華海科技丁文超：RapidECU助力燃料電池控制系統研發和產業化
北京九州華?？萍加邢薰究偨浝?、工信部江蘇大學新能源汽車專精特新產業學院副院長丁文超作主題演講
8月25日，由中國電池工業協會、電池中國網聯合主辦的“2023氫能與燃料電池技術及應用國際峰會”在中國上海隆重舉行。中國電池工業協會理事長劉寶生、中國工程院院士彭蘇萍、中國科學院院士孫世剛、上海市嘉定區副區長李峰等出席峰會，來自行業主管部門、高校、科研機構和產業鏈知名企業，以及外賓代表共300余人與會。
北京九州華?？萍加邢薰究偨浝?、工信部江蘇大學新能源汽車專精特新產業學院副院長在會上作主題演講。
以下是發言內容實錄，未經嘉賓審閱：
丁文超：各位領導、嘉賓下午好，首先感謝理事長的介紹，也感謝主辦單位包括漢翱李總的邀請，才非常榮幸有這樣的機會，能夠跟各位嘉賓和朋友們一起來匯報一下我們公司在做的一些事情。
我的匯報包括四個部分，第一介紹一下我們公司在做的事情，就是我們一直在打造的RapidECU從控制器快速原型到批量生產一站式解決方案。
因為這次主題結合電控人才培養方面的思考，我這邊有一些粗淺的觀點也是拋磚引玉跟各位做一個簡單的分享。
最后也跟大家介紹一下華?？萍歼@家公司。
我本人因為也是從事電控的研發和產業化的過程已經有17年的時間了，從最早的發動機的控制器開始的。在整個開發過程當中，實際上我們是面臨很多的問題和挑戰的，并且這些問題和挑戰至今仍然是困擾我們整個產業的問題。
這個包括了門檻高、進入壁壘高、Know-how比較多。第二個人才難覓，這邊是一份報告，這里面TSI指數大于1，就表示人才供不應求，我們可以看到前五位的職業，這是汽車行業統計下來的20個職業，前五位的崗位上幾乎都是電控相關的崗位，并且最高TSI指數已經達到了9.61。
再有就是開發的復雜性，開發周期長，軟件和流程還有知識產權的所有和維護，比如如何找到一個不礙事的ECU供應商，如何通過控制一個端到端的工具鏈，可以自主更新從而控制整個的IP和開發過程。
再有就是生產和供應的穩定性，比如說如何保證我們要求的數量，能夠在供應鏈壽命、效率、穩定性兼顧的前提下，并且一貫的能夠及時的供應。還有我們的成本、質量、安全等等這些問題，都困擾著我們這個產業的人。
這些問題其實從我們做發動機、變速箱的控制開始，這些問題一直就是困擾我們的一些難題，那么在“新四化”的時代，其實這些問題更加的嚴峻了，因為我們的電動化雖然能夠繞過發動機、變速箱這兩座大山，但是在電控這個維度上越來越多，占比越來越高，并且一臺車現在新能源的車輛最高的配置，電子產品在整車成本的占比高達65%，所以這樣導致我們的車輛逐漸它的屬性在發生轉變，從原來的一個機械產品轉變成了一個電子產品，這樣就給我們帶來了更多的挑戰。
所以在新四化的時代，我們也知道有70%的這兩創新來自于汽車電子和軟件，在這個過程當中如何來讓我們的軟件開發包括ECU的產業化，這樣一個過程能夠用更短的時間、更低的成本，并且讓用戶可以更可控的情況下，能夠賦能我們的客戶，能夠幫助客戶進行創新，來打造差異化的產品，這個就是我們一直想要做的一件事，一直在專注去解決的問題。
我們看一下氫燃料電池的整車和動力總成的控制系統，這些控制單元就構成了我們新能源車輛和動力總成的大腦，這里面其實是包括了我們傳統的三電部分，VCU、BMS和MCU，也包括了我們燃料電池發動機的控制器、儲氫系統控制器、高速空壓機的控制器等等一系列的控制單元。
這些控制單元如果我想把我想要的功能，把我產品定義下來的這些概念，想要裝入到這些大腦里面去，怎么才能現在呢？我們首先面對的一個問題，我們是找一家供應商讓它來幫我做成這件事，還是我們自己來做這件事，這個是我們面臨的第一個首要的選擇，這樣一個選擇很大程度上也決定了我們這個項目的成敗。
