由于汽車動(dòng)力系統(tǒng)等技術(shù)的變革，現(xiàn)在汽車已經(jīng)不能完全稱之為”汽車”。車輛逐漸轉(zhuǎn)變成智能的移動(dòng)終端和儲(chǔ)能單元，那么底盤系統(tǒng)則由傳統(tǒng)的被動(dòng)輔助響應(yīng)，變?yōu)楦鶕?jù)人-車-路特性實(shí)施主動(dòng)控制，在操控上逐漸去人化，成為智能底盤系統(tǒng)。

智能底盤系統(tǒng)屬于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的“控制執(zhí)行技術(shù)”，是智能駕駛、動(dòng)力及智能座艙的支撐底座，主要包括智能制動(dòng)系統(tǒng)，冗余轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電控主動(dòng)懸架等。智能底盤控制系統(tǒng)是智能車輛的“手”“腳”，新一代線控化智能底盤系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的必備條件，也是增加新能源車?yán)m(xù)駛里程的關(guān)鍵系統(tǒng)。

中汽創(chuàng)智科技有限公司智能底盤制動(dòng)系統(tǒng)高級(jí)總監(jiān) 張杰

智能時(shí)代底盤控制系統(tǒng)的技術(shù)趨勢

自上世紀(jì)70年代電控產(chǎn)品出現(xiàn)后，車輛的自動(dòng)化程度逐漸增加，對人的依賴性就逐漸減少，但越是高等級(jí)的自動(dòng)駕駛功能，對底盤安全可靠要求也更高。張杰指出傳統(tǒng)的底盤電控系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)可以降級(jí)或者關(guān)閉，達(dá)到fail-safe狀態(tài)；但L3以上自動(dòng)駕駛車必須要達(dá)到Fail-operational，要有冗余的備份系統(tǒng)，這就對底盤電控系統(tǒng)的功能安全提出更高要求。

智能底盤系統(tǒng)還需滿足基于域控的新型EE架構(gòu)發(fā)展，目前以融合域、區(qū)域控制、中央超算平臺(tái)為特征，以滿足自動(dòng)駕駛高算力和高帶寬的需求，有助于軟硬件解耦及軟件定義功能，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一OTA升級(jí)迭代。但同時(shí)，這也對信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全提出新的要求。張杰以一家股東方主機(jī)廠的域控架構(gòu)規(guī)劃為例做了開展說明，1.0是一個(gè)傳統(tǒng)分布式電控的結(jié)構(gòu)；2.0升級(jí)到功能域控的架構(gòu)；現(xiàn)正在開發(fā)3.0的新架構(gòu)，其中，第一階段是完全的融合域控，域控制器包括智駕、智控、智聯(lián)；第二階段是形成”融合域和區(qū)域”的綜合架構(gòu)。

對于新能源車輛而言，底盤的制動(dòng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)往無刷電機(jī)助力發(fā)展，相關(guān)控制算法需要革新；底盤系統(tǒng)更加注重輕量化設(shè)計(jì)，通過能量回收實(shí)現(xiàn)節(jié)能、優(yōu)秀的NVH表現(xiàn)，還要研究底盤和動(dòng)力之間如何更好地聯(lián)合控制，更加靈活的底盤調(diào)校維度和個(gè)性化需求，兼顧多目標(biāo)性能的綜合優(yōu)化。

當(dāng)智能電動(dòng)底盤平臺(tái)在向一體化、模塊化發(fā)展時(shí)，CTC一體化電動(dòng)底盤，其省去了模組的結(jié)構(gòu)，可以減重、降低成本、提高續(xù)駛里程。但是對于底盤的結(jié)構(gòu)以及電芯的安全性、后續(xù)維護(hù)保養(yǎng)也提出新的挑戰(zhàn)。目前主要用于小型無人車輛的輪端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，集成了輪轂電機(jī)、線控制動(dòng)、大角度轉(zhuǎn)向、可抬升的主動(dòng)懸架，能夠?qū)崿F(xiàn)橫向移動(dòng)、原地轉(zhuǎn)向，大大提升了靈活機(jī)動(dòng)性。

結(jié)合線控底盤技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)前不久發(fā)布了《智能底盤技術(shù)路線圖框架》，對底盤的構(gòu)型、線控化程度、EE架構(gòu)、域控技術(shù)、功能安全都做了規(guī)劃說明。例如，線控制動(dòng)將來關(guān)注EMB趨勢，電控懸架有望實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化多腔氣囊和連續(xù)阻尼可變減振器的批量應(yīng)用，從X、Y方向?qū)崿F(xiàn)部分線控化協(xié)同控制到三向的協(xié)同控制。除此之外，車載總線技術(shù)方面，要求高帶寬、高速、嚴(yán)實(shí)時(shí)，以太網(wǎng)有望實(shí)現(xiàn)普及。

