研判:基于线控底盘的比亚迪自动驾驶超级电动卡车技术状态

2021年11月11日,比亚迪首台自动驾驶超级电动卡车在长沙基地下线。这台车由比亚迪与中科云杉信息技术有限公司共同研发,将投放于深圳妈湾智慧港,不仅具备真-无人驾驶技术,还具备远程同步操作使用的功能。

综合比亚迪商用车官方发布的信息比对,可以确认这台自动驾驶超级电动卡车采用了600伏电压平台+线控底盘+5G同步传输的综合技术解决方案。本文将对比亚迪研发和制造,适用于港口牵引场景下的自动驾驶超级电动卡车技术状态研读和判定。

作为超级电动卡车生产商,比亚迪商用车可以根据用户需求集成不同型号激光雷达与毫米波雷达,组成自动驾驶环境感知方案。也可以根据用户实际需求,在激光雷达+毫米波雷达同时,增加5G区域同步传输技术,达成自动驾驶+远程同步控制,且更加严谨的无人驾驶方案。

上图为这台自动驾驶超级电动卡车下线时,车头正向特写。

黄色箭头:正向设定的毫米波雷达(#1)

红色箭头:左侧斜向设定的毫米波雷达(#2)

白色箭头:右侧斜向设定的毫米波雷达(#3)

红色箭头:疑似具备热成像通道+白光近视场通道+白光远视场通道的视频采集系统

蓝色箭头:位于车顶两侧设定2组兼容GPS与北斗2代的导航系统天线

上图为这台自动驾驶超级电动卡车下线时,车头斜向特写。

红色箭头:正向设定的毫米波雷达(#1)

黄色箭头:右侧斜向设定的毫米波雷达(#3)

绿色箭头:位于右侧斜向设定的2组超声波雷达

上图为这台自动驾驶超级电动卡车下线时,右后斜向特写。

蓝色箭头:固定在前端的压缩空气线缆(与后部拖车关联)

红色箭头:后置集成4AT的电驱动系统

这台用于牵引的自动驾驶超级电动卡车,采用的600伏电压平台、带有冷却液热管理控制策略的磷铁锂电池系统;集成了4AT的电驱动系统;整车最大牵引质量超过31吨!

采用600伏电压平台的磷酸铁锂动力电池系统、线控底盘技术(电液一体化线控转向系统)以及兼容第三方提供的环境感知上装(5G同步通讯+激光雷达(选装)+毫米波雷达(标配)+多通道视频采集系统)的自动驾驶超级电动卡车,可以被认为是比亚迪制造最具技术含量新能源车型。

然而,从这台适用于港口牵引作业的自动驾驶超级电动卡车展现的技术状态,可以一窥比亚迪无人驾驶技术技术、线控底盘技术以及大功率快充技术发展方向。

1、线控底盘技术方案:

需要特别注意的是(1),比亚迪自动驾驶超级电动卡车引入了自行研发的线控底盘技术,具备线性加速、线性制动和高精度线性转向功能。而线控底盘技术的标配,理论上可以根据客户需求,安装由任意第三方开发的自动驾驶、5G同步遥控环境感知上装模块的能力。

2021年晚些时候,比亚迪乘用车发布e平台 3.0架构。e平台 3.0架构相对此前平台方案,最大的进化就是集成了自行研电液一体化制动系统和高精度全电转向系统。基于e平台 3.0架构的OCEAN-X,将成为行业首款标配800伏电压平台+线控底盘技术+全时电四驱的超级电动汽车。

新能源情报分析网评测组注意到,比亚迪乘用车和商用车虽然分为两个部门,但是诸如BMS、水冷板控制模组、磷酸铁锂电池系统、BC系列电动空调压缩机以及诸如电子水泵等附属分系统,都可以互换使用。可以互换的硬件,不仅分摊研发风险、降低研发成本,最大程度增加终端市场可靠性验证强度。

比亚迪乘用车目前主推e平台 3.0架构,比亚迪商用车则以自动驾驶超级电动卡车为蓝本,都采用自研线控底盘为载具,兼容包括第三方提供的环境感知上装的策略。

线控底盘方案中的技术难点-高精度电动转向系统:

在比亚迪乘用车领域,针对自重不超过2.5吨的PHEV和EV车型,全电驱动转向机已经在跨度5年间完成不少于9个车型的可靠性验证。

在比亚迪商用车领域,在K系列电动客车、T系列重/中/轻型电动卡车,完成了电液一体化转向系统的可靠性验证。而电液一体化转向系统的配置,是达成线控底盘所必须具备的线性加速、香型自动和高精度线性转向功能的关键。

线控底盘方案中的可靠性节点-集成4AT的电驱动系统:

