面向車身輕量化的線控底盤平臺(tái)

孫輝
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底盤是汽車的重要組成部分之一,主要包括傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。目前,在能源、安全和環(huán)保等因素的不斷推動(dòng)下,國(guó)內(nèi)外汽車產(chǎn)業(yè)正在朝著電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、輕量化的方向發(fā)展,隨著汽車領(lǐng)域的不斷發(fā)展、用戶對(duì)車輛的需求不斷提高,線控技術(shù)順理成章地被引入到了汽車領(lǐng)域中,底盤系統(tǒng)將有望實(shí)現(xiàn)革新。

關(guān)于底盤文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/cailiaogyi202411469.html

汽車一般由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身、電氣等主要部分組成,其中底盤是指汽車上由傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)等部分的組合,其功能包括支承、安裝汽車車身、發(fā)動(dòng)機(jī)及其它各部件及總成,形成汽車的整體造型,承受發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力,保證車輛正常行駛等。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/cailiaogyi202411469.html

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關(guān)于線控技術(shù)文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/cailiaogyi202411469.html

線控技術(shù)簡(jiǎn)稱“Drive-by-wire或X-by-wire”,它最早應(yīng)用于航空領(lǐng)域,來自于飛機(jī)的飛行控制系統(tǒng)。它將飛行員執(zhí)行的操作轉(zhuǎn)換為弱電信號(hào),再通過該弱電信號(hào)來控制強(qiáng)電的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的飛行控制。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/cailiaogyi202411469.html

簡(jiǎn)單來說就是,用導(dǎo)線(電信號(hào))的形式取代了機(jī)械、液壓、氣壓等形式的連接,而不需要依賴駕駛員的力輸出或扭矩的輸出。該技術(shù)減少了復(fù)雜的機(jī)械連接,使車輛整體的質(zhì)量更輕,降低了能耗和制造成本,并且控制更加的方便快捷,還可以引入計(jì)算機(jī)輔助控制系統(tǒng),為智能汽車、無人駕駛汽車的發(fā)展鋪平了道路。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/cailiaogyi202411469.html

關(guān)于線控底盤文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/cailiaogyi202411469.html

線控系統(tǒng)有五個(gè)主要的子系統(tǒng),分別是線控油門、線控轉(zhuǎn)向、線控制動(dòng)、線控懸架、線控?fù)Q擋。其中線控轉(zhuǎn)向和線控制動(dòng)又是未來發(fā)展的重點(diǎn)和難點(diǎn)。未來具有線控底盤的汽車從某種意義上來說,它的車身更多的是承載能力,并不具備行駛的功能,而線控底盤作為中間角色,來執(zhí)行整個(gè)計(jì)算后的結(jié)果。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/cailiaogyi202411469.html

例如PIXLOOP線控底盤,它提供了全面、強(qiáng)大而且開放的API接口,兼容主流的自動(dòng)駕駛系統(tǒng),是專門為自動(dòng)駕駛開發(fā)者打造的線控底盤。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/cailiaogyi202411469.html

電動(dòng)化推動(dòng)線控底盤發(fā)展文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/cailiaogyi202411469.html

在電池成本下降、產(chǎn)品技術(shù)提升等因素的推動(dòng)下,全球電動(dòng)車產(chǎn)銷量快速增長(zhǎng),電動(dòng)化已成為全球汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。這也為底盤相關(guān)零部件帶來新的發(fā)展機(jī)遇。對(duì)比一下傳統(tǒng)燃油車和新能源汽車的底盤系統(tǒng),我們會(huì)發(fā)現(xiàn),傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生了較大變化,制動(dòng)系需要將機(jī)械真空泵替換成電子真空泵,行駛系和轉(zhuǎn)向系基本一致,此外還需要新增電池盒等零件。

簡(jiǎn)單來說,沿用傳統(tǒng)底盤的設(shè)計(jì)進(jìn)行改造,雖然開發(fā)難度小、開發(fā)成本低、開發(fā)周期短,但是模塊集成化較低、總體布置的難度較大,因此急需一種電動(dòng)車專用的底盤平臺(tái),可以滿足電動(dòng)車設(shè)計(jì)更優(yōu)化、集成度更高、性能更卓越的要求,線控底盤的出現(xiàn)可以更好地滿足這樣的要求。

