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智能集成底盤技術研究

發布時間:2023-10-16 來源:中國汽車工程學會

2023年電動汽車智能底盤大會演講嘉賓觀點分享:

演講嘉賓:蘇亮 廈門金龍副總經理/工程研究院院長

演講題目:《智能集成底盤技術研究》

 

主要演講觀點

  • 智能底盤的發展趨勢,一方面是線控系統真正的落地執行,另一方面從整車廠角度,在關鍵的底盤發展趨勢里智慧化如何實現,通過關鍵參數的耦合、系統沖突、容錯失效、安全性、可靠性等方面進行提高,真正突破底盤的構型、冗余和主動容錯等方面的技術。

  • 智能線控智能底盤的架構,大體可以分為如下幾個方面,一是全方位冗余的線控系統;二是突破關鍵系統進行驅動模塊的系統集成;三是在結構集成方面,通過電池和整車進行關鍵集成完成硬件架構的集成系統。

  • 為實現軟件定義汽車,金龍前瞻性布局新型電子電氣架構,制定了技術發展路線圖,當前正在全新打造的新一代智能商用車跨域融合的集中計算架構,實現了軟件驅動、跨域集中式電子電氣架構、全面SOA服務化軟件架構與抽象化、標準化的硬件架構等目標。

以下內容為現場演講實錄:

蘇亮:非常高興學會搭建這樣的平臺和機會和大家分享金龍在商用車領域智能線控集成底盤方面的研發進展。

首先介紹一下廈門金龍。之前主要是以客車為主,近幾年圍繞著智慧化提出了智慧交通解決方案提供商的角色定位,圍繞數字化和智能化,智慧交通的全場景生態建設,服務美好出行。目前為止,已經建成國內最齊全新能源和智能網聯的商用車產品線,囊括大中型客車、自動駕駛客車、新能源中重卡、專用車及底盤系列的產品,來服務公共領域。

剛才大家也講了很多關于智能線控底盤的技術,智能線控底盤一方面是國家戰略方向,另一方面也是智能汽車的最佳載體。

基于智能底盤的發展趨勢,我們關注的一方面是線控系統零部件的真正的落地執行,另一方面從整車廠關鍵技術角度,提出在底盤發展趨勢里智慧化如何實現,包括通過關鍵參數的耦合、系統沖突、容錯失效、安全性、可靠性等方面進行提高,真正突破底盤的構型、冗余和主動容錯等方面的技術。

因此,我們在底盤方面更加關注的是線控底盤執行,另外是基于整車域控方案,如何真正讓底盤具備智能化。我更關注的是車身的自主控制和最小風險自動控制。

我們也做了金龍在智能線控智能底盤的架構,大體可以分如下幾個方面,一是全方位冗余的線控系統;二是突破關鍵系統進行驅動模塊的系統集成;三是在結構集成方面,通過電池和整車進行關鍵集成,這就完成了硬件架構的集成系統。在此基礎上,實現基于整車域控架構、整車動力學的集成控制、各系統協調控制等和車的座艙和智能駕駛結合。

我們面向商用車全場景提出了線控智能底盤的規劃,包括面向3.5噸到6噸的輕型商用車的底盤架構和我們已經量產的客車的智能底盤架構,面向重卡也提出了重卡集成底盤的架構。

下面稍微展開介紹一下。

輕型客車的底盤架構,從底盤的構型方面,汽車和乘用車目前的滑板底盤接近,但是從輕型商用車的承載噸位和車身尺寸,軸距帶寬、柔性拓展、承載量更大,面臨難度更大。從底盤的構型結構做了仿真學設計,提高整個底盤的結構剛度和面臨碰撞的力度分布以及安全性。同時,也開發了上車體和底盤共同承載的結構,沒有單純把它作為非承載的結構設計,來共同增加車身結構的剛度。從驅動系統上,也開發了基于輪轂電機的驅動角模塊,把整個驅動系統從輪轂電機、轉向、制動系統進行高度集成,形成獨立的驅動角模塊,讓車身構型更加簡潔。

