2020年,国家发改委等11部委于当年2月联合发布了《智能汽车创新发展战略》:
1. 2025年具备中国标准的智能汽车,涵盖技术创新、产业生态、基础设施、法规标准、产品监管和网络安全等整车体系将基本建立
2. 2025年有条件的自动驾驶智能汽车达到规模化生产,实现高度自动驾驶的智能汽车在特定环境下市场化应用。
从全球环境而言,在特斯拉的产业引导之下,宝马I系列、大众ID系列等以智能架构为基础的全新车型正逐步释放产能,对智能平台一直较为冷淡的丰田也开展了全速追击。
国内政策而言,2021年1月1日开始我工信部就已正式发布了《汽车驾驶自动化分级》,这对于国家汽车产业的整体转型起到了引导作用;国内市场而言,我国整车企业、零部件企业甚至科技企业也正如火如荼开展高阶智驾架构的探索,初见成效。
传统底盘受限于机械连接形式,其执行操控决策信息的效率会受到限制。而线控底盘的出现则可以提升整个车身对于获知操控决策后的动态执行效率,简单理解即驾驶者甚至ECU决策出的操控决信息经过传感器转变为电信号,最终通过电路快速高效传输至执行机构。
一、 线控底盘可以大致分为三类,包含线控驱动、线控转向、线控制动:
1. 线控驱动(TBW)
线控驱动是目前在线控技术中应用最为广泛且成熟的产品,即我们熟知的“电子油门”。当驾驶者踩下油门踏板后,整车会将踩踏的物理信号转化为电信号,并传递至与驱动相关的ECU进行分析决策,并最终传递给执行机构完成扭矩输出。
此类技术在ECU的综合决策下对于动力中枢的性能、耐久都有着很大的优势,更重要的是线控驱动的出现让复杂的驱动结构得到了一定的精简化,整车驱动中的复杂技术得以加速落地,如我们熟知的可变压缩比技术,又或是加入电气化组件后的混动技术。而如今这项线控技术也可以进一步实现对智能驾控的兼容,一举多得。
2. 线控转向(SBW)
提到线控转向,很多人会想到英菲尼迪的Q50,作为线控转向的大胆尝试者英菲尼迪也确实起了个好头。线控转向技术原理即依靠多组ECU进行控制,根据整车动态的行驶路况和驾驶者方向盘转动力度进行分析决策,最终由转向机构实现动态方向。线控转向对于驾驶者的操控需求有着更好的体会,既可实现城市、乡村、高速等多种路况下转向手感的调节,也同样过滤了行驶过程中不必要的路感传递。但从目前来看,线控转向的发展趋势也朝着更好的兼容智能驾控的方向而前进, ECU同样如线控油门一样实现对转向的高效迅速监管,对未来L3+级别的智能驾驶做好铺垫。
线控转向从最初电子液压助力(EHPS)到后来的电动助力转向(EPS)最终都将朝着线控(SBW)路线发展。从之前文章对于已正式装车的蜂巢智能DP-EPS介绍以及咖啡智能介绍中,我们其实也可以感知目前整车最有信心铺向市场的技术坐标是介于EPS与SBW之间并不断朝着SBW发展的。
这里面的主要原因仍是各企业关于 “拯救突发情况”的冗余措施在不断推进与完善,即使是英菲尼迪也同样保留了机械传动总成。当线控系统出现“万里有一”时,机械总成将接管车辆。不过,蜂巢易创在本年的上海车展也正式发布了自家的前后SBW线控转向技术,这也标志着中国品牌高端零部件不遗余力向前进发的决心。
3. 线控制动(BBW)
为实现整车进一步的电动化与智能化,智能制动控制系统也将朝着普及的方向前进。此种制动系统存在两种形式,EHB制动与EMB制动。他们有一个共同的特定是ECU介入更彻底,优势就是反应速度更快。
EHB现阶段的应用更加广泛,原因在于其可以看做是传统液压系统的升级版本,当刹车踏板踩下,信号将会传输至EHB电脑,而后率先启动动能回收实现制动,并最终通过直流电机推动液压实现刹车。由于液压系统在百年来的成熟发展,此种线控刹车会更加在短期内易于接受。众所周知,特斯拉、大众、蔚来等车型都是博世iBooster的坚定拥护者,而iBooster就属于EHB制动系统。
EMB制动系统最大的特点就是彻底放弃液压制动,且反应速度会比EHB更快,完全通过ECU驱动并控制执行电机产生制动力,免去刹车油液管路的维护。但从现阶段的应用来看,其制动力效果与可靠性也将会是各个零部件公司的攻关重点,且轮毂的平面面积对于电机所能施加的制动力以及散热性也存在着考验。本次上海车展中,精工、伯特利等中国品牌零部件公司均对可量产的EMB制动系统进行展示。
二、 冗余解决发展瓶颈
线控底盘的前景固然庞大,但我们依然要警惕发展中的磕磕绊绊,正如唯物主义观中对发展的描述—曲折向上。上面我们提到,对于满足L3+级自动驾驶的线控技术而言“突发情况”总是各家车企要考虑的课题,因此冗余机制应运而生(前文有介绍)。
事实上,冗余机制最初实现于飞行器之中。而目前为满足整车的高阶智能驾驶,一些车企也已经开始采用,这其中最具代表的还是特斯拉HW3中的双重冗余系统。未来,大众、宝马等车型也将持续跟进。
在国内整车中,长城汽车前不久发布的咖啡智驾,其就具备了感知、控制器、架构、电源、制动以及转向为主线的六大冗余,实时保障驾驶者旅途安全。
三、展望
未来在市场与政策的持续调节下,智能汽车将持续在市场中发酵。根据工信部的推测,我国汽车产量在2025年将达到3500万辆左右,而根据国家发改委的预计2025年我国智能汽车的产量也将达到2800万左右。可以肯定,整车线控底盘的渗透率将呈现几何式增长趋势。目前而言,我们可以看到中国品牌零部件企业以及部分科技企业均在布局线控底盘及周边配套技术,但在产业体系的整体性方面我国的线控底盘仍存在一定的空白,依然有较长远的路要走。