Baden Baden 2011 Elektronik im Kraftfahrzeug_final
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Baden-Baden 2011 Elektronik im Kraftfahrzeug
12 & 13 Octobre 2011
Rapport d’étonnement
Samuel Boutin, Président de Knowledge Inside sbo@k-inside.com
Le 26/10/2011
Tous les deux ans, le gotha de l’électronique automobile allemande et une participation internationale se réunissent à Baden-Baden pour la fameuse conférenceElektronik im Kraftfahrzeug (Electronic Systems for Motor Vehicles). Cette conférence réunit en effet tout le management des constructeurs, équipementiers et fournisseurs de rang 2 ou d’outils support, et la Networking-Party qui se déroule le soir de la première journée est une formidable opportunité de discuter dans un cadre décontracté avec tous les acteurs qui font l’automobile allemande. Dans ce rapport, Knowledge Inside vous propose de partager ce qui ressort des discussions et des présentations auxquelles nous avons participé.
Résumé
Les choses vont plutôt bien pour l’automobile allemande, et Baden-Baden était cette année l’occasion d’une démonstration de force des constructeurs qui ont amené beaucoup de prototypes hybrides et électriques. Pour ceux qui ont encore en tête la crise de qualité de l’électronique automobile vers 2002-2004, les Baden-Baden de 2005 et 2007 étaient ceux des fournisseurs, le balancier est revenu du côté des constructeurs qui ont présenté 35 papiers (tout spécialement Audi) sur 60.
Les constructeurs allemands font un carton en Chine. Ils devraient vendre entre 3,5 et 4 M de véhicules cette année, soit plus de ventes que sur leur marché intérieur. Selon le patron de l’électronique d’un des constructeurs, les ventes seraient de l’ordre de 120 000 pour Porsche, entre 200 000 et 400 000 pour Audi, BMW et Mercedes et 2,5 M pour VW. Et ceci malgré un niveau de taxation proche de 100% pour les importations en Chine ! En même temps, les managers allemands que j’ai félicités ne sont pas très optimistes. Il est aussi vraisemblable que l’euro fort et le niveau de taxation entravent sérieusement les importations. Caractéristique des ventes pour les véhicules de luxe, les Chinois veulent acheter des voitures assemblées en Allemagne. Toute l’industrie allemande semble cependant tourner à plein.
La conférence était très centrée les véhicules électriques, leur architecture et leur sûreté de fonctionnement (Bosch : « La seule raison pour avoir encore des batteries 12V aujourd’hui, c’est la sûreté de fonctionnement. »). La mobilité et la connectivité des véhicules (à la fois infotainment, partial networking ou réseaux de bord et architecture) étaient les thèmes connexes. On peut imaginer que c’est plus la politique environnementale de l’Allemagne qui a motivé ce focus que le marché chinois à proprement parler qui ne semble pas avoir beaucoup d’appétence pour les véhicules électriques actuellement.
A noter que la conférence commençait par un avertissement de Wolfgang Runge, le chairman de la conférence, sur un problème système très difficile à diagnostiquer et qui peut affecter l’architecture EE des véhicules :rechercher sur le sitewww.zvei.comle White paper « First-Mate-Last-Break ».
Conférence d’ouverture
L’exposé d’introduction par le Dr Jiren Liu, CEO de Neusoft (Chine) était particulièrement réussi. Il donne des clés de lecture sur le marché chinois, sa diversité, son évolution.
Selon le Dr Liu, la jeune génération chinoise (jusqu’à 30 ans) a un comportement de société de consommation : ils gagnent 100 mais dépensent 120 alors que leurs parents dépensaient 40. Pour ces moins de 30 ans, près de 10% des achats d’automobile sont des achats statutaires et renvoient à leur entourage une image du type « j’ai une voiture que tu ne peux pas te payer ». La figure ci-
dessus reprend les motivations d’achat par classe d’âge. Le Chinois qui a de l’argent veut le meilleur produit, la meilleure qualité et aujourd’hui cette image est portée en Chine par les marques allemandes. D’ailleurs, les ventes de voitures japonaises sont en déclin (8 points perdus de 2008 à 2010) alors que les voitures allemandes continuent de grignoter des parts (plus de 20%) d’un marché en forte croissance. Les marques locales prennent une part croissante du marché, passant de 20% en 2007 à 30% de parts de marché en 2010.
Le segment haut de gamme (plus de 300 000 yuan, soient 47 k$, ou 34 k€ actuellement) représente 5,5% du marché et a tendance à augmenter (estimation à 7,5% en 2015).
