专利解读吉利集团:一体化压铸和AI技术在增加

2024/12/03

      锁定重点领域、非重点之处有意识地推进省力化——通过拆解调查和采访而获知的吉利集团的这种战略在专利方面也有所体现。日经Automotive于2024年9月利用提供专利信息的日本Patentfield公司的检索工具,对于中国浙江吉利控股集团(Geely Holding Group,以下简称吉利集团)的专利进行了分析。针对2004年到2024年这20年,按照申请年份和发明内容的国际分类“IPC(International Patent Classification)级别”进行了分类。

    
       首先,按申请年份进行分析后发现,2012年申请量一度增加,在2015年前后有所减少,到最近的2023年再次增加(图1)。2023年的数量比2012年更多,专利数量也凸显出吉利集团在最近数年迅速加强了技术实力。
  

图1 按照IPC级别分类的中国浙江吉利控股集团的专利申请
2012年和2023年前后可以看到两个高峰。包含测量和测试相关专利的“G01”减少,而包含软件相关专利的“G06”和电池相关专利的“H01”等项目出现增加。(来源:日经Automotive根据Patentfield的数据制作)

  
      其次,如果按照IPC级别进行分类,申请量最多的是“B60”(一般车辆)。申请量随着整体的波动而增减,可确认2012年和2023年的两个高峰。
 
      B60申请量最多,是汽车制造商的普遍倾向。因此,为了研究吉利集团的特有倾向,此次分析了除B60以外的其他IPC级别的增减,发现了2012年前后和2023年前后的不同特征。2012年前后申请量较多的是“G01”(测量;测试)和“F16”(工程元件或部件;为产生和保持机器或设备的有效运行的一般措施)。这些领域在2023年前后几乎看不到高峰。
  
      与此相对,最近数年申请量正在增加的是“H01”(基本电气元件)、“H02”(发电、变电或配电)等领域的专利。H01包括充电电池和电池的制造方式,而H02包括电池充电等技术。从进行拆解调查的奢侈品牌中国极氪(Zeekr)的纯电动汽车(EV)“007”来看,行驶用电池使用了自行开发的磷酸铁锂(LFP)电池。这些技术开发似乎已经开始取得成果。
 
       针对Gigacast推进多方面战略
 
      此外,可以确认到增加倾向的是“B62”(无轨陆用车辆)。由于涉及的范围很广,所以通过作为更详细分类的“IPC主组(Main Group)”进行了分析。浮出水面的是“B62D25”(上部结构分总成;其和其他类目不包含的部件或零件)的激增。2012年和2023年前后出现两个高峰的情况与其他领域相同,但2022年以后的增长尤为显著。按IPC主组的分类,这是2023年申请最多的领域。
     
      确认实际的专利内容后发现,吉利大量申请的是被称为“Gigacast”(一体化压铸)的利用铝(Al)合金实现车身一体成型的技术。这种技术的优点是通过将通常多个部件焊接起来的地方制成一个大零部件,可以减少工时和成本。这是美国特斯拉(Tesla)和中国新兴企业积极采用的技术,日本企业也在加快采用步伐。
  
      极氪已经把Gigacast的技术引入了市售车。在007的拆解中发现,把连接电池后端至后备箱的车身后底板制成一体结构(图2)。一体成型件的宽度很大,一直延伸到左右后轮胎的内侧。该公司将原先需组合80个零部件的地方改为1个大型零部件,减少了零部件数量。使用了合模力7200tf(约70.6MN)的压铸机。
 

图2 应用Gigacast的007的车身后部
红线圈出的部位是一个巨大零部件。(照片:日经Automotive)

    
      作为应用Gigacast的零部件,车身后底板已开始在众多企业中应用,各家企业正在探索“下一步”。通过对单个专利的详细分析,可以看出吉利集团也在研究Gigacast进一步升级的可能性。
 
      其中一个例子是2023年12月申请的公开编号“CN 117734830 A”专利(图3)。最大的特点是,将基于一般Gigacast的制造产品仅为一个的零部件、即车身后底板改为中央的底板部分(图3的1所示的零部件)和左右的内挡泥板(图3的2所示的零部件)的三部分结构。乍一看,这违背了优点为减少零部件数量的Gigacast的理念。
 

