助驾驶”。

对于城市NGP的开发进展,吴新宙介绍称,尽管与“高速NGP”仅有定语的二字之差,但城市NGP的实现难度却要大很多。

鉴于城市场景的交通参与者远多于高速场景,主要的困难在于如何与“三种流”和平共处:人流,电动自行车流,公交车流。

在中国的交通环境下,以上三种流的共同特征是“无序性”——例如,吴新宙形象地将公共汽车形容为“非洲草原上的大象,可以完全不顾周围小动物的存在,随意变道……”

针对此,从今年五、六月份开始,吴新宙的团队将工作重心由高速NGP转为城市NGP,具体的开发重点聚焦于定位、感知融合、预测规划三个方面。

1.定位:首先,出于应对更复杂的交通参与者的需要,小鹏城市NGP的定位精度由分米级提高到了厘米级。

其次,因为绝大多数高速上的GPS信号都很好,所以小鹏高速NGP算法中的定位引擎是以GPS为纲;而在城市场景,由于大量高架、楼宇、隧道的存在,GPS信号不够稳定,因此小鹏将城市NGP的定位引擎改为以视觉和地图为纲,GPS为辅。

而且,不同于传统L4玩家,小鹏的城市定位方案不依赖于高精点云地图——因为高精点云地图数据量巨大,加之在法律法规方面的限制,所以不具备量产性。

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此外,对于城市场景,高精地图的“鲜度”非常重要,吴新宙表示,小鹏将与高德地图配合,在发布时实现以“天”为单位的更新。

2.感知融合:小鹏将高速NGP基于视觉和毫米波雷达的双重感知融合,升级为包括前视摄像头、毫米波、激光雷达、环视摄像头的四重感知融合。

其中,激光雷达对距离、速度等3D深度的精确探测能力,弥补了分辨率低、仅适用于高速公路前车距离测试的毫米波雷达的短板;而4颗环视摄像头则能保证车辆在复杂城市路况下“不存在任何盲区”。

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3.预测规划:与定位和感知融合主要基于对前序系统的优化不同,吴新宙表示,小鹏针对城市NGP对预测规划算法做了完全的重构,每一行代码都完全重写。

这是因为,车辆的标志性动作不再是高速上的变道,而是面对静态物体及弱势交通参与者时的绕行;同时,高速NGP中的变道动作只能在车速大于30km/h时实施——这在城市路段中将变得不再可行。

此外,仿真能力的加强,对自动驾驶算法迭代至关重要。据吴新宙介绍,城市NGP阶段,小鹏的仿真能力达到10万公里/天,每一行代码都会经过10万公里的仿真验证。

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对于城市NGP的落地计划,由于除软件开发进度之外,还涉及到城市法律法规等因素,小鹏当前并未给出具体日期和城市,只是表示“将在2022年上半年,在首批城市的部分道路开放。”

在讲解的末尾,吴新宙通过一段长达4分钟的视频,向与会者展示了未来全场景导航辅助驾驶的画面。

而42号车库、类星频道、电动星球News等多家媒体随之发布的城市NGP体验视频,也展示了小鹏P5工程车在位于小鹏汽车广州总部附近的闹市区,面对复杂城市行驶工况时与多种交通参与者的博弈能力。

能够将以上能力最快地落地在面向C端用户销售的量产产品上,是小鹏汽车巩固其“中国最领先智能辅助驾驶”地位的关键——正因为此,“量产”也成为小鹏科技日上最多被提及的词。

带着领先者的自信,小鹏还对其自动驾驶的发展路径做了介绍:

  • 2022年上半年,具备城市NGP功能的XPILOT 3.5上线;

  • 2023年上半年,具备全场景智能辅助驾驶的XPILOT 4.0上线;

  • XPILOT 5.0阶段,则将实现全冗余软硬件架构,并向全自动驾驶进化。

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在这里,我们也得以一窥小鹏下一辆车型——预计今年年底之前发布、2022年上市的中大型SUV——将搭载的XPILOT 4.0硬件概况:采用两颗英伟达OrinX,总算力508TOPS,配备800万像素前视双目、290万像素侧视摄像头,以及千兆以太的可拓展自动驾驶域控制器。

对于自动驾驶的竞争格局,小鹏提出了“下半场理论”:

量产城市场景辅助驾驶+全栈自研能力=自动驾驶下半场入场券

XPILOT 2.5和高速NGP功能的上线,标志着小鹏具备了端到端的全栈自研能力;基于这样的能力,小鹏将通过城市NGP的上线,率先进入智能驾驶的下半场。

而下半场的核心使命,是从智能辅助驾驶到自动驾驶——通过数据闭环和软件迭代,实现长尾问题的收敛及安全性的提升,完成全场景的打通。

小鹏认为,上半场比的是短跑、爆发力,下半场则可能是马拉松,比的是效率。

智能机器人

今年9月,小鹏发布了可骑乘智能机器马“小白龙”,引来跨界关注。很多汽车业内人士认为小鹏汽车“不务正业”,何小鹏则在此次科技日上分享了推出机器马的缘由。

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何小鹏认为,人类经历了2008年之前的“互联网时代”和当今的“移动互联网时代”,接下来将是2025年前后开启的“主动式移动互联网时代”。而以AI技术为基础的智能机器人,将会是主动式移动互联网时代的标志性产品。