基于以上的趨勢，可以發(fā)現(xiàn)：智能底盤行業(yè)發(fā)展向好，市場潛力巨大，但也面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，尚存在一些需要去攻克的難題，行業(yè)內(nèi)逐漸有更多呼聲要密切合作，聯(lián)合攻關(guān)核心技術(shù)和突破市場應(yīng)用。

初創(chuàng)企業(yè)對智能底盤新布局

中汽創(chuàng)智成立于2020年6月，其深耕于智能電動(dòng)底盤，氫燃料動(dòng)力平臺(tái)，智能網(wǎng)聯(lián)平臺(tái)三大板塊，瞄準(zhǔn)前瞻、共性、平臺(tái)、核心的技術(shù)研發(fā)，意圖打造原創(chuàng)技術(shù)策源地，突破卡脖子技術(shù)，成為國家戰(zhàn)略的重要力量；目標(biāo)是構(gòu)建綠色低碳、智能安全、極致體驗(yàn)的美好汽車生活，爭取打造中國第一、世界一流的創(chuàng)新型高科技企業(yè)。目前公司處于初創(chuàng)階段，經(jīng)過一年多的努力，也取得了階段性的進(jìn)展成果。

CAIC在智能底盤領(lǐng)域的定位與傳統(tǒng)的Tier1并不一樣，他們定位為Tier0.5的概念，旨在開創(chuàng)未來汽車產(chǎn)業(yè)合作的全新格局。中汽創(chuàng)智認(rèn)為這個(gè)概念有四方面的內(nèi)涵。

第一，由于中汽創(chuàng)智是國家戰(zhàn)略下創(chuàng)立的關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)，其立足于三大家央企股東方主機(jī)廠，提升國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)競爭力為使命，實(shí)現(xiàn)自主化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)業(yè)鏈體系。

第二，產(chǎn)學(xué)研用市場化的核心紐帶，開展前瞻性的研究，與高校和創(chuàng)新平臺(tái)進(jìn)行合作，將一流的研發(fā)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。

第三，他們和國內(nèi)的Tier1/ 2充分合作，包括研發(fā)、生產(chǎn)、制造、供貨、投資方面都可以采用靈活開放、合作共贏的模式。

第四，OEM產(chǎn)業(yè)發(fā)展的強(qiáng)有力支撐，直接參與各股東方的前瞻研發(fā)以及新平臺(tái)車型的規(guī)劃，提供開發(fā)式的軟件架構(gòu)、集成化產(chǎn)品與整體解決方案。

張杰表示，他們在智能底盤規(guī)劃分三個(gè)階段：第一階段完成冗余的智能制動(dòng)系統(tǒng)IBC+RBU量產(chǎn)；第二階段是冗余智能轉(zhuǎn)向RISS-DP/R以及制動(dòng)與轉(zhuǎn)向協(xié)同控制開發(fā)；第三階段是主動(dòng)懸架系統(tǒng)CDC和底盤域控制器iCCS的量產(chǎn)。

智能制動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)踐落地

中汽創(chuàng)智于今年6月份發(fā)布了以”擎磐”為技術(shù)品牌的智能制動(dòng)系統(tǒng)，按照三個(gè)理念來開發(fā)：“產(chǎn)品安全可靠、軟件穩(wěn)健魯棒，成本具有競爭力”。其具備安全可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)快速等特點(diǎn)。重量僅為5.3kg，優(yōu)于競品水平；在自主創(chuàng)新方面，包括電機(jī)直驅(qū)助力、自主線性電磁閥、雙控EPB、開放式軟件架構(gòu)等；在個(gè)性化功能定制方面，包括40多項(xiàng)軟件功能，除了基本/標(biāo)準(zhǔn)包之外，還有節(jié)能/智聯(lián)的增值包，兼容第三方軟件，可個(gè)性化定制；對于軟件的智能迭代，將車端自學(xué)習(xí)與云端大數(shù)據(jù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、預(yù)測控制等創(chuàng)新功能。

針對冗余架構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，張杰稱，中汽創(chuàng)智設(shè)計(jì)的是三級(jí)冗余的結(jié)構(gòu)，IBCU主模塊+RCU冗余模塊+雙控EPB，來實(shí)現(xiàn)L3以上自動(dòng)駕駛所需求的Fail-operation功能。主模塊最大建壓能力大于200兆帕，冗余模塊實(shí)現(xiàn)在500ms建壓減速度大于0.65g，并具有縱向穩(wěn)定控制功能，主冗切換時(shí)間小于100毫秒。

