底盘调教不再是痛点,「全线控+域控」开启软件定义新时代
一直以来,底盘调教都是一辆新车的核心竞争力之一,比如「XYZ」轴方向的控制和执行的平滑性、协调的加速/制动、精确的转向和最佳阻尼匹配。这一切,在电驱动+线控底盘+智能驾驶的智能电动化大潮下,显得尤为突出。
同时,电动化(高度集成的电驱动系统)和整车电子架构的集中计算/控制+区域控制的趋势,意味着传统底盘不同执行件的离散控制(独立ECU)同样面临着集中化趋势。
实际上,从去年开始,为车身底盘配置中央控制单元(或者底盘域控制器),已经成为汽车赛道的新风向。比如,理想L9搭载的全自研中央域控制器,对增程电动系统、底盘系统和座椅控制系统等在内的功能实现全自研。
“从车辆性能、舒适性和开发效率的角度来看,中央控制架构为汽车制造商节省了大量的资源投入,包括在整车动力学、底盘调较等方面的工程化妥协。"这也是采埃孚在2019年推出cubiX(软件驱动的互联底盘)的目的。
这个软件组件从整个车辆行驶环境中收集传感器信息,判断并优化集成控制底盘、转向、制动和动力系统。最关键的是,cubiX采取了开放的开发模式,支持采埃孚的组件以及第三方组件。
这意味着,类似智能驾驶、智能座舱的软硬解耦开发变革,底盘控制和执行系统也将进入「积木式」组合(不同供应商的硬件和一套统一的软件控制系统,并快速适配不同的车型)开发新阶段。同时,基于OTA更新模式,车辆底盘系统将正式进入一个全新的「软件定义底盘」的时代。
就在今年初,首款搭载采埃孚cubiX软件系统的量产车(吉利路特斯Eletre电动SUV)正式上市交付。这套软件系统控制所有底盘功能,如刹车、前桥和后桥转向、主动侧倾稳定系统以及电驱动系统。
此外,采埃孚的线控转向系统也将于今年开启前装量产,这意味着,这家传统底盘系统供应商已经实现从线控制动、线控转向到电控悬架(包括空气悬架),再加上融合中央控制的一体化解决方案。
「采埃孚的智能线控系统为机械连接时代画上了句号,开启了车辆控制的新纪元,尤其对于当下智能电动赛道成为市场主流的大背景下,这是具有里程碑意义的。」在业内人士看来,全线控技术无疑是未来的主角。
在该公司看来,全线控系统为车辆提供了更大程度的控制能力、更短的停车距离,以及更高的操控自由度,在高速场景下拥有更好的稳定性、更长的续航里程和更高的效率。
与此同时,应用市场也已经开始启动。
本周,3月7日,悠跑科技发布中国首个可量产全线控滑板底盘,同时公布两大业务进展:悠跑首个整车产品-超级VAN将于年底启动交付,并已收获国内外订单;同时,与“越野e族”携手打造电动越野系列车型。
其中,悠跑团队自研的UP VMC,首次实现底盘运动的一体化控制,线控制动、线控转向、线控悬架可统一配置、统一开发、统一运算,提升开发效率,大幅度节约开发成本。
在该公司看来,车厂底盘调校技术的传统优势(更多是工程师的经验)将被弱化,基于全线控底盘打造的车辆可以自由定义驾驶风格,再加上数字座舱、智驾系统、车身控制都已经实现OTA升级,加上软件定义的底盘,智能电动的真正「软件升级时代」成为可能。
一直以来,底盘调校是一项非常复杂的系统工程,复杂性在于牵涉面非常的广,夹杂着大量的感性元素,车型的定位、发动机工况、不同的路面、不同的轮胎,电池的重量、使用的环境、目标客户的使用习惯等。
同时,传统的汽车电子架构基于分布式模块控制,也不利于更好的协同统一。即便是最全面的仿真模拟,也无法做到针对任意场景的自适应调节控制。
而基于全线控化的智能底盘系统,可以通过实时收集路面和车辆数据来分析判断决策,再通过中央控制作出自主协调的控制策略。同时,过去新车出厂后基本固化的底盘调较风格(比如,偏运动或舒适),也将被软件重新定义,从而实现按需而变,以及支持驾驶模式自学习功能。
这背后,也得益于近年来底盘线控化前装市场的逐步成熟。众所周知,线控制动是最早实现规模化落地的部分。