Le marché chinois est un marché technophile : « the next technology test market ». Ceux qui n’ont pas encore de voiture ont une culture énorme des innovations véhicules.
Le marché est très diversifié, non seulement en termes de comportement d’achat, mais aussi à cause d’une grande disparité dans le développement économique des différentes grandes villes chinoises et incidemment dans le développement des infrastructures. On distingue quatre catégories de villes, depuis les plus développées comme Pékin jusqu’à des villes ne possédant pratiquement pas d’infrastructures.
Actuellement, l’infrastructure ne suit pas dans les villes de première catégorie et cela crée des problèmes de circulation très importants (à propos des périphériques de Pékin : « call it a car parking »). Par ailleurs, la Chine est devenue le premier consommateur mondial d’énergie et cela pose un autre problème aux autorités qui cherchent aussi à limiter la circulation.
Paradoxalement, ces problèmes ne rendent pas le marché atone car on empêche par exemple les véhicules de plus de 10 ans de pénétrer dans les centres-villes, différentes stratégies sont élaborées pour canaliser la circulation, notamment eu égard à la pollution, mais ces stratégies de ségrégation tendent au renouvellement du marché plutôt qu’à sa saturation. Ce décalage structurel devrait perdurer.
Les 25-30 ans sont les plus technophiles aujourd’hui. Ce sont les plus demandeurs de systèmes d’aide à la conduite. Cette génération a aussi un très fort besoin d’infotainment et d’« apps » (pas seulement les « apps » (applications) de l’iPhone).
Pour cette génération, quatre systèmes deviennent un seul : le PC, la télévision, le téléphone, la voiture, et bien sûr tous doivent être connectés au « Cloud » (« Internet, Mobile Phone and Car Consumers will Integrate to the same Cluster »).Cette génération s’attend à avoir des messages et des ergonomies unifiées sur ces quatre systèmes. Ils veulent du « digital everything ».
Un enjeu est de développer l’économie des apps (actuellement surtout sur le mobile phone) dans les véhicules. C’est un marché naissant en forte progression. Le problème pour les fournisseurs va être de travailler dans des environnements ouverts, qui pourront intégrer plus vite des nouveautés. Il faut rendre l’infrastructure de communication des véhicules (avec l’extérieur) plus ouverte.
Que fait Neusoft dans tout cela ? Neusoft (New Eastern University Software) existe depuis 20 ans, au contact d’une université et compte aujourd’hui 20 000 employés. L’entreprise est spécialisée dans le développement d’apps pour les mobiles, l’automobile… 6600 ingénieurs y travaillent.
Le Dr Liu mentionne enfin l’évolution culturelle importante chez la génération montante (moins de 20 ans) : les plus jeunes sont maintenant habitués à consommer des apps et ils tirent beaucoup plus de savoir de leurs visites Internet que de leurs propres parents ou de leur voisinage. Ils ont une pensée qui est plus orientée vers des communautés. Ce sont aussi de gros consommateurs d’apps, y compris dans le domaine de l’éducation. Il est important de noter que ces comportements sont contextuels, la jeune génération au Japon ne dépense pas d’argent et n’achète pas de voiture ce qui est sans doute la conséquence d’une infrastructure de transports publics mature.
Pour le Dr Liu, le marché chinois va rester dramatiquement diversifié, les nouvelles générations vont redéfinir la demande, et les services apps en interface avec le Cloud seront une part importante du marché dans l’avenir. Il faut dire sur ce point que le Dr Liu prêche pour sa société dont le focus est précisé dans l’image ci-dessous. Les « Widgets Platform » sont les environnements de développement des fameuses « apps ».
Normalement les widgets concernent surtout l’interface homme/machine. Quand il y a vraiment des calculs à faire, ils sont déportés sur le Cloud. Notons à ce sujet que l’analyse vocale de l’iPhone 4S n’est pas exécutée sur l’iPhone lui-même, mais est déportée sur des serveurs. Le 4S se contente d’enregistrer la voix, de l’envoyer sur le Cloud puis de récupérer une réponse.
Vision « chinoise » sur la conception et l’éducation
J’ai eu la chance de pouvoir échanger avec le Dr Liu lors de la Networking-Party et je lui ai demandé comment s’organisaient la conception et le développement dans son organisation, et notamment si ces processus étaient bien identifiés. Il a été vraiment loin dans sa réponse. Pour lui, non seulement les processus de conception et de développement sont bien séparés, mais en plus les personnes qui travaillent à la conception sont moins nombreuses et mieux formées. Le Dr Liu m’a clairement expliqué un modèle à deux vitesses où l’innovation et la génération de nouveaux produits est réalisée par une élite et le développement est ensuite mise en œuvre par des ingénieurs qu’on trouve en très grand nombre sur le marché du travail.