所以說在這個過程當中，我們知道燃料電池這個電控的技術發展，特別是ECU的領域里面，在動力系統領域幾乎主流的市場都是國際巨頭去壟斷的，在這個市場的萌芽階段量又不大，規模又不大，實際上找這些知名供應商去采購到合適的零件是非常難的一件事。
這時候我們產業的發展，我們也是看著這十幾年產業發展下來，最早大家是用一些昂貴的控制原型來進行裝車，然后再進行量產的，但是成本非常高，代價非常大，單位成本非常高。
接下來有一些廠商改造了一些原來創造的柴油機電噴的控制器，來作為燃料電池的發動機控制器，實際上有一些資源是可以復用的，但是還不是一個專用的單元，里面存在很多的問題。
我們從2015年開始就打造了一系列專用的控制單元，來滿足我們用戶的一些需求。電控系統的開發，硬件永遠是最堅實的一個基礎，特別是選擇硬件，選擇硬件決定了軟件和工具鏈的選擇，所以說硬件的選擇也是非常重要的關鍵的一步，這里面我們打造了一系列的平臺，可以滿足整車控制，燃料電池發動機的系統控制，儲氫控制、高速空壓機控制等等這樣一系列的標準化的平臺，并且它是符合可量產的要求，符合車規級的標準，符合應用場景的要求。
并且它也要基于最新處理器的技術，這樣它的性能可以得到大幅的提升，這樣我在軟件實現的過程當中，很大程度上可以不用特別關注軟件的效率問題，這樣可以讓我的精力專注在如何實現這些功能上，你的性能就必須得非常強。否則你如果選擇一個性能比較低的電腦，這樣它這個軟件是運行不起來的。
在這個剛才當中，我們還需要打造一系列的軟件操作系統，包括實時的特別是基于圖形化編程的實時操作系統，包括基礎的IO系統，包括內存管理、網絡總線的通訊協議，包括CCT、XCT這樣的標定協議站，包括刷洗、診斷等等一系列的功能，你的基礎軟件必須要具備這些功能，這個控制器才是一個合格的控制器，才能支持你到開發、到量產的整個過程。
在這個過程當中，我們還需要一個無縫銜接的工具鏈，因為我們知道這個流程是非常多的，并且是很多的工種要去協作的，如果是縫隙很大，我們的效率就會非常低。所以我們采用的這種圖形化編程的，基于模型開發整個的工具鏈，我們把它打造出來，從開發到代碼生成到測量標定，到硬件再還測試，到生產線終端測試到售后診斷，都有一系列的工具鏈。
這樣我們的用戶就可以專注去把各種各樣的應用程序能夠進行開發，所以說這是我們一直以來打造的解決方案，通過這樣的解決方案，實際上可以讓用戶在一個很高的基礎上，進行產品的開發，并且可以自主去掌控控制軟件的一些核心IP。
因為很多我們的車廠都把這樣的IP比作自己的靈魂，這個是非常重要的一個環節。我們的控制系統解決方案，可以用在以下的場景當中，包括從各種功率等級的燃料電池的發動機，包括乘用車、商用車、船舶、工程機械甚至飛行器，這些領域都可以應用。
要做好這件事，實際上我們首先來說就是一個產品的理念，一個產品的理念從我們的角度講，我們主要從這四個方面來出發：
第一，快捷，特別是讓應用軟件的開發效率一定能夠大幅的提高，使用我們自動代碼生成的方式，可以使得軟件開發效率提高3倍，并且易用性要好，因為掌握這門工具不能有太復雜、太長的周期，如果學兩三年都學不會，那就非常麻煩了，我們這個就是一兩個月就可以學會，就可以掌握的一個工具，快捷可以縮短我們的開發周期。
第二，安全，因為快的情況下，我們仍然還是要遵守一定的流程，特別是我們的為流程和公共安全的開發流程，遵循這樣的流程，就可以使得我們產品的安全性得到大幅的提高。
另外一個安全，我們可以自主的去掌控這些軟件的更新和維護，這個也是非常重要的，特別是對于我們的主機廠，我們的主機廠自主的去掌握知識產權是非常重要的一件事。
