文/國(guó)家輕型電動(dòng)車及電池產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 （CEVT）黃曉東 許豐 邱亞楠 劉瓊馨 葉震濤

一、電動(dòng)自行車智能化發(fā)展現(xiàn)狀

2012年，新日電動(dòng)自行車通過自主研發(fā)的“智能變頻技術(shù)”，使得電動(dòng)車自行車動(dòng)力提升30%，成為動(dòng)力智能化的標(biāo)志性技術(shù)。

同年，歐派電動(dòng)自行車研制出了“智能精細(xì)驅(qū)動(dòng)控制器”，擁有電機(jī)霍爾損壞自修復(fù)、瞬時(shí)電流沖擊抑制、延長(zhǎng)電池壽命、增加舊電池續(xù)航里程等功能，全方面提升了電動(dòng)自行車控制器的驅(qū)動(dòng)能力和自動(dòng)修復(fù)能力。

2013年，臺(tái)玲電動(dòng)自行車首創(chuàng)的“云動(dòng)力”也橫空出世，臺(tái)鈴的動(dòng)力源充沛，猶如來自云端。云動(dòng)力的核心技術(shù)，第一是正弦波技術(shù)，第二是高能效技術(shù)，第三是矢量變頻技術(shù)。

2014年初，踏浪電動(dòng)自行車研發(fā)了“自適應(yīng)系統(tǒng)”，通過優(yōu)化控制邏輯、辨識(shí)行駛路況、動(dòng)態(tài)車況調(diào)節(jié)等方式，帶來動(dòng)力收放自如、精確制動(dòng)、智能呵護(hù)，使整車的操縱感和體驗(yàn)感達(dá)到均衡，打造全新的駕駛樂趣。

同年，小刀電動(dòng)自行車推出智能型（雙動(dòng)力）電動(dòng)自行車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，能夠根據(jù)負(fù)載大小，由控制器自動(dòng)變換檔位(省去了手動(dòng)操作換檔的麻煩)，解決傳統(tǒng)電動(dòng)車速度、爬坡能力、續(xù)航里程不能兼顧，相互矛盾的問題，有效提升電動(dòng)自行 車的使用性能。

2014年，愛瑪電動(dòng)自行車推出搭載黃金雙核電機(jī)控制系統(tǒng)的mini家族產(chǎn)品，具有瞬間加速快、扭矩力倍增、做功效率高、反充電節(jié)能等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

雅迪電動(dòng)自行車2014年發(fā)布概念智能電動(dòng)車，配置智能化儀表臺(tái)，其中包含了“云管端”三層體系的標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。使電動(dòng)車可具有來電顯示、語(yǔ)音播報(bào)、GPS定位信息、無鑰匙啟動(dòng)、多媒體播放、遠(yuǎn)程報(bào)警、GPRS通訊等功能;同時(shí)讓電動(dòng)自行車具備網(wǎng)絡(luò)可信標(biāo)識(shí)等能力的設(shè)備，解決了車與車、車與路、車與網(wǎng)、車與人等的互聯(lián)互通。

綠源電動(dòng)自行車的“綠動(dòng)網(wǎng)”技術(shù)，創(chuàng)新GPS（全球定位系統(tǒng)）技術(shù)在整車上的應(yīng)用，是一項(xiàng)具有智能跨平臺(tái)監(jiān)控、云端信息存儲(chǔ)、全球定位防盜、實(shí)時(shí)車況檢測(cè)功能的智能化技術(shù)。

2015年，比德文電動(dòng)自行車搭載的”iEV智能系統(tǒng)“不僅可以隨時(shí)進(jìn)行車輛位置查詢，出現(xiàn)異常問題手機(jī)就能報(bào)警，還能遠(yuǎn)程控制、一鍵鎖電機(jī)。通過微信公眾賬號(hào)實(shí)現(xiàn)車輛使用數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)查詢，如車輛軌跡、車輛里程等信息。

2015年，美國(guó)汽車巨頭福特公司制造的“智能騎行”原型電動(dòng)自行車，配置騎行預(yù)警系統(tǒng)，提高騎車者的安全，探索改善地圖繪制、智能出行規(guī)劃以及社區(qū)服務(wù)的方式。