相較于原有底盤系統(tǒng)的剛性連接,線控制動(dòng)更加柔性化,可以降低底盤設(shè)計(jì)和布局難度,避免因?yàn)樽酉到y(tǒng)剛性連接而調(diào)整其他部件位置,有利于實(shí)現(xiàn)模塊化底盤設(shè)計(jì)。在智能汽車時(shí)代,線控系統(tǒng)沒有機(jī)械傳遞部件中的硬約束,基于電子控制單元(ECU)的系統(tǒng)控制策略可更加豐富,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)底盤多個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)同控制。

智能化推動(dòng)線控底盤發(fā)展

智能網(wǎng)聯(lián)汽車是汽車產(chǎn)業(yè)的未來,伴隨著汽車新四化的提出、政策暖風(fēng)頻頻吹動(dòng),智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展迎來了新的機(jī)遇。智能汽車的感知識(shí)別、決策規(guī)劃、控制執(zhí)行三個(gè)核心系統(tǒng)中,與底盤相關(guān)的主要是控制執(zhí)行,那么就需要對(duì)傳統(tǒng)汽車的底盤進(jìn)行線控改造以適用于自動(dòng)駕駛。而且,整個(gè)智能系統(tǒng)對(duì)線控底盤的需求隨著芯片處理系統(tǒng)、以及多傳感器深度融合、深度學(xué)習(xí)的發(fā)展在逐漸的上升。

線控技術(shù)是自動(dòng)駕駛的基石。對(duì)于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)來說,線控油門、線控轉(zhuǎn)向、線控制動(dòng)這三個(gè)子系統(tǒng)尤其重要。尤其是L3級(jí)別及以上等級(jí)的自動(dòng)駕駛汽車,部分或全程都會(huì)脫離駕駛員的操控,因此對(duì)于智能駕駛控制系統(tǒng)的需求將會(huì)迅速提高。

在傳統(tǒng)汽車上,沒有過多的傳感器,沒有過多精密的電子設(shè)備,且它們與底盤之間也沒有過多的干擾;但對(duì)于智能汽車而言,由于其需要眾多的傳感器進(jìn)行環(huán)境感知和與之相匹配的線束,那勢(shì)必會(huì)涉及到汽車底盤與智能傳感器的裝調(diào)。

線控底盤是自動(dòng)駕駛與新能源汽車中間的一個(gè)結(jié)合點(diǎn),它是實(shí)現(xiàn)無人駕駛的關(guān)鍵載體。在自動(dòng)駕駛還沒有爆發(fā)之前,很少有人提到線控底盤這個(gè)概念。但是現(xiàn)在很多純電動(dòng)汽車的底盤已經(jīng)具備了部分線控功能。隨著自動(dòng)駕駛的發(fā)展,線控底盤也得到了一個(gè)比較好的發(fā)展機(jī)遇,多種形態(tài)的高級(jí)別輔助駕駛或自動(dòng)駕駛對(duì)線控底盤的需求也在增加。像蔚來ES6、理想ONE以及小鵬G3等車型都配備了一定程度的高級(jí)別輔助駕駛,它們都需要底盤具有一定的線控功能。拿制動(dòng)系統(tǒng)來說,先進(jìn)輔助駕駛或更高級(jí)的自動(dòng)駕駛需要制動(dòng)系統(tǒng)具備快速主動(dòng)加壓和精確控壓的能力。傳統(tǒng)的ABS不具備主動(dòng)增壓功能,ESP/ESC具備主動(dòng)增壓功能但增壓速度無法滿足自動(dòng)駕駛的需求。所以,線控制動(dòng)系統(tǒng)就顯得尤為重要。