高工智能汽车研究院监测数据显示,2022年中国市场(不含进出口)乘用车前装搭载线控制动系统(One-Box,Two-Box)上险交付合计497.39万辆,同比增长56.56%,前装搭载率达到24.95%。
在车型价格分布方面,2022年One-Box标配搭载车型交付均价为30.54万元,同比下降近7万元;Two-Box标配搭载车型交付均价为24.59万元,同比下降近4万元。
“2023年,芯片短缺风险正逐步被缓解,新能源汽车市场有望取得进一步的增长。预计今年线控制动市场会呈现非常明显的增速。”同驭汽车技术总监徐国栋表示。
其次,去年开始,线控转向开始成为头部主机厂的新选择(尽管英菲尼迪已经在几年前实现并量产,但并没有带来规模效应)。比如,丰田去年上市的bZ4X就率先启用了One Motion Grip线控转向系统,没有机械部件,方向盘可以根据速度和转向角度改变转向比和力反馈。
去年,特斯拉在ModelS Plaid上亮相的全新的平底矩形方向盘,实际上就是为了满足未来自动驾驶出行的用户需求。背后是特斯拉正在内部自研线控转向等底盘控制技术,从而最大程度精简转向和制动系统的机械结构。
蔚来汽车则是在去年与采埃孚签署战略合作协议,双方将在线控转向产品等领域展开合作。此次协议的签署,标志着采埃孚集团首次在亚太区开展线控转向业务合作。同时,蔚来汽车也是国内第二家宣布线控转向相关量产上车计划的车企。
两年前,长城汽车智慧线控底盘自主研发计划披露,基于GEEP 4.0全新电子电气架构,完全整合了线控转向、线控制动、线控换挡、线控油门、线控悬挂5个核心底盘系统,并将于今年实现量产。
而在电子悬架赛道,空气悬架成为中国市场的新热点。28.01万台,同比增长142.3%,这是空气悬架2022年在中国乘用车市场交付的答卷。
高工智能汽车研究院监测数据显示,从价格区间分布来看,前装标配空气悬架新车均价从2021年的57.52万元下降至2022年的55.33万元。
同时,截止去年底,中国乘用车市场已经把空悬系统标配搭载的车型价格区间拉低至30万元级别(包括岚图、理想、极氪等),彻底打破过去仅限于合资品牌高端豪华车市场的困局。
和CDC、MRC不同的是,空气悬架系统同时具有调节车身高低和改变阻尼的能力。随着中国本土供应商量产加速,预计2025年中国市场乘用车空悬系统年搭载交付规模有望冲刺300万台。
市场爆发的背后,还有中国本土供应商的突围。包括同驭汽车、格陆博、利氪科技等在内的数家公司已经或陆续开启前装线控制动技术方案的量产上车。
比如,利氪科技形成了全液压解耦two-box(DHB+ESC)和one-box(IHB)双线并举的产品布局。其中,DHB在去年年中正式量产,IHB则在去年下半年正式量产。
而随着底盘执行端的国产化突破,不少本土供应商也在开始寻求提供完整的线控底盘系统解决方案,从线控制动到线控转向,再到底盘域控制器。
比如,在转向系统方面,格陆博科技主要专注于电控和软件,将转向软件控制集成到底盘域控制器中,结合车辆制动、悬架稳定性等多方的控制算法,实现车辆动态轨迹融合控制。
此前,蔚来ET7首发搭载的全栈自研智能底盘域控制器ICC,就可以对底盘舒适性、操控性、驾驶性进行全面设计和调教。目前,已经集成了冗余驻车、空悬、减震器等控制功能,同时还支持跨域融合的高级别自动驾驶场景,还可以通过FOTA升级,实现灵活、快速迭代。
此外,在蔚来NAD自动驾驶场景下,智能域融合控制系统可以控制车辆的四驱分配、线控制动、可变悬架等功能,使整车更智能的实现驾驶员预期,最大程度提升车辆的动态性能。
在高工智能汽车研究院看来,随着全线控底盘市场的启动,围绕制动、转向、悬架以及域控制器、软件系统的细分市场将在未来几年成为智能化赛道的新爆发点。
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