2022成都車展上,除了新車外,智能底盤技術了受到行業(yè)以及用戶的關注。2022年開始,行業(yè)關于智能底盤的討論越來越火熱,2月9日,高通宣布與法拉利展開戰(zhàn)略合作,利用驍龍數(shù)字底盤為下一代汽車提供技術。同月22日,集度就宣布與采埃孚簽署戰(zhàn)略協(xié)議,雙方將聯(lián)合開發(fā)汽車機器人智能底盤技術。 智能底盤忽如一夜春風來,隨著我們研究的深入,會發(fā)現(xiàn)智能汽車的前提是智能硬件,而智能硬件不僅僅是底盤,還要和自動駕駛,智能座艙,動力系統(tǒng)深度融合才能實現(xiàn)真正的智能化。 這些領域單靠車企不行,單靠科技公司也不行,車企需要科技公司的智能科技,科技公司需要車企的底盤技術,可預見的時間,車企與科技公司的合作一定會成為了智能化的主流。 現(xiàn)在高通和法拉利的強強合手只為征服智能底盤,那智能底盤究竟有什么魔力,能讓科技公司與車企打通次元壁,成為好基友的?今天我們就來詳細聊聊智能底盤的那些事。 智能底盤是偶然中的必然 在聊底盤前,先思考一個問題,假如現(xiàn)在的你穿越到50年前,要將當時的輪盤電話演變成智能手機,第一步應該做什么? 答案是取消機械機構。當時的轉(zhuǎn)輪輪盤連接著一根主軸,主軸上有發(fā)條,轉(zhuǎn)動時會帶動下方的主動輪一起轉(zhuǎn)動,動輪上有個用絕緣材料制作的三葉輪,三葉輪轉(zhuǎn)動外凸部分會將脈沖片隔開,外凸部分離開時脈沖片又接通,由此發(fā)號回路中就會形成了脈沖信號。 這是純粹的機械結構,雖然充滿了理工科的浪漫,但單憑機械結構,輪盤電話永遠不可能變成iPhone;氐降妆P,想實現(xiàn)汽車智能化,僅靠傳統(tǒng)底盤的機械結構是不可能的。在智能化時代,電子線控底盤逐漸成為主流。 有意思的是,如果我們回顧歷史,會發(fā)現(xiàn)每一次底盤的重大突破,并不是朝著智能化的目標去的,智能化只是在恰好的時機,恰好出現(xiàn)了。 比如在1886年第一款汽車亮相時,汽車底盤設計只考慮能量的轉(zhuǎn)換,以保證汽車的正常使用就夠了,并沒有那么復雜;到了20世紀60年代,由于汽車保有量的增加,交通事故的頻發(fā)成了嚴重的社會問題,所以汽車底盤改造了制動裝置,也添加了許多安全裝置,最原始的制動是機械制動,駕駛員操縱一組簡單的機械裝置向制動器施加作用力,從而達到制動的效果。后來隨著汽車質(zhì)量的增加,開始出現(xiàn)真空助力裝置。 來到70年代,能源危機和環(huán)境保護的重大問題,底盤設計應考慮如何減少行駛阻力,此時以機械控制和液壓控制系統(tǒng)為主,1978 年 8 月,奔馳與博世在德國發(fā)布了全球首款 ABS,并且率先應用在 W116 世代的 S 級車上。20世紀80年代,隨著電子技術的發(fā)展,汽車底盤也采用了許多電子控制技術,電子技術的加入,才讓智能底盤有了可能性。 每次底盤的迭代,并不是奔著智能化去的,但又因為陸續(xù)迭代,最后匯聚成一條智能化的長河,在偶然形成的智能必然。 接下來,我們把時間拉回2022年。如今,由于新能源汽車的出現(xiàn),底盤設計主要分支成兩種路徑。一種是由傳統(tǒng)底盤改制設計,盡可能地沿用原有設計,根據(jù)需要進行部分的改制工作,開發(fā)難度小、開發(fā)成本低、開發(fā)周期短,并且能夠與傳統(tǒng)車共用平臺,在很大程度上沿用傳統(tǒng)車的成熟零部件。但是考慮到公用性等,在開發(fā)設計的過程中受到的限制較多,總布置的難度較大,模塊集成化較低等缺點。 另外一種是新能源專有平臺開發(fā),沒有燃油車公用等眾多原有的限制,新能源專有底盤的設計可以更優(yōu)化、集成度更高、性能更卓越,因此專有平臺如今已經(jīng)成為新能源汽車底盤設計的新趨勢,例如比亞迪的E平臺3.0就是針對新能源車的專有平臺。 智能底盤就是從新能源專用平臺演變而來,與傳統(tǒng)底盤不同在于,傳統(tǒng)底盤集成了發(fā)動機等零部件,而智能底盤則側(cè)重于一些數(shù)字領域的整合,如云服務、SOC、蜂窩智聯(lián)平臺等軟件解決方案,支持汽車在其整個生命周期中的功能升級。 如果用一句話來形容底盤發(fā)展,那就是從最初的純機械結構,轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的數(shù)字結構,傳統(tǒng)底盤活躍了百年,現(xiàn)在開始,汽車將舞臺交給智能底盤,會發(fā)生什么樣的新變化? 