过去,「底盘」在汽车行业中,是传统「三大件」之一。但是在智能驾驶时代,底盘被赋予了更多的任务与能力。
如今,自动驾驶算法的迭代、政策的演进乃至传感器的更新,都很容易吸引大量的关注。与此同时,智能驾驶带动的另一个风口——智能线控底盘,也吸引了不少玩家。
除了博世、采埃孚等传统Tier1外,国内的智能底盘初创公司也开始崭露头角——利氪科技就是其中之一。
曾经在采埃孚从事多年线控制动研发工作的苏干厅,如今在利氪科技担任联合创始人、研发负责人。他此次对话「首席智行官」,详细介绍了在自动驾驶技术栈中同样至关重要的「执行层」——智能线控底盘。
「终极制动方案」的挑战
如今,智能底盘正处于「电动化+智能驾驶」两大趋势的交汇点,
智能驾驶对车辆的控制,从底盘的执行角度来看,主要就是纵向+横向控制——纵向为线控制动,横向为线控转向,这两类产品的市场空间正在持续扩大。
其中,线控制动又分为One-box(集成式方案)和Two-box(分立式方案)。
根据相关机构数据统计,截至今年10月,搭载Two-box的车辆约为200万台以上,One-box的装载量则高达400多万台。
「这超过了我们对于线控制动搭载率的预期。」苏干厅说道。但他也表示,目前线控制动的技术发展路线也面临着一些挑战。
「线控制动的终极方案是EMB(电子机械制动系统),但可能很长一段时间内都无法完全取代液压制动。」他说道。
首先,由于EMB系统需要装载在车轮制动盘附近,它对整车电子电气架构、热管理、磁衰退管理以及外界保护的要求更高,需要考虑的可靠性问题更加突出。
另外,EMB系统要在每个执行器上都装载一个控制器,成本较高;同时,当前的法律法规也不支持纯干式制动方案。
「四轮EMB面临技术与法规层面的双重障碍,所以它现在仍处于研发阶段,需要用『前湿后干』方案进行过渡。」
目前,利氪就正在与主机厂联合开发「前湿后干」方案——用One-box控制前方两轮,用EMB(电子机械制动系统,即干式制动)控制后两轮。
该方案不仅能够降低成本,还具备更高的可靠性。
苏干厅预估,四轮EMB+域控方案的落地不会早于2027年。但即便那时,EHB(电子液压制动系统)的份额依然会占绝对主导,这两种方案将会长期共存。
线控转向为何难以普及?
在特斯拉Cybertruck发布期间,马斯克特别指出该车型采用了线控转向系统,不仅完全取代了转向轭和车轮之间的机械连接,还可根据车速自动调整转向的灵敏度。
在此之前,已经有少数车企采用了线控转向技术,但实际上该技术的普及还面临不少难题。
据苏干厅介绍,虽然线控转向的概念已出现多年,且早有应用。
但早期的线控转向,还是一种半解耦式的设计:也就是当系统失效时,转向还需要依靠方向盘与转向柱的物理连接来控制,这算是一种过渡方案。
而如今,完全解耦的线控转向技术正在逐步落地,目前来看明年市场上有相关企业将实现该产品的量产。
在谈及线控转向的技术难点时,苏干厅指出了两个部分:首先,在完全解耦状态下,路面信息难以反馈至方向盘,影响驾驶者的「手感」,真实性有待提高。
这就需要由主控制器根据驾驶意图、车辆状况与路况,过滤不必要的震动,实时输出路感反馈力矩指令,驱动路感模拟电机来执行,尽管如此,手感还依赖于驾驶员主观评价,不同驾驶员对于路感反馈强烈程度的需求不一致,难度较高。
其次,线控转向对冗余系统也有更高的要求,包括硬件冗余和软件冗余,硬件冗余对易发生故障的部件和较为重要的部件提供备份的方式,软件冗余则是针对控制器的容错算法进行新设计,提高系统整体的容错能力。
冗余方案的多种解法
不管是转向还是制动冗余,要么需要有两套独立系统,要么需在一套集成系统上做硬件冗余,这都意味着成本的增加。
而从目前方案来看,在利氪去年量产的线控制动冗余方案中,除了比较普遍的iBooster+ESC方案外,还有One-box + RBU方案(Redundant Braking Unit:冗余制动单元),其中RBU是全功能冗余方案,它适用于从L3-L5的自动驾驶系统。
包括利氪在内的供应商,正在研究「用一个底盘域控实现多重冗余」的方案,希望以此取代多个单独的执行器,从而提升自动驾驶系统的性价比。
突围的机会
为了应对新型需求,除了量产项目外,利氪还会深度参与主机厂的整体解决方案,同时双方也会共研前瞻性项目,这对生态建设具有重要意义。
目前,利氪已经拿到奇瑞、江淮、合众、海马等十余家车企、30余款车型的定点。
「其实,现在国内的主机厂对于线控底盘的需求,是走在传统国际主机厂前面的。」这也是国内底盘科创公司的机会。
「与国际Tier1相比,我们对于国内主机厂的新需求更加了解,开发响应速度也会更快,同时能够和主机厂联合共创,支持深度开发合作,这对于主机厂来说是很有吸引力的。」
除了开放和灵活,「降本」也是国内新一代供应商的必备武器。利氪立足于本土的供应链,更加自主可控,而且在物料成本和制造成本上具备一定优势。
从技术层面的降本方案来看,利氪最新推出的One-box方案集成冗余EPB(电子驻车制动系统)控制,可支持整车厂取消P档锁,节约数百元成本。
窗口期还有多久?
「在未来5年内,利氪仍将专注于支撑底盘的三大核心部件,把这些部件做好,其实已经能涵盖足够大的市场容量。」
就线控制动来看,国内的One-box玩家并不太多。尤其在科创公司当中,利氪率先实现了量产。
「线控制动的竞争格局会在明后年更加激烈,预计会在2026年趋于稳定。至于线控转向,它会是完全自动驾驶真正落地前的最后一块版图,预计会在2026-2027年在国内大规模展开应用。」
2023年上海国际车展期间,利氪发布智能底盘「三步走」战略,分阶段实现底盘三轴核心产品落地,并计划于2023年年底完成空悬产品的研发。
2023年空气悬架在中国的新车渗透率约为70余万辆,份额为3%-4%。目前应用空悬的车辆价格已经下探至25万元左右,到了明年预计会降至20万元。
乐观估计,未来空悬可能甚至会应用在15万价格区间的车上。「随着成本的下降,明年这一数字或将翻番。」苏干厅表示。
自动驾驶带动底盘变革
目前,大模型及端到端的研发路线在自动驾驶行业风头正盛,智能底盘或许也将由此面临一些转变与挑战。
在自动驾驶时代,由底盘域控接受智能驾驶域控指令后统一协调底盘的制动系统、转向系统、悬架系统实现精准转向、均衡加减速以及最佳减震,目前利氪就有这样的软件架构方案在开发中。
苏干厅认为,在自动驾驶高速发展的时代,底盘智控的重要性越来越高,而且这才是差异化的关键所在。
「底盘负责车辆的动力学控制,智能底盘定义了车辆的驾驶风格和智能驾驶操控特性」。
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