苹果拥有哪些造车关键技术?

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自从苹果电动车「Apple Car」消息不断曝光,也让不少人开始期待世界科技大厂苹果终于要踏入电动车市场,同时也让特斯拉马斯克和丰田对于Apple Car 有不同评价,至于苹果为何打算进军电动车市场和目前掌握哪些关键技术,是否能够颠覆传统车?甚至能够让苹果这个造车“萌新”将和特斯拉抢占市场?本篇一起带大家来了解。

当Apple Car 引起大家讨论后,全球车界王者丰田(TOYOTA)董事长丰田章男怒批:「各国电动车热潮和禁售燃油车策略是过度操作!支持者完全没考虑过车厂从燃油车转向电动车,会延伸庞大转型天价成本,可能会造成汽车崩溃」,巧妙的是月初丰田才信誓旦旦要在2021年推出首款纯电SUV电动车,为什么立马打脸自己了呢? 小朋汽车创始人何小鹏也对于丰田言论评论,这件事不仅让他想起了2014年微软收购诺基亚后,诺基亚CEO 还表示:「我们并没有做错什么,但是为什么我们输了!」。

丰田也并非是第一个认为电动车并不是想像中的环保,对于电动车是否环保?清华大学汽车产业技术研究院的院长赵福全研究结果证实,电动车比燃油车造成污染更严重与续航里程有很大关系,如以全生命周期碳排放量26.7顿,电动车比起传统燃油车约低28%,也略低油电车,由此可见电动车相对比起传统车能达到减少二氧化碳的排放量效果。 如今手机已经走向一个饱和阶段,苹果也知道不能依赖iPhone 销量来维持后续高营收,变相的是调整价格、减少配件与降低成本维持,当苹果沉寂以久的Apple Car 消息再度曝光后,顺间又再度炒热电动车议题,如今比较知名的科技企业已经不在手机上过于执着,早已经准备开始转向下一个战场「电动车」。

电动车是未来的大趋势,这也让不少传统车厂开始要在2021年推出纯电车,从2021年开始电动车不只有特斯拉,还会有更多车厂的电动车可选择。

苹果替泰坦计划招募大量汽车优秀人才

苹果从 2014 年 2 月就开始在加州秘密启动「泰坦计划」(Project Titan) ,至于苹果打造的电动车是否与当前特斯拉一样?只能说从苹果企图想要再次推翻电动车市场,且获取的电动车专利会超乎你想像。泰坦计划刚最初是由苹果库克批准,由曾领导过iPhone和iPod原型研发设计副总裁 Steve Zadesky所负责电动汽车研发,该项目也是他在苹果参与最后一次可改变汽车产业的计划。在2014年10月苹果开始从特斯拉大力挖角,找来特斯拉工程副总裁Chris Porritt、工程经理David Nelson、动力总成高级工程师John Ireland、Autopilot 、硬件工程师Jaime Carlson加入泰坦计划;到2015 年特斯拉马斯克笑称,他们雇用被我们解雇的人,笑称苹果是特斯拉坟墓,如果你在特斯拉做不下去,就可以去苹果上班。2016年1月泰坦计划只有一千名成员,最初苹果打算只专注于自动驾驶系统开发,并找回已经退休的副总裁Bob Mansfield当任计划主持人,继续领导泰坦计划开发。直到2018 年Bob Mansfield 找回曾休假休到跑去特斯拉工程部副总裁曼斯费尔德(Doug Field)负责该专案计划主管,并且向Bob 汇报进度,他主攻设计创新交通工具,曾担任福特工程师和研发电动平衡车Segway 技术长达九年,也负责特斯拉Model 3车辆工程与制造,拥有丰富的交通产业技术,被特斯拉CEO马斯克誉为世界上最有才华的工程师。