再有一個就是有一定的應用，基于這些應用場景有不斷的迭代，基于我們的這些經驗來去保障。再有一塊就是低成本，左邊這張圖實際上大家可以看出我們整個的汽車市場，實際上是最大的一個市場，就是黃色的這根柱子，但是藍色的這根柱子是我們的研發經費，我們的研發經費只有日本的不到1/3，歐洲的不到1/6。
也就是說用這么少的費用，能夠開發出更多的產品，并且還要做這么多的創新，這樣實際上也是一個難度非常大的事情，并且一定是需要一個創新的解決方案，一定不用沿用歐美或者日韓的一些老的路子，上面肯定要進行創新的。
我們也是致力于去打造一個能夠低成本的產業化創新的路徑，至少也是一個選項，來提供給行業上的一些行業伙伴，來幫助大家低成本的進行創新和試錯。這里面使用我們的全自動代碼生成技術，因為我們很多客戶會存在一個現象，可能一年只有幾萬輛的車輛銷量，但是軟件的版本非常多，整個車型的配置很多個版本，可能幾十個版本，但是它的開發團隊非常的少，只有少數的可能幾個人的團隊，甚至幾十個人的團隊。
那么想要維護這么少的團隊，來維護這么多的版本，其實是非常難的一件事。使用我們這個技術實際上是可以幫助客戶大幅的節約開發成本，并且讓少數的團隊也可以維護很多的版本出來，這樣其實可以節省大量的費用。
另外一個就是沒有門檻，我們控制器的產品就是一臺到10萬臺都可能起訂，沒有門檻。再有一個就是質量，質量其實來自于兩個方面，一個叫做設計，一個是生產，設計其實決定了80%的控制單元的質量，在這個設計里面一定是可復用的設計，經過了大量的驗證，這樣硬件相對來說更加成熟可靠，堅固耐用。
再有一塊生產主要靠兩個，一個是體系，一個是供應鏈，在這兩塊其實要不斷的去加強，像我們也是在2018年就通過了16949的質量體系，包括我們的整個供應鏈、芯片都是一些國際大廠的供應，包括我們也跟一些國內國產化的知名公司也在合作。
包括我們整個的加工也是像富士康這樣的世界級的工廠來進行生產，這樣來保證我們整個產品的質量。這里面其實也是跟大家介紹一下自動代碼生成這件事，其實我們說做軟件開發經歷過三個階段：
第一，全手工編程，這個是總90年代開始的，最早是用匯編語言，后來是C語言，全部都是手寫的代碼，這個過程當中如果代碼量一大，特別是現在的控制單元里面都是有幾十萬行甚至上百萬行的代碼，那么代碼量一大里面掛的就特別多，并且這里面很多時候有底層的軟件，還有應用層的軟件，并且都是用不同的方式去寫的，可能我們的需求是用Word寫的，我們的算法是用模型開發的，我們算法的部分是用C語言去編程的。
我們底層的部分是用匯編語言去編程的，最后這些東西串在一起完全都是驢唇不對馬嘴，溝通起來也很困難，查找問題也很困難，這樣就導致我們整個開發的效率大幅降低。
在這樣的一個基礎上，延伸出來一個半自動代碼生成技術，實際上就是把我們的應用層全部通過圖形化編程，然后自動代碼生成形式可以實現代碼的生成過程全部自動化，但是我的基礎軟件仍然還是需要手工編程來手工集成，這樣的過程當中實際上也是會導入很多的錯誤，并且增及很多測試驗證的成本，并且你的工程師仍然還是需要掌握很多的編程技能。
我們到第三代的代碼開發技術，我們就是全自動代碼生成技術，也是近十年在汽車行業內推廣應用最廣泛的一個技術之一，也是把我們的應用層和底層軟件完全結合起來一鍵式生成，這樣的一個方案可以把我們整個代碼生成的過程一鍵式來實現，這樣我們的工程師就可以聚焦在解決算法和驗證的問題。
這樣就可以不用關心我整個代碼實現過程當中，這里面會產生什么樣的Bug等等這些問題，包括我們還有一個提供了高效率一體化全生命周期的工具鏈，其實我們是有三種業務模式，一種是面向原型和實質，這時候其實可以用我們的標準硬件，用我們工具鏈的平臺來進行打造的，這個過程當中可能控制器的單位成本不是最優的，但是投產期可以非常短，可以快速的上市。