图3 分为三部分的后部结构概念
其思路是即使车型变化,也可以通过变更内挡泥板来应对。各零部件作为铝铸件的一体件而成型。(来源:吉利集团、中国专利号CN 117734830 A)

   
      但是,即使是规格不同的车型,也可以共享底板部分,需要改变的零部件只有内挡泥板部分,这样具有减少模具、削减成本的优点。此外,此前只能以车身上下方向成型的内挡泥板内面变得可从车身左右方向成型,还具有增强铸件的延展性、增强刚性的效果。
 

 
      针对作为应用Gigacast的现实方式而分为三部分这一理念,称得充满野心的尝试是2021年12月申请的公开编号“CN 116238599 A”专利(图4)。这是将压铸一体成型用于侧架而不是车体底部的构想。力争通过将侧架部分(图4的2所示的零部件)作为一个零部件,实现轻量化并削减零部件数量。此外,为了确保侧面碰撞时的耐冲击性,还通过一体成型制造强化骨架。虽然其可行性存在疑问,但可以看出吉利集团希望与其他企业形成差异化的积极姿态。
 

图4 以一体成型制造的侧架
吉利集团正在考虑应用Gigacast的领域之一。目前的量产车是由钢板组合而成的。(资料来源:吉利集团、中国专利号CN 116238599 A)

    
       预计还将自主生产车载半导体
 
      近年来申请量与B62一样正在增加的是软件相关专利“G06”(计算;推算或计数)领域。其中“G06F16”(信息检索;相关数据库结构;相关的文件系统结构)的数量明显增加。进入2024年后,吉利集团申请了多项生成式AI相关的专利,可见正在加大力度。
 
      在运行软件的车载SoC(System on a Chip,系统级芯片)等半导体领域,正在发生地壳变动。在此次拆解调查中发现,极氪007上搭载了与先进驾驶辅助系统(ADAS)相关的2个电子控制单元(ECU)。搭载在“ADCU(Automatic Driving Control Unit)”上的SoC是美国英伟达(NVIDIA)的车载SoC“DRIVE Orin”。另一方面,通过AI处理前方监控摄像头影像的ECU则使用了中国地平线机器人(Horizon Robotics)的车载SoC“征程(Journey)3”(图5)。
 

图5 采用地平线机器人的芯片的007的AI处理基板
在仪表板内的ECU中发现。用于处理前方监控摄像头捕捉到的图像。(照片:加藤康)

   
      地平线机器人自2015年成立以来,在ADAS芯片市场迅速提高了存在感。在自动驾驶/ADAS用SoC的产品群的供应方面,地平线机器人除了与30多个汽车品牌合作之外,还从中国比亚迪(BYD)等众多企业获得出资。极氪不仅与英伟达和地平线机器人展开合作,还于2024年8月宣布与以色列Mobileye扩大自动驾驶/ADAS芯片领域的合作,形成了3家半导体企业展开竞争的局面。
 
      有望跻身其中的是吉利集团自主生产的SoC。该集团旗下拥有车载半导体公司湖北芯擎科技(SiEngine)。芯擎科技的用于车载信息娱乐系统(IVI)的SoC已被中国吉利汽车(Geely)和领克(LYNK&CO)等集团内公司采用,而且已经开发出用于ADAS的SoC(图6)。确认芯擎科技的专利发现,除了基于OTA(Over The Air,空中下载技术)的软件无线更新和图像处理系统之外,该公司还申请了自动驾驶控制装置的电源供给电路等专利,正在推进面向ADAS的技术开发。
 

图6 芯擎科技开发的车载信息娱乐系统用SoC
吉利集团内部的中国吉利汽车和领克等企业已经采用。(照片:日经Automotive)

  
       近来有报道称,中国政府正在要求当地汽车制造商增加采购中国产半导体。如果这种压力加大,在高端芯片方面,除了英伟达之外,地平线机器人将被采用,而此前在中端芯片以下得到采用的Mobileye将被自主SoC和地平线机器人的产品所取代,这样的趋势或将进一步加强。但是,在中国以外的市场,由于对安全性的担忧,很可能仍然保留Mobileye产品。围绕进驻世界市场的极氪的自动驾驶/ADAS,竞争正在日趋激烈。
 
久家怜 日经XTECH/日经Automotive
 

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Original article: http://cn.nikkei.com/columnviewpoint/column/57377-2024-12-03-05-00-05.html?print=1