直到2019年计划并不顺利,该项目最后裁撤190名员工,团队内部仅保留具备汽车专业的硬件开发工程师,苹果也挖角特斯拉副总裁Steve MacManus和Michael Schwekutsch ,负责汽车的内装和外观和车辆动力总成研发设计,知情人士透露,MacManus正在领导开发小组,专注在设计Apple Car内装、汽车测试和汽车制造,每天会和费尔德(Doug Field)报告计划项目。

2020 年负责泰坦计画主持人Bob Mansfield再次从苹果退休,改由人工智能与机器学习副总裁John Giannandrea 负责,同时他也负责Core ML和Siri技术开发,让苹果电动车硬件设计全部踏入另一个人工智能和硬件整合阶段。

苹果更是在近年,投入巨大财力与人力,并不断从特斯拉、奔驰、福特、三星、QNX 等汽车公司内招募更多人才,也挖走A123 Systems电池新创公司的五位核心人员,最优秀的汽车硬件与软件设计人员全在泰坦计划内,也让苹果的造车计画走得越来越顺利,在电动车产业将会有一定的指标性和影响力。这些举动更是引起电动车厂商一致认为苹果必会造车,多数车厂都表示对于苹果汽车 Apple Car 不容轻视。

揭秘苹果造车计划

至于苹果秘密研发汽车为何会遭曝光?最初是在2016年12月5日苹果发送一份信件给美国交通安全管理局(NHTSA),文件内显示透过机器学习提升产品与服务,其中也包括汽车和运输产业,让自驾车开发领域获得更多自由度,证实苹果泰坦计划就是用来研发自动驾驶。 自从2017 年开始,苹果就持续在真正道路上测试自动驾驶系统,根据加州DMV 数据显示,目前苹果自动驾驶车辆从2018年55辆,直到2019年已经达到64辆,自动驾驶汽车平均里程数都行驶189公里。

苹果大量专利曝光下一个世纪电动车

乔布斯推出iPhone 改变手机产业,颠覆现今电话、游戏、相机与摄影机产品,接下来苹果在自动驾驶电动车产业领域先行布局,将会加入大量创新与产品高度体验,不管是核心技术或使用者体验都会有所突破,也可能会改写以往大家对于汽车和电动车的认知。苹果除了打造电动车外,从2014 年开始除也不断利用并购方式吸收AI视觉辨识、汽车自动驾驶相关的创新公司,甚至还会大力挖角和招募各界技术人才,最主要是要填补该缺乏和落后的技术,并且快速提升产业竞争力,并且在汽车专利申请也没有停止过。截止至2020 年苹果已经累积大量电动车相关的专利,数量已经达到上百份,绝大多数也是针对自动驾驶、智能体验和车辆外观与座舱,从这些专利中更能看出苹果正准备打造的未来汽车样貌,其功能和也与目前现有的汽车大为不同,甚至未来车内传统配件也将会完全消失,底下大致整理苹果电动车和造车专利大致涉及领域:

自动驾驶:

传感器数据处理过程共享数据 – 自动驾驶传感器数据可在计算过程中共享

制动系统控制状态转换 – 自动驾驶特定条件自动触发紧急机制

自动对准装置的充电站 – 能自动进入充电桩充电

主动悬挂系统 – 自动提升向上或向下力量,避免遇到路面不平造成车身晃动

自动驾驶计程车 – 无需驾驶可自动接送乘客

智能体验:

隐藏式使用者介面 – 车辆后座乘客区控制系统,需要时亮起、不需要会自动隐藏

车辆导航计算运行距离 – 依照不同路况、收费,让驾驶可有多种导航选择

车用仪表板显示器 – 防止驾驶走神,导航信息会直接显示在仪表板

车内移动设备定位系统

车辆外观和座舱:

隐藏式车门安全锁 – 汽车门锁可被隐藏

多个连动装置车门铰链 – 车门设计为车顶滑动方式

乘客安全气囊系统 – 碰撞前发出安全讯号,提前让安全气囊可提前更快弹出

可调式车窗系统 – 车窗可自订不同颜色、反射率或调整为雾化玻璃。

车窗兼顾和车图案系统 – 加入车窗夹层,能让车窗更坚固

自适应拉伸表面 – 透过座椅下电动马达,自订伸缩座椅,并且让乘客座椅更舒适

苹果在「隐藏式使用者界面」专利主要是设计于后座乘客区域,能够将木质、皮革或特殊布料,透过新科技将这类材质纤维化,平时看起来就如同木质或皮革表面,使用者只要手指触碰后,就会让木质表面亮起,顺间就能变成可以触控式屏幕,甚至连整个脚踏板下也是显示屏幕。

甚至苹果还发明了一项智慧型纺织品,能够结合互动机能,像是可以拿起具备智慧纤维的杯架内的饮料瓶后,就会自动微微亮起,直到放回去才会自动熄灭。 车内部分,也包含有VR/AR相关专利,如乘客坐在车内,就可透过VR 进行FaceTime视频会议,并且车窗玻璃也可以自动调成任何颜色或变更透明度,也将安全带当成控制影片的电子装置,甚至还会自动观察乘客表情变化,来调整车辆驾驶模式。

同时苹果还有信息平视显示器系统,能让侧边车窗直接显示相关系统信息,以及可透过传统HUD 设定,将投射光直接投射在车辆前挡风隔离上,苹果也指出会根据挡风玻璃角度调整参数,标准HUD在位置上也存在不必要的限制,简单来说就是在车内任何一面玻璃都能够实现AR效果,可显示道路名称、即时翻译路牌、车辆车速和进行Facetime视频通话等功能。

苹果在替车窗玻璃也取得更先进的技术,可以根据驾驶和乘客需求,自动调整玻璃颜色、反射率和透明度,保持车内隐私和车内气氛,据专利显示,苹果在车窗玻璃中加入多种隔层,每种隔层都可用来调整车窗颜色、反射率和雾化或透明效果,就能省去黏贴不可透视的隔热纸。

另外苹果也将光纤取代现有车灯,将光纤直接坎入在车身内,能够让车体看起来就如同没有车灯模块,等到要打方向灯或刹车时,光纤就会立即在车尾显示左右转或刹车警示信息,除此之外还可藉由光纤显示文字信息和后车沟通。

苹果在电动车充电部分,也不需要依赖充电枪方式,采用「自动对准装置的充电站(自动多种引导机制)」技术,可透过指令让电动车自动开到固定地点进行无线充电,或是自动开到有充电座的区域充电,在充电站部分,另外也结合机器人专利,能透过机器手臂自动更换电动车电池。

至于车门部分,苹果取得的是一份创新的车门结构,采用铰链方式设计,让车门可以直接往上滑就可开启,从专利图片来看,Apple Car车门设计是让车门往上推到车顶上方,与当前现代车种的车门完全不同,甚至在车门额外加入传感器,如发生危险状况时,车门会启动安全反馈机制。

在自动驾驶专利部分也非常多样化,像是自动驾驶演算法、云端指挥自驾车变换车道技术、乘客不舒适启动自动求救技术等专利,其中「传感器数据处理共享」专利部分,苹果是希望透过传感器获取信息后,并将数据共享出去,提升更精准的自动驾驶决策能力。自动驾驶车辆申请最多的专利部分是感应器的感知融合侦测器技术,有不少技术也与LiDAR有关,也可依侦测隐藏在路边草丛的动物或行人。苹果甚至还取得三项汽车悬挂系统,分别是线控转向车辆悬挂结构、主动悬挂和全驱动悬挂系统,搭配感应器可以侦测地面情况,自动调整轮胎角度与方向,可降低车身震动幅度,以提升乘客的舒适度,同时还有LiDAR激光雷达可观察车辆周围与前方路况信息,收集各项数据,直接传送至自动驾驶系统内进行即时计算,决定车辆速度、角度与方向。在安全部分,申请了一项可伸缩的汽车保险杆专利,能够保险杆内装夹带可充式架构,可以充气和排气,如同保险杆有伸缩自如功能。这项专利主要避免汽车保险杆与路人发生碰撞,苹果所设计的保险杆,比起传统不太相同,能够改变碰撞的接触位置。

