当今时代,传统能源向新能源转型,底盘技术的发展也越来越重要。从燃料汽车到新能源汽车,底盘系统的创新来自于动力形式的变化,其传输机制从机械传输到电信号传输,承载对象也从动力系统扩展到智能驾驶舱、自动驾驶和动力三个系统。
此外,在执行驾驶任务时,底盘也从以前的被动执行转变为主动的道路环境认知、预测和控制车轮与地面的相互作用,以及实施车辆运行状态自我管理的能力。底盘系统执行层和决策层的硬件升级是实现电动汽车高级自动驾驶的唯一途径,与新能源汽车产业的发展密切相关,关系到中国的国运。
在中国汽车工程学会发布的电动汽车智能底盘技术路线图中,智能底盘系统的核心结构包括感知、执行和决策,执行层的技术发展重点是线控制动、线控转向和悬架系统的深度协调,而决策层的关键技术是域控制和E/E架构。
智能底盘开发路径
智能底盘的发展路径将有三个阶段。第一阶段面向底盘纵横协调线控,OTA实现;第二阶段以软件定义底盘为基础,实现垂直、水平、垂直三向协同线控制,具有动力控制全功能的冗余备份;第三阶段满足高度集成的软件定义底盘条件,具有主动控制、自适应和自学能力。现阶段智能底盘发展的关键是线控技术。
2022年,我国乘用车智能底盘的发展正处于从1.0阶段向2.0阶段发展的过渡期——线控制动力产品开始具备大规模生产能力;主动式空气悬架的装配率有所提高,关键部件具有本地化能力;相关域控制器的成功开发即将进入大规模生产和引进阶段。
23H2智能驾驶轨道将迎来强催化,小鹏将基于无图NOA推出 华为还将推出无图ADS2.0解决方案的全场景XNGP。智能驾驶迎来了跨越式发展,也有望推动智能底盘等增量部件的增长空间倍增。
线控制动:更快、更轻、更安全,逐渐成为智能电动汽车的标准配置
在电子真空助力器中,传统的机械制动完全依赖踏板和制动推杆,容易产生制动滞后(EVB)和ESC、在ESP系统的帮助下,车辆的危险驾驶状态更容易识别,制动压力时间缩短到 500ms左右。
线控制动系统将实现完全的电气控制,一些制动线路和传动机构将被电信号取代
在进一步提高车辆性能的同时,输出也更符合汽车智能化、电气化的变化需求。
具体来说,线路控制动系统具有安全性更强、能量回收效率更高、间接提高燃油/电能经济性等优点。在新能源汽车时代,特别是未来L3自动驾驶的普及和安全要求更严格的背景下,预计载荷率将迅速上升:
1)电子化:线控制动系统的响应速度远快于传统液压制动。主动制动的预期施压时间可从常规制动的400-600ms缩短到200ms以内,并提供≥自动紧急制动力0.9g,降低制动距离,显著提高驾驶安全性。
2)集成轻量化:线控制动系统通过集成控制、驱动和动力模块大大简化了执行端结
博世推出的结构(包括液压系统) ibooster 2.0版比1.0版进一步减轻了10%左右的重量,其轻量化效果将进一步提高汽车燃油/电能经济。
3)高效能量回收:线控制动系统解决了新能源汽车缺乏真空动力源的问题,同时解耦踏板
板力和制动力,优先考虑电机反馈制动,在制动力不足时干预摩擦制动,可实现协调回收,提高能量回收效率,提高行驶里程。
基于这些优势,随着智能驾驶的渗透,线路控制动已经成为汽车电气化和智能化进程的必然选择
随着透率的提高,装载线控制动系统将逐渐成为新能源电动汽车的智能驾驶“标配”。
根据乘用车线路控制动的实现形式,线路控制动可分为电子液压制动(EHB)系统和电子机械制动(EMB)系统。
现阶段线控制动系统的主流技术方案是 EHB,它用液压备份制动系统取代了一些机械部件的功能,但仍保留制动液作为动力传输媒介。
机械线控制动系统(EMB)更接近真正意义上的全线控制,通过四轮端电机产生所需的制动力,控制电机实现 ABS 等稳定性功能。
智能悬架:大大增强驾驶体验,从高端车型渗透
可控悬架系统是消费者在智能底盘系统中最直接感知的执行部件,可以在不同的路况和驾驶条件下给用户更好的驾驶体验。
悬架的两个核心技术参数是刚度和阻尼。根据参数的可调性,悬架系统可分为被动悬架和可控悬架,可控悬架可进一步分为半主动悬架和主动悬架。
从目前的行业配套情况来看,大多数新能源车型主要是“半主动悬架系统”最常见的配套设施是电控悬架系统。未来,主动空气悬架系统将成为智能汽车底盘升级的重要方向。
线路控制转向:发展相对缓慢,但取得了突破性技术进展
线路控制转向是实现高级自动驾驶的关键技术。汽车转向系统经历了多个发展阶段,从最原始的纯机械传动转向,到通用汽车公司推出的第一个液压动力转向,丰田推出的电子控制液压动力转向,电动动动力转向(EPS),然后逐步发展到当前的线控转向系统(SBW)。
线路控制转向系统的优点来自于方向盘和转向机的完全物理解耦。与纯机械传动转向相比,线路控制转向节省空间,重量轻,优化驾驶体验,提高安全性,加强系统集成。
从汽车电气化和智能化的发展趋势来看,随着线控转向技术的进一步完善,线控转向在智能汽车上的装配率无疑会迅速提高。
一方面是基于线控转向技术本身带来的安全性和驾驶体验优势,另一方面是基于消费者对新车型自动驾驶功能和配置的差异化需求。线控转向系统将成为汽车企业“装备竞赛”下一阵地。
弯道超车,赶超海外
在传统燃油汽车时代,汽车零部件市场一直被外国巨头占据,特别是在底盘领域,国内企业的技术能力和市场份额相对落后。
然而,近年来,汽车行业的电气化和智能化变化给国内企业带来了弯道超车的机会。在智能底盘的各个细分领域,国内企业迎头赶上。
2000 自20年以来,国内一些独立汽车企业和零部件供应商已经启动了线路控制动系统的独立研发。在多年的技术研发积累下,生产线控制动系统的大规模生产是自然的。
尤其是近 2 2000年,随着R&D技术的不断升级,再加上供应链稳定、开发和市场响应快的优势,国内供应商有后来者追赶的趋势。
目前,国内在线控制动力市场的参与者包括伯特利、拓普集团、通宇汽车、亚太股份、拿森电子、联创汽车电子、英创汇智、经纬达、格陆博、利氪科技等。此外,比亚迪、长城、吉利、集度等汽车制造商也在升级对这一领域的关注。
底盘技术的加速追赶,没有来吧,我国新能源汽车产业也将蓬勃发展,国力国运也将进一步加强。
参考:
分析2022年中国智能底盘行业的发展现状和趋势,新能源汽车的快速发展带动了行业的快速增长
华泰证券-汽车行业深入研究:向高级智能驾驶迈进,智能底盘方兴未艾
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