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      ?一汽紅旗:智能底盤需要多方合作才能創領未來
      來源:蓋世汽車    作者:沈逸超,王仕偉   發布時間:2021/12/01   瀏覽:()次


        目前,汽車行業正在經歷一場技術變革,車企不再僅僅是造車,未來需要更多考慮生態,故也產生了諸多風口。自動駕駛、新能源、智能座艙等能夠發展的前提,離不開最基礎的智能底盤,它或許是下一個產業風口。

       

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      中國一汽研發總院底盤開發所副所長 王仕偉

       

        復雜的國際環境給汽車產業帶來巨大的挑戰,但是挑戰與機遇往往是并存的,王仕偉分享了他認為在此形勢下底盤該如何創新、如何發展。


        變革之下,實現彎道超車

       

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        近幾年國家推行的政策,主要在新能源和智能網聯。與此同時,用戶消費形態正在改變,新興車企引領了這樣一場變革。為應對汽車行業在經歷大變革的情況下所產生的挑戰,作為國內傳統主機廠的一汽紅旗應該思考在新形勢下如何實現彎道超車。


        作為國內主機廠,若要與老牌主機廠如奔馳去比較發動機技術,可能需要付出較大努力,當努力之后會發現這個技術已經換道了,所以當前主機廠應該思考的是在新的形勢下如何彎道超車。汽車原來是產品+技術,按照主機廠的定義向用戶提供產品,現在是主機廠向用戶提供服務,其生態不再僅僅靠賣車賺錢,通過提供衍生服務獲得用戶認可并愿為此埋單。未來的汽車已經不再是車,車將成為智慧城市,智能出行,智享生活的一個節點。當汽車產業發生變革,國外傳統主機廠的優勢不再,一切將重新布局,重新洗牌,這也將成為我國汽車產業實現彎道超車的一個契機。


        汽車產業技術變革


        1)物網聯帶來全新生態模式:“物聯網產品”是軟件定義汽車背景下產品研發的核心目標,全面整合出行與生活資源,融合人、車、生活場景,萬物互聯背景下構建極致用戶體驗、美妙出行服務的汽車產品。


        2)智能網聯+新能源技術促使汽車多元發展,極大沖擊傳統汽車:智能駕駛向群體智能發展、汽車網絡朝向“高帶寬+低延時+可擴展+高安全”發展、OTA技術需滿足個性化定制化、EE架構向“中央計算+區域控制”發展、功能安全由向“整車級”發展等智能網聯技術日新月異。新能源產品在更多元的動力形式和更豐富的技術配置加持下,正在重構產業鏈、價值鏈,滲透率穩步提升。


        3)數字技術助力產業轉型:以大數據、云計算、人工智能為代表的數字技術加速滲透到制造業的各個環節,成為汽車產業轉型升級的主要路徑。數字孿生多場景呈現,跨區域、跨企業、跨行業的資源被有效整合,業務流從串行向并行演進。


        4)產業融合與自主發展:在堅持核心技術自主掌控的基礎上,整車企業之間、以及與零部件供應商、互聯網科技公司,通過組群、合群的合作模式,共創、共建、共享生態產業環境和行業發展成果。


        智能底盤的創新技術發展


        底盤創新技術將朝著更智能、更安全和更低碳的方向發展。而數字化轉型是難以阻擋的時代潮流,更是汽車行業發展難得的機遇。充分利用數字化技術,可以持續為用戶打造更滿意的產品和更貼心的服務。

       

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        底盤正經歷從傳統底盤到電動底盤再到智能底盤的技術變革,現階段的產品仍以電動底盤和傳統底盤為主。對于智能底盤,他認為智能底盤不僅僅是底盤,還要和自動駕駛,智能座艙,動力系統深度融合才能是真正的智能底盤。另外底盤系統內部要做深度的協同控制。王仕偉認為,智能底盤裝備將實現快速發展: 


        第一是線控制動,從2007年ABS+真空助力器,到現在的One box,再到未來的EMB,這張圖展現了很好的智能底盤發展脈絡。

        第二是主動懸架,它是已知電控懸架裝備的最先進形式,在全球范圍內尚處于絕對領先地位,隨著汽車自動駕駛及智能化的發展,全主動懸架技術的應用場景越來越多,對于未來無人駕駛,主動懸架是解決乘客舒適性(人因工程)的重要技術手段之一。

        第三是線控四輪轉向,它可以實現無級可變速比、個性手感模擬、主動轉向,支持L3以上自動駕駛,雖然安全仍是用戶的疑慮,但只要適當成本投入,多重冗余的安全保障在技術上完全可以實現。

        第四是后輪轉向,對于用戶感知也非常高,因為車越做越大,這種情況下有后輪轉向,用戶最明顯的就是低速轉彎直徑明顯減少,一般8-12%之間。高速行駛穩定性也顯著提升。

        第五是輪邊轉向,集成了轉向、制動、驅動和懸架,這讓整車布置更為靈活,具備了底盤平臺和乘員艙分離的可能性,也就是所謂的滑板底盤,它不僅僅是底盤的集成,而且還是和動力系統、電池、車身的物理集成。從控制角度來講,動力域和底盤域的集成也有很大的發展空間。