底盤“新三化”成核心競爭力 如今火熱的智能底盤,如果進行歸類,主要分為三大趨勢,分別是電動化、智能化、以及輕量化。 電動化對于底盤最大的改變來自于動力電池系統(tǒng)。純電動汽車與燃油汽車在設計開發(fā)思路方面有著明顯不同。從安全方面來看,燃油車的整車安全設計主要圍繞乘員艙展開,而純電動汽車從設計之初,不僅要關注乘員艙安全,還要特別關注車身對動力電池的安全保護作用。換句話說,電動汽車平臺的正向研發(fā)是以動力電池為核心開展的。 除此之外,底盤電動化還體現(xiàn)在線控化程度,在中國汽車工程學會以及蓋世汽車研究所發(fā)布的乘用車智能底盤發(fā)展路徑中,底盤線控化程度分為三個階段: 1.0階段:線控化程度支持X、Y兩個方向?qū)崿F(xiàn)部分線控化程度,實現(xiàn)OTA,底盤具備域控、形成標準化接口; 2.0階段:實現(xiàn)三方向線控,具備動力學控制全功能的冗余備份;可變減震器批量應用;實現(xiàn)標準化軟件分離; 3.0階段:實現(xiàn)主動控制、自適應和自我學習能力,高度集成的軟件定義底盤、OTA升級。 猜猜我們現(xiàn)在到了哪個階段?很遺憾,我們連1.0階段都達不到,只能算0.5,我們的目標是在2025年達到1.0階段,所以汽車想觸及智能化,至少得等電動化達到第一階段,也就是2025年后。 原因很簡單,電動化不達標,智能化代表之一的自動駕駛,便永無出頭天。我們將智能汽車再細化成“擁有感知識別、決策規(guī)劃、控制執(zhí)行三個核心系統(tǒng)”的汽車,其中與底盤相關的主要是“控制執(zhí)行”,這對自動駕駛技術尤為重要,傳統(tǒng)汽車底盤的機械架構不適用于自動駕駛,只有先將底盤電動化,進行線控改造才適用于自動駕駛。 以制動為例,對于傳統(tǒng)燃油汽車,一般利用發(fā)動機提供真空助力進行制動,而電動汽車沒有發(fā)動機提供真空助力,而是需要使用電子真空泵或者使用線控制動系統(tǒng)。線控制動系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)上發(fā)展而來的,執(zhí)行信息由電信號傳遞,制動壓力響應更快,剎車距離更短更安全。 對于 L3 及以上等級智能汽車,部分或全程會脫離駕駛員的操控,這對于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也提出了更高的要求,必須能夠做到控制精確、可靠性高才行,而這只有線控轉(zhuǎn)向可以滿足要求。由此可見,完備的底盤電控執(zhí)行是自動駕駛實現(xiàn)的基礎。 因此,拋開電動化談智能化,相當于在侏羅紀時期發(fā)明燈泡,電動化與智能化之間相輔相成,先有電動化,才有智能化。 除了電動化、智能化外,輕量化也是汽車未來重要的發(fā)展方向之一。底盤系統(tǒng)輕量化主要是降低簧下質(zhì)量,這有助于改善車輛的舒適性、操控性,具有額外的附加價值,同時對于動力電池汽車來說,減重可以增加續(xù)航里程。 目前,輕量化研究的主要方向是輕質(zhì)材料,包括高強度鋼、鋁合金和碳纖維復合材料等。 以極狐品牌車型為例,其選擇的是鋼鋁混合、上鋼下鋁的車身結構,在下車體采用多種形式的鋁合金材料,實現(xiàn)輕量化的同時保證碰撞吸能和壓力傳遞。而上車體則采用不同強度的鋼材,在減小體積的同時實現(xiàn)了高強度、高安全的碰撞性能。 輕量化的另一個好處是,純電動汽車的整車成本結構中,電池約占 30% ~ 50%。在相同的續(xù)航里程下,采用輕量化技術的電動汽車可以減少電池數(shù)量,從而大幅度降低電池成本和整車成本。 給看不懂的同學總結一下,智能化底盤的基礎是電動化,電動化是將底盤的機械控制轉(zhuǎn)為線束控制,你可以理解為原本我們打電話需要轉(zhuǎn)輪,而現(xiàn)在只需要觸摸屏幕即可,而輕量化能降低電池成本以及整車成本,我們現(xiàn)在仍處于智能化的0.5階段,尚未完全電動化,但未來總會實現(xiàn)。 智能底盤能為用戶和車企帶來什么? 智能化其實是一個相對抽象的詞,小時候小道哥問大人什么是智能手機時,他們的回答是能安裝軟件的手機就是智能手機,現(xiàn)在來看顯然有些片面,可見并不是所有人能理解何為智能,轉(zhuǎn)換回汽車,所謂智能汽車,并不是能在車機上安裝抖音微信就是智能,那么究竟智能底盤能為用戶或車企帶來哪些可能性? 首先對用戶來說,智能底盤的加持讓汽車變成一個獨特的平臺,在某種意義上它也像一個移動辦公室或客廳。