2015年,比亚迪制造的T8系列超级电动卡车标配了集成4AT的电驱动系统。经过6年多,这套由比亚迪商用车研究院研发和量产的集成4AT的电驱动系统的最高转速持续攀升至10000转/分、扭矩和功率持续提升。

需要注意的是(1),匹配集成4AT电驱动系统的不同型号超级电动卡车,正在包括中国、美国、欧洲和澳洲在内不同国家(地区),接受着不同气候、不同海拔、不同驾驶习惯和不同充电策略的终端市场验证。

2、老技术新应用的600伏电压平台:

目前在新能源民车领域,多采用350-400伏电压平台,对于装载电量60-70度电的动力电池,可以保证50-60分钟充满(SOC值20-80%)。然而要向将同样装载电量的电动汽车充电周期控制在30分钟,亦或装载电量100度电的车型充电周期控制在50分钟,就需要施加更高的充电功率,这就导致充电电流窜升至220-240安(2015国标限定最高充电电流为250安)。那么在350-400伏电压平台充电电流设定在200安,数百节-数千节电芯发热量不均衡,单体温蒂过高必须要持续对其进行主动散热。但是,热失控发生的几率大幅提升。

在2018年,比亚迪制造的秦EV450采用600伏电压平台(三元锂电池系统),大功率充电时,电流仅维持80-100安区间,匹配完整的液态热管理控制技术,整车安全性远超同时期其他品牌在售车型。

从2018-2021年,比亚迪制造的秦\宋\唐\汉等新能源车型,即便搭载更安全的刀片电池系统和完整的专用热管理控制技术,也坚持将电压平台保持在500-600伏,为的还是大功率充电时电流和发热量同时降低,整车安全性更好。

将新能源民用车的600伏电压平台+磷酸铁锂电池及热管理控制策略,平移至商用车不仅为线控底盘的线性加速、线性制动和线性转向分系统的良好运行提供保障,还为频繁港口牵引运行时大功率快充补电提供安全保障。

3、兼容原厂标配和第三方采购的环境感知上装:

这台自动驾驶超级电动卡车,是一款专用港口牵引作业载具。在立项时就很明确了所需要具备的功能和要达成的性能,也就是采用了的正向开发策略。

在比亚迪商用车发布的信息比对,具备5G同步通讯的功能同时,还可以通过选装激光雷达、标配毫米波雷达、超声波雷达和视频采集系统完成区域内自动驾驶作业能力。实际上,可以将5G同步通讯系统和激光雷达+毫米波雷达+视频采集系统构成一套完整的环境感知上装。

5G同步通讯技术:

相对4G而言,5G通讯技术强调了同步这一凸出技术优势。通过在港口区域假设全覆盖的5G基站,在指挥中心通过通过网络由指挥员对载具进行实时同步遥控操作。


进入5G同步通讯(遥控)的工况,主要以调用载具端的视频采集系统作为环境感知。如果载具端选装了激光雷达并标配了毫米波雷达和超声波雷达,那么可以5G同步通讯时,具备更高精度的作业能力和更缜密的防错能力。

以雷达为主的环境感知上装:

选装激光雷达+标配毫米波雷达+视频采集系统,以及在港口作业范围与智慧道路设施匹配(增设道路静态信息传感器、道路动态信息传感器),可以使得超级电动卡车的自动驾驶效率(级别)更加完善。

需要注意的是(2),较为封闭的港口区域使用的超级电动卡车,根据用户需求可以只安装5G同步通讯系统+视频采集系统,达成单车远程遥控操作功能;5G同步通讯系统+视频采集系统+毫米波雷达,达成单车或集群多车要成遥控协同操作功能;激光雷达+毫米波雷达+视频采集系统,达成单车自动驾驶功能;

而比亚迪商用车研究院已经开发出自行配套的不同级别的环境感知上装方案同时,可以根据客户需求选装不同级别雷达和传感器,在效率、性能和全寿命周期养护成本方面做到平衡。

笔者有话说:

回顾过去10年,“技术为王”的比亚迪在电动/混动乘用车、电动客车以及超级电动卡车的发展轨迹比对,坚持迭代进化策略在面对竞品始终保持技术代差。

有意思的是,2017年1月特斯拉发布了一款电动卡车,至2021年11月依旧没有上市;2021年11月早些时候,吉利商用车远程发布一款电动卡车,炫酷的外观和内饰为最大亮点。从2015年-2021年,比亚迪发布了十余款8X4/6X4超级电动卡车,并投入到环卫和运输等行业商业化运营。

单从产品本身看,这款用于港口牵引的自动驾驶超级电动卡车,将线控底盘技术(电液一体化线控转向系统)多种环境感知解决方案的全融合,确定了比亚迪商用车完全从技术层面力压友商的硬核实力。

新能源情报分析网评测组出品

本内容来自汽车之家创作者,不代表汽车之家的观点和立场。
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