面向中小批量制造，我們可以在硬件上面優化掉一些資源，這樣也可以進一步降低單位成本。最后面向大批量制造，我們就可以進行全定制的設計服務，利用這些可復用的IP，這樣可以使控制器的單位成本大幅降。
這個過程當中，我們除了提供整個控制器的工程設計驗證和制造服務以外，我們還可以提供系統設計及工程服務，這里面的控制軟件可以由客戶來完成，也可以由我們的團隊來幫助客戶完成，并在這個過程當中也可以把能力賦能給客戶。
再談一談我們對于電控人才培養方面的一些問題，其實我們很多推廣也是從高校推廣起來的，在這個過程當中我們會發現汽車行業電控的從業人員，往往以這些相關專業為主，我說很多IT的人才早期都去互聯網和一些通信行業比較多，其實在汽車行業這方面的人才是比較少的。
而往往我們在車輛動力機電化工材料等等相關的工程師，往往是不擅長編程這件事的，另外我們還要應對復雜的多學科的系統設計，再有一個就是行業處在一個新四化和電子電器架構升級的一個十字路口，實際上很多的問題還沒答案，并且現在在這些技術路線上存在一個百家爭鳴的狀態，并且可能這個狀態會持續很長的時間。
在這種過程當中，對于我們的人才掌握的技能，可能這個未來他自己也會去衡量這個技能到底應用有沒有企業會需要，會不會發生變化，可能都是我們現在面臨的一些挑戰。
這里面基于模型電控系統開發的方式，在汽車行業已經成為一個標準了，特別在發動機、變速箱、新能源的三電，以及底盤相關的控制領域的開發，都成為了一個標準。所以說在這個領域我們也是推出了一系列的方案，然后有興趣的也都可以深入多交流，也包括了我們軟件使用權、科研教學平臺、合作計劃，控制仿真實驗室合作計劃，以及大學生競賽支持活動等等。
這里面因為時間關系就不擴展了，如果想要理解企業對于人才的需求，因為很多的人才培養還是要進入企業，理解企業的需求就要企業的本質，這是管理大師德魯克、波特他們的定義，企業的目的是什么，就是創造客戶，企業的功能有且只有兩個，一個是營銷，一個是創新。
企業的競爭正確的戰略，總結下來有三個：第一總成本領先，第二差異化，第三專業聚焦。這是一個企業的本質，企業的本質需求是什么，我們從這個緯度可以延伸。
時代在不停的發展，因為現在進入到了不確定性的時代，在這個時代下面如何去成長呢？特別是在我們這個領域變數是非常大的，所以說在這個時代里面如何順應時代的發展，這個時候人在這個時代也是一個變量，人如何去發展，都是一個問題，所以后面兩個問題其實偏向于務虛的環節，前面是我們比較務實的方案。
最后簡單地介紹一下我們的公司，因為華海科技也是成立于2011年，有12年的發展歷程，有80多名員工，有50多名都是研發工程師。我們一直專注于車輛運動相關的機電一體化控制領域，我們也是創始團隊曾經參加過多項國家863項目。
我們目前服務了有超過500家客戶，我們在ECU快速原型開發工具用戶領域，我們是國內數量領先的，我們有15年的車規級硬件設計經驗，20萬臺的控制器大批量生產應用經驗，我們在FCU國內市場占有率超過50%，市場覆蓋度超過80%。
這是我們的定位，我們實際上是希望提供專業的安全電控解決方案，我們通過我們的配套產品、研發工具、工程服務給客戶提供相應的支持。
這是我們研發、制造和技術服務的能力，這是我們獲得的一些資質，這是我們一部分的***，這是我們一些團隊的情況，因為我們也是非常年輕的團隊，特別是在電控這個領域很多都是百年老店，很多都是三五十年的公司，我們作為發展十多年的公司來講，我們其實還是一個小學生，所以我們也是特別希望能夠在行業伙伴的支持下，深入的合作，一起打造行業標桿的產品方案，降低我們整個產業創新的成本，探索出一條我們自己的創新產業化之路，謝謝大家。
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