2015年，“新日”推出全球第一款互聯(lián)網(wǎng)智能并量產(chǎn)的電動(dòng)自行車——MIKU系列，包括：E-cpu智能操控芯片、CTF 智能芯片防盜、UCP智能手機(jī)解鎖、RMC智能遠(yuǎn)程控車技術(shù)、IMP智能多媒體互聯(lián)、STF智能故障掃描等多達(dá)20項(xiàng)的高端智能化技術(shù)。

以上可以看出，電動(dòng)自行車產(chǎn)品智能化技術(shù)從2014年之前的偏重在“動(dòng)力”、“安防”等獨(dú)立的領(lǐng)域研究，逐漸向“系統(tǒng)化”發(fā)展。值得一提的是，“新日”提出的6大核心智能化操作系統(tǒng)：動(dòng)力系統(tǒng)智能化；操控系統(tǒng)智能化；人機(jī)界面智能化；防盜系統(tǒng)智能化；安全系統(tǒng)智能化；衍伸系統(tǒng)智能化，基本代表了電動(dòng)自行車智能化發(fā)展的方向。

二、電動(dòng)自行車智能化的發(fā)展與未來

電動(dòng)自行車是基于電機(jī)、控制器、電池、充電器等四大部件組成的平臺(tái)?，F(xiàn)在我們認(rèn)為，對(duì)于智能電動(dòng)自行車來講，應(yīng)該通過物理層、傳輸層、應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層四個(gè)方面的配置與優(yōu)化，提升用戶體驗(yàn)，并建立電動(dòng)自行車智能生態(tài)系統(tǒng)（見圖1）。

1.電動(dòng)自行車智能化的構(gòu)成

（1）物理層

圖1 電動(dòng)自行車智能化結(jié)構(gòu)

物理層主體主要由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、調(diào)速控制裝置等組成），信號(hào)系統(tǒng)（由信號(hào)燈、芯片等組成）、電源管理系統(tǒng)（由電池、BMS、充電器等組成）、安防預(yù)警系統(tǒng)（預(yù)警系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)）等組成。支撐作用的功能模塊包括力矩傳感、速度傳感、溫度傳感、光線傳感模塊等。

（2）傳輸層

傳輸層主要包括有線傳輸與無線傳輸，傳輸層的關(guān)鍵在于通訊或控制協(xié)議。

有線傳輸指電動(dòng)自行車內(nèi)部各系統(tǒng)之間的通訊傳輸，包括總線、端口、接口等。

無線傳輸指電動(dòng)自行車與用戶和后臺(tái)支持云平臺(tái)之間的通訊傳輸，包括WIFI、藍(lán)牙、GPS/北斗衛(wèi)星通信、GSM網(wǎng)絡(luò)等。

（3） 應(yīng)用層

應(yīng)用層主要指用戶通過搖控裝置、手機(jī)、智能手環(huán)等載體，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)自行車的互聯(lián)。即用戶可對(duì)車進(jìn)行設(shè)置、監(jiān)控，并可進(jìn)一步連接后臺(tái)支持云平臺(tái)獲取更多數(shù)據(jù)和信息，讓智能硬件產(chǎn)品自動(dòng)執(zhí)行更智能和人性化的操作。

（4） 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層即利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)采集的大量數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行存儲(chǔ)和分析的平臺(tái)，形成經(jīng)銷商、制造商、消費(fèi)者的互聯(lián)互通，建立電動(dòng)自行車智能生態(tài)系統(tǒng)。

2.電動(dòng)自行車產(chǎn)品智能化發(fā)展趨勢(shì)

（1）標(biāo)準(zhǔn)化

由于有了互聯(lián)互通平臺(tái)，不同子系統(tǒng)在平臺(tái)的統(tǒng)一管理下應(yīng)保證可以協(xié)同工作和運(yùn)行數(shù)據(jù)交換、共享，不同產(chǎn)商之間可以兼容與互聯(lián)。