对于车内乘客也申请了安全带安全气囊,当发生危险时,位于腰部的安全带会自动弹出一个大型安全气囊。

同时在车顶也设计了一个安全气囊,这种设计可避免乘客上半身往前倾,降低避免伤到腰部。

苹果自动驾驶技术也都需搭配摄影机、激光雷达障碍物侦测、隐藏式激光雷达、感应器、超音波等各种感测器,才能够实现,也是苹果近几年一直在开发与加州进行上路测试。

苹果也掌握电动车的关键材料「电池」,路透社就曾报导指出,苹果电动车电池采用自家研发的独特「单电池」(monocell),可以透过省略填装电池材料的包袋和模块,提升电池组并释放更多空间,也表示苹果设计电池可以填充更多活性材料,让汽车的续航力达到更长。另外苹果还在研究一种名为LEP或磷酸锂铁锂电池化学成分,该化学成分不会出现过热问题,也比起锂离子电池更安全,知情人士也强调,苹果自研的电动车电池技术就同等于是「一个跨世代产品,就如同你第一次看见iPhone那样」,将会改变未来电动车市场。苹果除了要开发电动车和自动驾驶技术外,连同自动驾驶计程车也有取得不少专利,如手势辨识专利,当路边有人在路边有挥手叫车手势,自驾计程车就会停靠在路边待客上车,当乘客上车后,会立即读取iPhone内的喜好,就会自动规划要从哪条路达到目的地,当达到目的地才会开启车门,并且播放到站资讯和实现自动扣款。据称苹果自动驾驶出租车早已经布局,并且和滴滴打车合作,也正在实施相关秘密测试计划。

从以上专利来看,能发现苹果以创新科技为出发点,也替汽车行业带来另一个世代新的发展方向和冲击,不过要实现专利内的新功能,则需要大量研发人力和资金,有了苹果加入汽车产业,相信也会让整个汽车发展会更快速。

苹果以自动驾驶系统为出发点

Apple Car软件与硬件设计预期会采用封闭式系统,甚至里面芯片也会与台积电共同合作研发打造,至于电池方案也会采用自家电池,也会依照iPhone供应链方式,由汽车代工厂来组装,苹果已经无法再依靠iPhone来维持营收,鸿海刘扬伟曾说过,科技发展从以前电脑到现在智能手机,接下来科技也将会朝向「电动车」,如今汽车产业过去以「燃油引擎与变速系统者得天下」,在电动化与物联网成为主要趋势后,汽车产业也将会变成「得电动动力、电池与半导体者得天下」,如今苹果在电动车开发项目已经全面朝向「动力、电池与半导体」为优先,踏入汽车产业初期一定会相当困难,对于只花了两年时间就能让市突破2兆的苹果来说,相信这一切并不会太过于困难。

预计苹果最初以自动驾驶系统为主要开发项目,并找寻多家车厂合作,让各家车厂所推出的电动车,先整合苹果自动驾驶系统,如同现各家车厂的内建CarPlay类似方式合作与整合,并收取授权金,自动驾驶系统甚至可透过iPhone无线连接、升级系统或下载各类App ,苹果有可能会替电动车另外打造一个独立车用系统与App Store 平台,让驾驶喜好安装各类工具以及进行系统升级。

后续苹果电动车开发完成后,才会顺势推出自家Apple Car电动车和自研电池,透过这两种策略,就能够让苹果在电动车领域闯出一片新蓝海。未来电动车将会全面化,传统燃油车也将会逐渐被淘汰,未来将会是电动车市场,苹果选择从2024年直接切入造车计划,同时也会结合iPhone 和AR 眼镜,会让苹果生态涵盖另一个大型更有利润的汽车产业圈,预计不久后苹果会替汽车产业端出另一个更惊喜的震撼弹。
       责任编辑:tzh

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