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乘用车智能底盘研究:智能底盘融合的三个趋势

佐思汽研发布《2023年乘用车智能底盘及底盘域控研究报告》,对线控制动、线控转向、主动悬架的三向融合趋势进行梳理,并对供应商及主机厂的底盘控制策略、底盘域控制器产品及规划进行研究。…

佐思汽研发布《2023年乘用车智能底盘及底盘域控研究报告》,对线控制动、线控转向、主动悬架的三向融合趋势进行梳理,并对供应商及主机厂的底盘控制策略、底盘域控制器产品及规划进行研究。

智能底盘是汽车智能化的核心技术之一,不仅能够满足高级别自动驾驶的需求,还将带给车内乘员更加安全、舒适的驾乘体验,为未来智能座舱丰富的想象空间提供硬件支持。现阶段,智能底盘主要包括线控制动、线控转向、主动悬架等细分部件,通过数字信号对底盘进行控制,实现汽车横、纵、垂三个方向六个自由度的主动调节,为车辆自动驾驶系统、座舱系统、动力系统提供承载。

根据佐思汽研《2023年乘用车智能底盘及底盘域控研究报告》,智能底盘主要呈现出三大趋势。

趋势一:底盘单系统集成度持续提升

底盘单系统的集成化,主要表现为线控系统集成化,其中线控制动系统的集成化最具代表。

转向系统,主流核心执行机构仍然是电动助力转向EPS,线控转向系统应用较少。未来线控转向系统的发展趋势重点在于线控转向机构与机械冗余结构的集成化。

主动悬架,主要以空气悬架为基础,进一步增加传感器和电控系统,根据道路实际情况进行悬架高度、刚度和阻尼的主动调节,以实现行车/驻车姿态的精细化控制系统、提升驾驶舒适度。

线控制动,集成化的代表路线是EHB 集成ABS/ESP,也就是通常所说的One Box方案,具备集成度高、成本较低的优势,能够在搭配冗余模块RBU的条件下满足自动驾驶需求,是现阶段市场化程度最高的线控产品。

在线控制动的集成化方面,伯特利、同驭汽车、千顾科技等头部企业已推出相关产品。

伯特利的线控制动系统WCBS(OneBox)集成了真空助力器、电子真空泵、主缸、ESC和EPB,拥有集成度高、重量轻、制动响应快、综合成本低等特点。WCBS(OneBox) 2021年6月实现批量生产,2022年20多款车型量产。

同驭汽车的集成电子驻车的电子液压制动系统(EHB-EPBi),将电子驻车EPB控制模块集成到电子液压制动系统EHB的控制器中,从而减少零部件数量,降低成本。截至2023年10月底,同驭EHB-EPBi产品已出货超十万台。此外,同驭汽车的集成线控制动iEHB产品,集成了EHB、ESC、冗余式EPB、智能轮胎监控和底盘域控五大功能模块,可实现基础制动、线控制动、线控驻车、稳定性控制等功能。同驭iEHB已获得整车厂独家定点,即将在2023年底实现量产。

千顾科技的EHBI电子液压制动系统(OneBox)集成了ABS、ESC、E-booster和EPB的功能,并支持多传感器融合,可以为车辆提供良好的踏板感觉和应急制动能力。EHBI-Onebox产品于2022年10月正式推出,该系统集助力控制、协调式制动能量回收、车轮防抱死控制和车身稳定性控制等三十余种智能化功能于一体。

趋势二: 底盘域内融合实现XYZ协同控制

在底盘域控制器的协同控制下,制动、转向、悬架等线控系统的融合控制可以实现更快动态反应、更短时间建压能力,细颗粒度精准化线控制动、线控转向、电子悬架精准调参(灵活调整阻尼、刚度、高度、减震控制)等,并能够不断主动学习路况环境规律,持续提升底盘舒适表现。

典型供应商智能底盘域控器XYZ协同控制实现情况

 

 

来源:佐思汽研

以盖茨的底盘集成域控系统技术路线为例,在第三代实现了悬架(CDC)、空气悬架(AS)、线控转向(SBW)和EPB(电子驻车制动)的融合,在第五代又加入了轮毂电机,在第七代加入了EMB(线控制动)。

盖茨智能底盘悬架集成域控系统技术路线

 

图片来源:盖茨电子

域内融合的代表厂商还包括同驭汽车,其产品布局覆盖智能制动系统、线控转向系统以及底盘域控制器三大领域。同驭汽车总部位于上海,拥有上海嘉定、江西宜春两大生产基地,年产能150万套。截止到2023年10月,同驭线控制动系统(EHB)出货量近40万套,已为80+家知名客户配套100余款车型。在实现了线控系统规模化上车之后,同驭开始进一步研发EMB、线控转向和底盘域控制器,向底盘域内融合的方向发展。

同驭汽车产品布局

趋势三: 底盘域和其他域的跨域融合,给软件定义汽车带来更大想象空间

底盘智能化不仅包括域内融合,还包括跨域融合(和智能驾驶域,车身域,动力域等)。

以蔚来为例,其2022年6月推出的国内首个全栈自研的智能底盘域控制器ICC,将传统底盘的核心部件,包括悬架、减震器以及EBP在内的100多个部件控制器,在感知和决策层面,集中到一个域控制器中,通过软件算法进行智能调配控制。ICC底盘域控与自动驾驶适配,可以快速对智能驾驶系统的预判和决策做出反应,提升车辆的舒适性,比如在NAD场景下,智能驾驶域融合控制系统将可以同时控制车辆的四驱分配、线控制动、可变悬架等功能,有效提升车辆的动态性能。蔚来ICC已在NT2.0车型上量产上车,如ET7、ET5和ES7。

蔚来全栈自研的智能底盘域控制器ICC

理想L9车型搭载其全自研的中央域控制器,该域控由理想完成全部硬件、系统、软件的研发,集成增程电动系统、空调系统、底盘系统和座椅控制系统等在内的功能。理想LEEA2.0是一个三域(中央控制域+自动驾驶域+智能座舱域)架构,中央控制域包含动力、车身和部分底盘的功能。

在2023年上海车展期间,大陆集团首次推出了其跨域的车辆控制高性能计算单元HPC。该解决方案是跨域集成车辆动态控制功能的第一步,除了集成提供原有的车身控制及整车网关功能,还集成了底盘控制应用,如阻尼控制、自适应空气悬架和底盘调校等跨域整车控制功能。大陆集团中央动态控制软件作为指挥中心,可以协调所有车辆运动执行器进行纵向、横向和垂直控制。它是模块化且可扩展的,作为一个统一的接口,可以将驾驶功能与特定的执行器与车辆配置解耦。

大陆跨域车辆控制高性能计算单元HPC

在未来底盘跨域融合时代,ECU等控制硬件及软件算法将全部集成到底盘域控制器或者中央计算单元,这让主机厂更倾向于自己掌握控制模块相关技术,蔚来、理想等研发实力较强的主机厂已经通过自研路径拿到控制权,传统底盘供应商的声音正在被削弱。总之,底盘在智能化变革中将迎来大洗牌。

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