無論是配備精準導航功能、在線高分辨率視頻播放,還是在后排座椅上進行虛擬現(xiàn)實的多人在線游戲,通過智能底盤都能為用戶的出行帶來豐富且身臨其境的移動體驗。 這也是我們智能座艙的概念,但僅限于此嗎?如果花費大量時間精力研制的智能底盤,僅用于智能座艙的實現(xiàn)未免有點大材小用。從智能底盤3.0的特性來看,智能底盤3.0的特性是實現(xiàn)主動控制、自適應和自我學習能力,高度集成的軟件定義底盤、OTA升級。 其中提到的“自我學習能力”,意味著未來的底盤讓每臺車都是一款駕駛模擬器,由用戶根據(jù)自己的喜好決定車輛的性格。根據(jù)司機的性格與行為習慣,建立擬人類我的駕駛員模型,通過車輛OTA技術去做底盤性能的個性化設定,消費者不再被局限于他們所乘坐的汽車之中。 往細點說,未來給汽車貼標簽這事將不再存在,“這車比較省油(省電)”類似的言論,被汽車的自我學習能力所取代,用戶傾向于省油,或傾向于動力,汽車都會根據(jù)用戶習慣自我調(diào)教。 當然,以上推論只是智能底盤發(fā)展到第三階段為基礎提出的假設,一切皆有可能,就像50年前使用輪盤電話的人,也想象不了iPhone的智能性。 在車企方面,最大的變化就是智能底盤的出現(xiàn),讓本擁有重工程屬性的底盤技術,變成了重科技屬性,車企被迫處理與科技公司間的關系。目前分為兩大陣營,一是部分車企選擇與科技公司合作,另一部分是車企自身轉(zhuǎn)變?yōu)榭萍脊?/strong>。 其中,特斯拉、大眾、長城、比亞迪、上汽等,選擇自己成為科技公司。比如特斯拉拋開Mobileye和英偉達,自行開發(fā)出了FSD芯片,大眾集團成立汽車軟件公司CARIAD,自研軟件平臺和端到端電子架構;長城蜂巢率先實現(xiàn)了無鈷電池的量產(chǎn)裝車,比亞迪自研了IGBT功率半導體模組。 以上車企之所以選擇自立門戶,上汽集團董事長陳虹一針見血地道明了原因:“上汽很難接受由單一一家供應商為我們提供整體的解決方案。這樣它就會成為靈魂,而上汽就成了軀體。對于這樣的結果,上汽是不能接受的,我們的靈魂一定要掌握在自己手中。” 另一方陣營則是認為,當越來越多的企業(yè)都愿意主動參與到汽車產(chǎn)業(yè)的技術革新中,行業(yè)整體的蛋糕才能做大,這更利于智能汽車的長足發(fā)展。 以高通為例,高通希望在數(shù)字底盤大的框架之下,對外提供車對云的平臺。這個平臺是一個開放式的,無論是車企,還是所有希望能夠接入這個平臺的應用開發(fā)商,都可以通過這個平臺進行編程,獲取平臺里的相關數(shù)據(jù)和內(nèi)容,從而能夠針對本地市場提供相關的服務和應用,幫助整車企業(yè)形成自己產(chǎn)品的差異化。 當然,車企選擇與科技公司合作,還有個原因是希望通過科技公司的基礎,讓產(chǎn)品實現(xiàn)快速迭代,F(xiàn)在的汽車開發(fā)迭代周期大大加快了,以前一輛車的生命周期可能有10年,現(xiàn)在已經(jīng)到5年,甚至有的企業(yè)認為應該到1年,就像手機等智能產(chǎn)品的迭代速度。當發(fā)生智能化以后,即使硬件不更新,軟件也需要迭代,盡量節(jié)約研發(fā)成本,縮短研發(fā)周期,這是汽車產(chǎn)業(yè)非常大的競爭力所在,才能快速適應消費者的需求變化。 我們在此前滑板底盤的相關討論文章中就有提到:“滑板底盤的出現(xiàn)實現(xiàn)了“一底盤多用”,不僅可加速研發(fā)周期和效率,極大降低研發(fā)成本”。感興趣的朋友可以點擊《滑板底盤探路,汽車行業(yè)的“硬件安卓”來了?》查看,這里就不再展開闡述。 智行觀 智能底盤更接近于軟件的定義,引用喬布斯的一句話:“真正認真對待軟件的人,就應該自己做硬件。“科技公司集體下場造車了,不是為了造一個四個輪子的沙發(fā),而是在造一個軟件的外殼,對于我們的出行生活來說,或許正在發(fā)生顛覆的不是汽車,而是傳統(tǒng)底盤演變成的智能底盤這種新物種。 這對國內(nèi)的汽車市場來說,也是一種機會。國內(nèi)車機的機會在于,智能底盤領域,國外傳統(tǒng)主機廠的優(yōu)勢不再,一切將重新布局,重新洗牌,這也將成為我國汽車產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)彎道超車的一個契機,且機會只有一次,錯過了,或許要再等百年。 |
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