        第六是智能車輪,未來要做線控和域控底盤,對車輛狀態輸入要求更高。目前車輛狀態靠的是算法評估,如果汽車有智能車輪裝備,就可以實時獲取車輪六分力并準確計算路面狀態,而底盤運動控制的實際上就是控制車輪的受力,讓輪胎在更優的狀態下發揮作用。

        第七是底盤域控,把縱向、側向、垂向有機整合在一起是未來底盤域控的發展方向。如果自動駕駛是大腦,執行器是四肢,那底盤域控是小腦,它決定了車輛運動的動力學協調性,實現底盤子系統在縱向、側向、垂向動力學統一矢量控制目標下,最優地有序調度執行,極大提升整車的駕控和舒適性能。


        安全底盤的創新技術發展


        首先是被動安全,未來在智能底盤情況下,當用戶發生撞擊事故,控制臂要能夠“智能可控”地變形,除了設計損傷鏈外,還可以在控制臂中通過傳感器預埋芯片,實時監控用戶使用過程中最薄弱點的受力,發生碰撞后,芯片還可以自溶解,進一步加強發生事故之后的安全保護。


        然后是半主動安全,通過感知、傳感、供電、通訊、電機等全方位冗余確保一旦底盤電控系統失效,快速實現功能降級后的安全駕駛。另外,制動、轉向、驅動系統間也可以實現一定程度地互為功能冗余。


        最后是主動安全,在智能駕駛的時代背景下,主動安全的作用愈發凸顯,這也是智能底盤發展的機遇。車輛狀態和環境融合感知越來越準確、及時,這就給跨領域、跨專業的整車級主動安全響應策略提供了更多機會。比如,通過車輛感知識別用戶場景,遇到碰撞等危險情況,轉向可以主動避讓,懸架可以主動抬高車身保護乘員。


        低碳底盤的創新技術發展


        一是輕量化,它對整車降低油耗、提升續航里程至關重要。二是節能,對汽車制動能量與懸架振動能量進行回收并進行有效管理,能在很大程度上降低燃油的消耗。制動能量回收實現場景相對固定,但懸架垂向能量回收的場景復雜,技術投入與產出比不理想,暫時只能是研究發展的方向。三是碳中和,目前這也是整個行業的熱點話題之一,以鑄鋁轉向節產品全產業鏈碳中和為例,從綠色制造(水力或風力發電)到創新工藝(高壓鑄造減少廢料),再到持續精益的結構設計減少用料,直到再回收利用的低碳化循環經濟,以及用顆粒的捕捉技術,可以實現碳中和。


        智能底盤數字化研發


        大數據應用的范圍很廣,從研發角度看,利用數字主線技術把研發全過程打通,甚至打通到供應端、制造端、銷售端和使用端。從數據云腦感知用戶體驗和數據驅動產品研發兩翼發展用戶大數據應用,了解用戶需要什么,然后如何研發,如何提供更新的研發模式。


        駕駛模擬器是數字化研發的先進工具之一,借助這種數字化仿真測試手段提質增效。駕駛模擬器在智能底盤開發的虛擬調校與標定、多模擬器組網測試、感知層測試、控制器仿真驗證、人機共駕模擬和駕駛員行為分析等方面將發揮重大作用。


        MBD技術就是在設計和開發活動中不使用物理樣機,而使用虛擬模型的高效開發方式,達到縮短研發周期,減少工程量的目的。目前尚未形成生態鏈的應用氛圍。


        底盤個性化研發需求前瞻思考


        當前用戶消費端都在強調個性化,如何滿足用戶個性化的需求成為底盤的一個研究方向。


        首先是根據駕駛員大數據分析精準進行用戶畫像,根據司機的性格與行為習慣,建立擬人類我的駕駛員模型,通過車輛OTA技術去做底盤性能的個性化設定。


        其次是根據車輛運動行為推送駕駛技巧。未來的底盤讓每臺車都是一款駕駛模擬器,由用戶根據自己的喜好決定車輛的性格。


        第三是交叉融合,未來一定是跨界的創新、多學科交叉融合的創新,汽車要衍生很多生態模式,現在的很多新興技術在未來可能面臨重構,甚至消失。這里講兩個案例,一個是網絡安全和車輛動力學的融合創新,看似兩個沒有交集的專業,在未來自動駕駛場景下相互賦能,借助車輛動力學實時模型預測或校驗車輛是否被網聯攻擊。還有醫工融合護駕數字健康,長時間駕乘會帶來疲勞,借助數字健康設備融合車輛運動狀態數據提供更舒適的健康體驗。


        最后是全自動駕駛下的底盤駕乘體驗發展。在L4/L5自動駕駛場景下,乘員的心理預期和車輛運動不再產時直接關聯,乘員舒適性將是一項挑戰。未來是否可以通過腦機接口使車輛運動物理信號與用戶生理心理信號(心率、皮膚電流、腦電波等)融合,基于融合大數據建立全自動駕駛下的優化模型,使車輛運動始終處于用戶可預知可體驗得最優狀態?

       

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        綜上,王仕偉希望在未來的合作中,主機廠、供應商、合作方一起擁抱百年難遇的汽車技術變革,共同創新發展!

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