① 系統(tǒng)終端與模塊（物理層）接口標(biāo)準(zhǔn)化

② 控制或傳輸協(xié)議（傳輸層）標(biāo)準(zhǔn)化

（2） 個(gè)性化

借助已在汽車、智能手機(jī)、智能家居上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，根據(jù)個(gè)性化需求配置在電動(dòng)自行車上，如距離傳感和圖像識(shí)別模塊、智能語(yǔ)音模塊、多媒體模塊等，包括應(yīng)用層載體個(gè)性化，從智能搖控器到手機(jī)APP、智能手環(huán)拓展至更多智能穿戴產(chǎn)品，系統(tǒng)及模塊個(gè)性化（物理層）

（3）社會(huì)化

形成以智能電動(dòng)自行車為連接核心的社會(huì)化大平臺(tái)，并能保障系統(tǒng)與數(shù)據(jù)的安全、公正和可靠。

① 系統(tǒng)與數(shù)據(jù)安全

系統(tǒng)安全主要解決系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題。如借助汽車的故障自診斷技術(shù)，準(zhǔn)確地判斷故障所在和具體故障情況，為快速排除故障提供強(qiáng)大的技術(shù)保障，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

② 公正與可靠

通過權(quán)威第三方的檢測(cè)與認(rèn)證，為行業(yè)進(jìn)行相關(guān)信息查詢、分析；為政府監(jiān)管、決策等提供公正可靠的數(shù)據(jù)，推動(dòng)智能電動(dòng)自行車持續(xù)健康發(fā)展。

三、電動(dòng)自行車智能化領(lǐng)域的延伸

對(duì)于電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)而言，僅僅在產(chǎn)品本身層面達(dá)到智能化還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，筆者認(rèn)為在電動(dòng)車制造領(lǐng)域、服務(wù)領(lǐng)域、檢測(cè)領(lǐng)域，都有智能化發(fā)展與應(yīng)用的趨勢(shì)。

1.制造智能化

當(dāng)前，全世界都在重視制造業(yè)升級(jí)，美國(guó)的“再工業(yè)化”——《振興美國(guó)先進(jìn)制造業(yè)》(Accelerating U.S. Advanced Manufacturing) 2.0，德國(guó)的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，中國(guó)提出的“中國(guó)制造2025”，無不是在強(qiáng)調(diào)制造業(yè)升級(jí)，而這其中智能制造技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用是核心。

電動(dòng)自行車行業(yè)發(fā)展20年，年產(chǎn)量逾3千萬，保有量近2億，而智能化生產(chǎn)僅僅在小范圍內(nèi)得到應(yīng)用，如：智能流水線、自動(dòng)焊接、AGV無人運(yùn)輸車等。

未來電動(dòng)自行車在智能制造將體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

建模仿真日趨智能

建模與仿真廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及供應(yīng)鏈管理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期。電動(dòng)自行車產(chǎn)品通過3D設(shè)計(jì)、3D打印，展示產(chǎn)品外形，比例將日趨廣泛。建模與仿真通過減少測(cè)試和建模支出降低風(fēng)險(xiǎn)，通過簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)部門和制造部門之間的切換來壓縮新產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間。

（2）智能裝備廣泛應(yīng)用

近年來，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，種類更加繁多，功能越來越強(qiáng)，自動(dòng)化和智能化水平顯著提高，生產(chǎn)效率將顯著提高。汽車、電子電器、工程機(jī)械等行業(yè)已大量使用工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線，工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線成套裝備已成為自動(dòng)化裝備的主流及未來的發(fā)展方向。

（3）供應(yīng)鏈管理高效

通過使用企業(yè)資源規(guī)劃軟件和無線電頻率識(shí)別技術(shù)（RFID）等信息技術(shù)，使全球范圍的供應(yīng)鏈管理更具效率，縮短了滿足客戶訂單的時(shí)間，提升了生產(chǎn)效率。如：經(jīng)銷商發(fā)送訂單，經(jīng)集團(tuán)公司中轉(zhuǎn)，傳送生產(chǎn)廠、配套企業(yè)，完成生產(chǎn)過程。

（4）智能服務(wù)業(yè)模式

制造商通過嵌入式軟件，無線連接和在線服務(wù)的啟用整合成新的“智能”服務(wù)業(yè)模式，制造業(yè)與服務(wù)業(yè)之間的界限日益模糊，融合越來越深入。消費(fèi)者正在要求獲得產(chǎn)品“體驗(yàn)”，而非僅僅是一個(gè)產(chǎn)品，服務(wù)供應(yīng)商如亞馬遜公司已進(jìn)入了制造業(yè)領(lǐng)域。如：通過APP軟件，消費(fèi)者根據(jù)需要，迅速聯(lián)系就近服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)。