從客車目前的結構來講,重點突破的是動力電池和整個底盤的集成,我們也做了魚骨式的底盤架構,讓動力電池能和底盤高度集成,同時開發了基于輪邊的驅動角模塊,實現驅動系統的集成化。

從重卡的構型而言,主要圍繞集成電驅橋,從單電機到雙電機的集成電機橋,和整個大電量底部換電的結構來進行重卡的集成底盤設計。

從關鍵技術方面來講,域控的架構也是大家的共識,目前已經進行到跨域融合的集成域控階段?;谟蚩?,重點是實現整車的集成化控制。在驅動系統方面,目前從集成的電驅橋到分布驅動的結構在陸續量產。

從整個驅動的動力學控制方面,重點是圍繞著基于理想不足轉向度的前饋+反饋的控制來進行車身穩定性的控制,大家也能看到,目前基于操穩的得分,和比較先進的分布驅動系統來比,操穩得分提升了近30%。同時,我們也基于路面附著系數實時估計來進行滑移率的魯棒控制,在固定附著系數低附路面上空載滿油門加速,較同級別ZF輪邊車輛滑移率收斂時間降低57%,收斂后滑移率最大超調率降低53%。

從線控制動方面,因為帶寬比較寬,從輕型車一直到重型車,從現在的EHB和EBS系統來進行起步,同時也進行了線控EMB系統的研發。里面的重點是基于系統關鍵零部件的可靠性驗證、系統集成冗余和關鍵參數的估計,還有基于預控的集成來進行研發。

這是我們重點研發的情況,由于商用車整車質量是頻繁變化,我們也提出了基于質量的實時估計來進行減速度的控制。EMB方面重點是進行功能集成,把功能基于域控制器來進行整車的集成控制。這是在制動方面,基于制動的回收效率高效提升方面做的工作,還有基于ABS的介入、切出和過渡階段如何進行電制動和機械制動的復合來進行的研究工作。

 從線控轉向方面,從結構方面開發了路感模擬器和前后輪的轉向系統,以及獨立的轉向模塊。功能方面也進行開發和關鍵的容錯技術開發。也形成了從EHPS到全線控的開發,形成了系列化的評價指標。一個是路感模擬的開發,這也是基于預測控制和摩擦動態補償來進行控制,還有一些轉向角的跟蹤控制。

從線控懸架方面,也是基于商用車的運行特點來進行主動懸架的開發,一方面是使用磁流變的減震器進行毫秒級動態響應來進行車身的動態調節,整個應用也是重點瞄準商用車和針對惡劣景區在使用盤山公路的情況來進行車身側傾的動態控制。

 整車底盤一體化控制方面也是我們關注的核心,真正能從系統方面,從原來的分散式控制,到基于底盤域控制器車輛一體化的協調控制,重點來解決各個系統的控制目標的不同而產生的功能沖突,還有多個執行系統完成相同控制目標,造成的系統間功能重疊及“執行器冗余”。

我們想基于底盤一體化的協調控制,能從實際的商用車應用場景出發,從懸架的控制,如在山區零側傾方面進行開發,通過制動和懸架的配合,在極限情況下提升車身舒適性和安全性。一體化控制的重點是解決耦合和矛盾的同時,還可以實現跨系統冗余,讓車身更安全。一體化協調控制也能讓整車控制基于一個大腦,讓整車綜合性能提升,同時能真正實現性能的跨越提升。

基于此,我們也形成了商用車行業的跨越。目前已經完成了客車產品的智能線控底盤的開發,現在的重卡、輕卡產品等陸續落地,支撐全部產品的架構升級。

最后,底盤線控化和智能化是智能汽車發展的必然選擇。它的應用落地還有很多關鍵技術和需要產業突破的方面,金龍也是想和行業一起利用自身的系統集成優勢,來聯合核心零部件廠家,一起助力線控底盤的突破,也從自身定位出發,深耕B端客戶市場,開發出服務客戶需求的智能底盤產品。我們也參加客車學會的智能底盤分會,也為商用車核心零部件的可靠性、性能測試、安全等標準體系做出我們自己應有的貢獻,謝謝大家!

 

 

 

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