不斷攻堅(jiān)克難，突破技術(shù)壁壘

在整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過程中，中汽創(chuàng)智也突破了五項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)。

1、多級(jí)冗余制動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)：基于”三級(jí)冗余整體架構(gòu)”，在這兩個(gè)模塊之間的電源、通訊、傳感器、控制器、控制器設(shè)置了冗余，若系統(tǒng)診斷出主模塊IBCU出現(xiàn)故障時(shí)，迅速通過整車網(wǎng)絡(luò)通知RCU并切換為冗余功能。理論來講是可以小于20毫秒。

2、針對機(jī)電液耦合的一體式執(zhí)行器模塊：IBCU采用電機(jī)與滾珠絲杠直驅(qū)助力、線性電磁閥、抗干擾性良好的感應(yīng)式傳感器等，兼顧多種制動(dòng)模式，具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量更輕、適配性更好的優(yōu)點(diǎn)。其中，關(guān)鍵零部件電磁閥產(chǎn)品存在三個(gè)難點(diǎn)：設(shè)計(jì)難、加工難、量產(chǎn)難，中汽創(chuàng)智依托于其牽頭成立的“先進(jìn)底盤控制工作組”，發(fā)起編制了液壓制動(dòng)系統(tǒng)電磁閥的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，聯(lián)合行業(yè)資源尋求突破。

3、控制電路冗余硬件設(shè)計(jì)：充分考慮安全可靠性，采用三軌電源冗余，MCU多核鎖步交叉診斷措施，高功能安全的集成化芯片，預(yù)留MCU兼容方案，豐富的外設(shè)接口、多喚醒源等安全設(shè)計(jì)，休眠狀態(tài)下減少漏電流，降低功耗；在控制功能集成、雙控駐車、上電分段式預(yù)充、系統(tǒng)斷電保護(hù)電路上具有創(chuàng)新性。

4、針對雙控EPB的系列化配置設(shè)計(jì)：制定了IBCU單控制器的主從MCU交叉互檢架構(gòu)的全冗余雙控EPB方案，可以實(shí)現(xiàn)高中低三級(jí)配置；在主控MCU失效時(shí)，輔助MCU基于電子駐車能提供輔助行車制動(dòng)；對于IBCU+RBU雙控制器的駐車冗余方案，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模塊分別控制，滿足取消P檔所的駐車制動(dòng)相關(guān)的法規(guī)要求。

5、核心控制算法策略：針對執(zhí)行器機(jī)構(gòu)及建壓原理的變化，全新設(shè)計(jì)輪端壓力控制模塊，基于無刷電機(jī)工作噪音抑制和低壓力區(qū)間高精度控制需求，增加前饋控制功能，保障各基本功能及擴(kuò)展功能需求，預(yù)留智駕系統(tǒng)接口等；針對電動(dòng)車TCS功能，中汽創(chuàng)智也有新的變化，傳統(tǒng)的是靠制動(dòng)控制器來控制動(dòng)力和液壓力的，電動(dòng)汽車興起之后直接可以將電機(jī)扭矩控制（DMC）集成與電機(jī)控制器之中，從而提升對動(dòng)力控制的響應(yīng)。

此外，中汽創(chuàng)智在軟件開發(fā)方面搭建了全棧開發(fā)測試流程，針對不同的測試項(xiàng)目都有不同的工具鏈來應(yīng)對，現(xiàn)在公司也在推ASPICE CL3的流程標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)融入了ISO26262功能安全的理念，形成了自主特色的軟件開發(fā)流程，從而提升軟件的魯棒性。

目前中汽創(chuàng)智具備關(guān)鍵零部件/組件/總成/系統(tǒng)測試能力，覆蓋產(chǎn)品研發(fā)全過程需求，尤其重視對關(guān)鍵部件電機(jī)、電磁閥等的性能驗(yàn)證。對于實(shí)車匹配開發(fā)，較其他Tier1，中汽創(chuàng)智能夠較早介入OEM概念開發(fā)及A樣件整車驗(yàn)證，對產(chǎn)品進(jìn)行多輪充分驗(yàn)證，以提高產(chǎn)品可靠性。

張杰表示，基于公司Tier0.5供應(yīng)商定位，希望與國內(nèi)各級(jí)供應(yīng)商、主機(jī)廠等開展全方位靈活開放、共贏的合作，一同努力進(jìn)步。

返回第一電動(dòng)網(wǎng)首頁 >