2.檢測(cè)智能化

作為國(guó)家級(jí)電動(dòng)車質(zhì)檢中心，我們也在思考如何強(qiáng)化技術(shù)研究能力，通過“互聯(lián)網(wǎng)+檢測(cè)”，更好服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，服務(wù)消費(fèi)者安全、幸福地使用電動(dòng)車。

（1）何為“檢測(cè)智能化”

如今，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的普及、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展、云計(jì)算（大數(shù)據(jù)）技術(shù)的推廣，行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，給智能化檢測(cè)帶來歷史性的發(fā)展機(jī)遇?！半妱?dòng)車檢測(cè)智能化”——通過檢測(cè)與自動(dòng)化控制，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)+物聯(lián)網(wǎng)+云計(jì)算（大數(shù)據(jù)）等多種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)自行車靜態(tài)檢測(cè)到過程檢測(cè)和數(shù)據(jù)挖掘的轉(zhuǎn)變，檢測(cè)過程具有數(shù)據(jù)采集、分析判斷、決策、反映、交流和信息處理、參考咨詢的能力。

我們?cè)O(shè)想的電動(dòng)車檢測(cè)智能化發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該是這樣的：

（1）信息采集動(dòng)態(tài)化

主要是用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量信息動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)采集。我們可以通過射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，電動(dòng)車與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息采集、交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。

（2）檢測(cè)流程數(shù)字化

主要是指利用諸如手機(jī)、PDA、無線網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙、RFID等技術(shù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、分析判斷、結(jié)果報(bào)告和數(shù)據(jù)挖掘等全流程數(shù)字化，提高了信息處理的及時(shí)性。

（3）數(shù)據(jù)處理云端化

云計(jì)算是基于云技術(shù)、云資源、云管理和云服務(wù)的關(guān)鍵公用性信息化基礎(chǔ)設(shè)施的創(chuàng)新技術(shù)架構(gòu)。在實(shí)現(xiàn)信息的動(dòng)態(tài)采集后，依托云計(jì)算技術(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車產(chǎn)品質(zhì)量大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和跟蹤產(chǎn)品的質(zhì)量問題，更好的保障消費(fèi)者安全。

（4）技術(shù)服務(wù)全面化

從靜態(tài)質(zhì)量檢測(cè)到動(dòng)態(tài)質(zhì)量跟蹤，從傳統(tǒng)檢測(cè)合格與否的結(jié)論到質(zhì)量分析、診斷和系統(tǒng)解決方案，從服務(wù)制造企業(yè)到服務(wù)終端用戶，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展和消費(fèi)者體驗(yàn)提供全面技術(shù)服務(wù)。

（2）電動(dòng)車“互聯(lián)網(wǎng)+檢測(cè)”技術(shù)云服務(wù)平臺(tái)的設(shè)想基于行業(yè)智能化的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合CEVT的機(jī)構(gòu)屬性和定位——第三方權(quán)威檢測(cè)認(rèn)證研究機(jī)構(gòu)和行業(yè)一站式技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，構(gòu)建“電動(dòng)車智能檢測(cè)云服務(wù)系統(tǒng)”。

如下圖2，該系統(tǒng)以采集電動(dòng)車的關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)為基礎(chǔ)，通過藍(lán)牙或者無線等通訊方式，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳到電動(dòng)車云服務(wù)平臺(tái)。云服務(wù)平臺(tái)將數(shù)據(jù)處理后反饋給管理中心，經(jīng)過管理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理應(yīng)用移動(dòng)終端（手機(jī)、PDA、電腦）反饋給政府、制造商和消費(fèi)者。

3.前期調(diào)研情況簡(jiǎn)介

（1）消費(fèi)者調(diào)研情況

基本情況：采用紙質(zhì)問卷和互聯(lián)網(wǎng)問卷結(jié)合的形式，同時(shí)進(jìn)行不記名的數(shù)據(jù)收集方式。共收到178分問卷，其中紙質(zhì)問卷36份，互聯(lián)網(wǎng)問卷29份，微信調(diào)查113份。