Faits marquants
Attaque en règle de Bosch sur l’ISO 26262 concernant les composants réutilisés et la notion de « proven in use »
La norme ISO26262 prévoit une procédure allégée pour documenter le dossier de sécurité de composants réutilisés (proven in use), mais Bosch relève plusieurs problèmes.
1. Des composants « proven in use » peuvent changer de niveau d’intégrité lorsqu’ils sont intégrés. Cela pose un problème car leur conception n’intègre pas certaines redondances… Il faut alors les faire évoluer mais cela ne nécessite-t-il pas une analyse complète ? a. Des composants non modifiés peuvent être affectés par une analyse de sûreté de fonctionnement parce qu’ils sont intégrés à un système critique. b. Pour résumer, 26262 s’applique uniquement aux éléments d’un système modifiés, mais des éléments non modifiés (et « proven in use ») peuvent aussi nécessiter une analyse dans le cas où ils changent de niveau d’intégrité ou s’ils sont intégrés à des systèmes nouveaux. 2. « Proven in use », qu’est-ce que ça veut dire ? La plupart des composants en production changent en permanence, pour prendre en compte des améliorations ou des retours terrain. -9 3. Si l’on regarde la définition de « Proven in use », pour des composants critiques (avec 10 de défaillance par heure), cela nécessite après un savant calcul d’avoir 670 000 composants en services pendant un an. Hors il est impossible de surveiller un tel parc. Cela correspond donc difficilement à la notion d’état de l’Art dans l’automobile. 4. Il est très difficile de produire des métriques pour le HW pour les ASIL (automotive safety integrity level) de niveaux C ou D pour les mêmes raisons. Dans l’industrie automobile, il faudrait un suivi composant par composant pour réussir à capitaliser. 5. La notion de « safety state » est subjective.
Bosch insiste sur la nécessité d’optimiser les architectures des véhicules électriques
Bosch propose une classification des architectures du véhicule électrique en jouant sur les intégrations possibles des principaux composants que sont : Transmission, Electrical machine, Inverter, Charger, DC/DC Converter, Battery.
Bosch propose l’organisation symbolique dans la figure ci-contre et s’intéresse ensuite aux couplages possibles entre les différents sous-systèmes qui portent chacun une fonction clairement identifiée.
On représente ici l’intégration de plusieurs composants par des niveaux d’encapsulation. Par exemple, il y a 6 architectures candidates pour le Véhicule Electrique (EV) dans cette figure et la plus à gauche propose une intégration Chargeur, DC/DC Converter et Chargeur dans un seul module.
Sur cette base, Bosch affiche sa vision sur les modèles qui réussissent actuellement et ceux qui réussiront dans le futur dans la figure ci-contre. On voit notamment que l’intégration Inverter-DC/DC Converter, pourtant majoritaire aujourd’hui, devrait disparaître selon eux à l’horizon 2020.
Les couplages Charger-DC/DC Converter d’une part et Moteur-Générateur d’autre part leur paraissent intéressants dans une vision où ces choix d’architecture se font sur la base d’un mixte véhicule électrique & hybride.
VW communique sur les problèmes d’intégration dans la batterie
Un exposé de VW décrivait le travail réalisé sur l’architecture des batteries, que ce soit aux niveaux organique, fonctionnel ou logiciel.
Mêmes si les images ci-contre ne concernent que la décomposition physique et la définition de modules regroupant un ensemble de composants, la présentation mentionnait clairement l’analyse fonctionnelle, l’allocation fonctionnelle sur les composants et la question de la gestion logicielle de l’ensemble.
Les autres thèmes abordés sont les suivants, des informations sont disponibles dans les proceedings papier, le plus souvent en allemand :
l’ergonomie, notamment l’introduction de pad dans le haut de gamme chez BMW (Audi y est déjà) et beaucoup d’éléments de design. Cet aspect était aussi lié à la connectivité, au sens infotainment ; l’architecture système et l’intégration ; les réseaux : le 48 V ; les systèmes d’aide à la conduite ; le véhicule électrique et la mobilité (quelques éléments présentés ci-dessus) ; la sûreté de fonctionnement, et notamment l’arrivée de la norme ISO 26262. Il y avait notamment une session de trois présentations sur les capteurs dédiés à la sûreté de fonctionnement.
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