为什么先做机器马?何小鹏说,“马是人类历史上使用时间最长的交通工具,四条腿虽比四个轮子慢,但却可以跨越障碍。”

同时,由于机器马的行进轨迹不再限于道路环境,而是涉及到基于时间+空间的目标识别,基于多模态的用户识别(人脸、体态、声纹),长距离、跨房间的声场定位,以及感受环境与人的仿生触觉(足底、指尖、皮肤)等,此外还需要规划三维路径和辅助精细交互,因此,何小鹏认为机器马的开发复杂程度远超汽车的无人驾驶。

何小鹏表示,我们当前看到的“小白龙”只是一个中间状态,明年它的形态会完全不一样,并将经历两次巨大的迭代:自由行动+全新技能。

在为机器人赋予运动能力的基础上,融合更多能力,将会产生新的场景价值和技术挑战。何小鹏举例称,在机器人领域,仿生嗅觉和机械臂+灵巧手等方向,都是有趣且极具挑战性的课题。

看上去,小鹏对机器马的推进是认真的。为什么不呢?何小鹏进一步分享了自己对AI机器人与人类关系的思考,得出的结论是,二者的能力体系恰好相反——对于那些人类很善于做到的逻辑推理、情感捕捉、创作灵感,机器人毫无头绪;而那些人类需要花费许多时间和精力的复杂运算、数据处理,机器人却能高效完成。

如此显著的能力对立背后,或许是巨大的互补潜力。

飞行汽车

10月19日,小鹏汇天获5亿美元A轮融资的消息惊煞众人。根据该公司发布的计划,以及何小鹏在此次科技日上的讲解,人们终于开始确信,小鹏是在认真地推进飞行汽车的量产。

截至2021年,小鹏汇天经过8年研发,已经历了5代飞行器的开发,完成了超过15,000次安全试飞。

基于此前5代VTOL(垂直起降飞机)的积累,小鹏宣布,第6代飞行器的形态将会是“飞行汽车”——既可像汽车一样在道路上驾驶,也可展开旋桨低空飞行。一些重要的信息包括:

  • 通过机臂、旋桨桨叶折叠设计及锁止机构,实现飞行和陆行的融合

  • 陆行状态长度4.98米、宽度2.01米;飞行状态长度7.01米、宽度12.2米

  • 汽车部分的重量约为小鹏P7(1.9吨)的50%

  • 三冗余飞控系统、双冗余动力系统、多个分布式降落伞和防雷击系统

  • 驾驶辅助和飞控系统根据驾驶意图及周边环境,辅助驾驶员完成起降和飞行

  • 飞行时,方向盘解耦的单杆操作;陆行时,方向盘操作

  • 以汽车的工程逻辑体系,打造飞行汽车

  • 2024年量产,价格目标100万元以内

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飞行汽车超出了会场内绝大多数汽车人的知识范畴,于是当何小鹏认真讲解如何帮助汽车驾驶员思维的人们快速上手“开飞机”时,台下的听众大概权当其是在畅想美好未来——直到在最后一刻,“目标:2024年实现量产”几个大字出现在台上,现场顿时哗然。

何小鹏随即略带羞涩地表示,立下这样的目标需要很大勇气——但这显然没有阻止他立下Flag。

在活动后的采访中,何小鹏表示“对生态公司的投资主要考虑战略”,对于智能的小鹏、科技的小鹏,探索就是最核心的战略。

仰望星空 vs 脚踏实地

总结小鹏汽车2021年科技日,机器马和飞行汽车的亮相吸引了众多关注,小鹏也成功地将其身上的“智能”标签延展为“科技”,但于这家年轻公司的发展而言,智能汽车和自动驾驶,仍是当前最重要的事。

小鹏对此心知肚明。

从发布会上看,小鹏列出的每一项成果和规划,都脱不开“量产”,因为只有交付到广大用户手中的产品,才会带来价值、获得反馈、推动迭代进化。

在其最具竞争力的导航辅助驾驶领域,小鹏自信地担负起了规则制定者的角色:

在行业首创智能驾驶辅助安全考试之后,又提出“智驾分”的概念,将推动关于智能驾驶的知识科普、安全考试和智驾评分体系;

在城市NGP研发中,提出“城市NGP不止是产品,更是服务”,将服务的实现路径细化为安全、可用、好用三个层级,并进一步细化成不同场景的技术要求。

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“在高速NGP阶段,要做最懂中国的辅助驾驶,而到了城市NGP阶段,要在尽可能泛化的软件基础上,针对每个城市的交通特征做适配”——这是只有已在多座城市实际部署测试的领先玩家,才能总结出的实战心得;这也是中国本土智能汽车厂商争取胜利的正确方式。

结语

在策略游戏中,“科技树”(Technology Tree)被用来形容一种由多种不相交的技术路线组成的“有向非循环图”。

与枝繁叶茂、华盖宽阔的科技巨头们相比,此时的小鹏只是一株初长成形的小树苗——好在它长在肥沃的土地上,树不大、根却深,独一根名为“智能电动车”的树干正飞速拔升。1024之后,依稀在树干上钻出几根嫩芽。

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