圖2 電動(dòng)車智能檢測(cè)云服務(wù)系統(tǒng)

結(jié)論：

·消費(fèi)者有了解實(shí)時(shí)車況信息的迫切需求。另外，用戶對(duì)于車況信息報(bào)告，更傾向于權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)發(fā)布，這無疑對(duì)本項(xiàng)目是最有力的民意支持。

·從選擇獲得信息的方式來看，大部分消費(fèi)者更傾向于當(dāng)前與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)入口密切相關(guān)的手機(jī)APP進(jìn)行互動(dòng)。

·大部分消費(fèi)者選擇電動(dòng)車時(shí)普遍比較理性。雖然對(duì)于智能化的需求呈現(xiàn)觀望趨勢(shì)，但多數(shù)還是期待它的發(fā)展，只要引導(dǎo)和推廣方向正確，讓消費(fèi)者覺得物有所值或者物超所值，其前景還是非常樂觀的。

消費(fèi)者想了解的車況調(diào)查中（如下圖3）：與電池相關(guān)的車況最多，比如電池壽命、剩余電量及其可行駛里程、續(xù)行里程、電池溫度；而以故障相關(guān)的問題緊隨其后，比如故障報(bào)警、故障自動(dòng)檢測(cè)結(jié)果、關(guān)鍵電氣部件的工作狀態(tài)、維保信息。

圖3 消費(fèi)者想要了解的電動(dòng)車車況調(diào)查情況

（2）制造商調(diào)研情況

采用紙質(zhì)問卷、網(wǎng)站問卷、微信問卷結(jié)合的形式（紙質(zhì)問卷記名，網(wǎng)絡(luò)調(diào)查不記名，微信調(diào)查自愿填寫名稱）。共調(diào)查企業(yè)39家，其中網(wǎng)站調(diào)查11家，郵件反饋2家，微信調(diào)查22家，現(xiàn)場(chǎng)專題調(diào)研4家。（調(diào)研結(jié)果見下圖4、圖5、圖6、圖7。）

調(diào)查結(jié)果如下：

（1）企業(yè)對(duì)該項(xiàng)目的認(rèn)同程度較高，普遍認(rèn)為該項(xiàng)目有益于推動(dòng)產(chǎn)品質(zhì)量提升和行業(yè)發(fā)展。

（2）大中型企業(yè)與小型企業(yè)對(duì)該項(xiàng)目的需求差異大。大中型企業(yè)迫切需要或者已經(jīng)自己在研發(fā)類似項(xiàng)目，也體現(xiàn)大中型企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量一致性或穩(wěn)定性的要求。而小型企業(yè)只以生產(chǎn)制造為主，沒有更多的力量投入研發(fā)，對(duì)新型技術(shù)應(yīng)用采用跟隨戰(zhàn)術(shù)。

（3）企業(yè)普遍認(rèn)為，基于各企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)的保密性，該項(xiàng)目的推廣亟需具有公信力和權(quán)威性的第三方機(jī)構(gòu)的介入。

通過前期的調(diào)研，可以發(fā)現(xiàn)：構(gòu)建 “電動(dòng)車智能檢測(cè)云服務(wù)系統(tǒng)”將使消費(fèi)者、企業(yè)乃至整個(gè)行業(yè)受益！

圖4 企業(yè)調(diào)查情況（一）

圖5 企業(yè)調(diào)查情況（二）

圖6 企業(yè)調(diào)查情況（三）

圖7 企業(yè)調(diào)查情況（四）

四、結(jié)語(yǔ)

中國(guó)已成為全球最大的電動(dòng)自行車生產(chǎn)國(guó)、消費(fèi)國(guó)和出口國(guó)。作為在體制和市場(chǎng)夾縫中發(fā)展起來的一個(gè)產(chǎn)業(yè)，電動(dòng)自行車產(chǎn)業(yè)從興起到成熟，歷經(jīng)激烈競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)火洗禮，其技術(shù)發(fā)展過程不容忽視。我們有理由預(yù)期，電動(dòng)自行車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將成為中國(guó)新能源革命的支點(diǎn)，成為推動(dòng)中國(guó)創(chuàng)新型社會(huì)建設(shè)的重要力量。