模塊化推動(dòng)線控底盤發(fā)展

基于模塊理念進(jìn)行技術(shù)協(xié)同是平臺(tái)開發(fā)的最新發(fā)展形勢(shì)。奧迪率先提出以模塊為基礎(chǔ)的MLB,并通過大眾MQB深化并推廣模塊化開發(fā)的理念。在汽車制造業(yè)中,模塊是具有某種特定結(jié)構(gòu)和功能的通用部件的組合。進(jìn)一步說,模塊是用于組成車輛上的各大系統(tǒng)的,基于功能性進(jìn)行劃分的,具備標(biāo)準(zhǔn)接口的通用獨(dú)立的部件組合。我們可以這么定義模塊:由基礎(chǔ)部分、可變部分和專屬部分構(gòu)成,具備幾何、性能及接口屬性,典型特征為具有通用性,互換性和相對(duì)獨(dú)立性。通過對(duì)模塊屬性創(chuàng)造性的進(jìn)行幾何和性能雙維度的解耦與重構(gòu),形成標(biāo)準(zhǔn)化,系列化和規(guī)范化的規(guī)則,從而設(shè)計(jì)出具有帶寬的差異化產(chǎn)品。

輕量化推動(dòng)線控底盤快速發(fā)展

根據(jù)2016年發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》所述,汽車底盤系統(tǒng)核心零部件的輕量化技術(shù)主要方向包括懸架系統(tǒng)的鋁合金控制臂、鋁合金副車架,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的鋁合金轉(zhuǎn)向節(jié)、鋁合金轉(zhuǎn)向系統(tǒng)殼體及支架,制動(dòng)系統(tǒng)的鑄鋁制動(dòng)鉗,行駛系統(tǒng)的鋁制車輪等。可以看出,底盤輕量化的潛力巨大。

除了電動(dòng)化和智能化,在燃油車油耗和電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程等因素推動(dòng)下,輕量化是汽車產(chǎn)業(yè)另一個(gè)重要的發(fā)展方向。燃油經(jīng)濟(jì)性也一直是消費(fèi)者購車時(shí)關(guān)注的焦點(diǎn)。但是傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗改進(jìn)是有限的,往往多種措施疊加起來的節(jié)油量不足以支撐為了節(jié)油所增加的零部件成本問題。而對(duì)于電動(dòng)車來講,為了增加續(xù)航里程,廠商往往通過增大動(dòng)力電池容量的方式來改善,帶來的問題就是容量越大,整車重量越大,兩者成正相關(guān)。采用了輕量化技術(shù)的電動(dòng)車則不一樣,在相同續(xù)航里程下,它減少了電池的數(shù)量,也降低了電池成本。可以看到,油耗和續(xù)航切切實(shí)實(shí)地推動(dòng)了汽車輕量化的發(fā)展。

線控底盤相較于傳統(tǒng)底盤,解決了傳統(tǒng)底盤技術(shù)中液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜,存在泄露隱患等問題,摒棄了駕駛員人機(jī)操縱界面與相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的機(jī)械連接,而采用導(dǎo)線的方式進(jìn)行柔性連接,大大簡(jiǎn)化了底盤的結(jié)構(gòu)布置與生產(chǎn)制造工藝,達(dá)到了輕量化的目的。

全矢量線控底盤

全矢量控制(FVC)汽車是典型的過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):每個(gè)車輪都具有驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向和懸架4個(gè)獨(dú)立的操控部件,且具備獨(dú)立的電子電控系統(tǒng),線控底盤域控制器作為整個(gè)底盤的主控模塊,負(fù)責(zé)整車的動(dòng)力學(xué)控制和4個(gè)電動(dòng)輪的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)-制動(dòng)-轉(zhuǎn)向-懸架一體化的多功能電動(dòng)輪系統(tǒng)。

博主現(xiàn)就職于深圳市鴻栢科技實(shí)業(yè)有限公司, 從事焊接設(shè)備營(yíng)銷推廣及銷售工作15年,擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)及資源,致力于中國(guó)汽車焊接設(shè)備營(yíng)銷推廣,歡迎廣大汽車制造焊接工藝與車身新材料連接技術(shù)研究的朋友們一起探討新技術(shù)、新設(shè)備。??
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