2022成都車展上,除了新車外,智能底盤技術(shù)了受到行業(yè)以及用戶的關(guān)注。2022年開始,行業(yè)關(guān)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(shù)。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(jī)器人智能底盤技術(shù)。
智能底盤忽如一夜春風(fēng)來,隨著我們研究的深入,會(huì)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(dòng)駕駛,智能座艙,動(dòng)力系統(tǒng)深度融合才能實(shí)現(xiàn)真正的智能化。 這些領(lǐng)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(shù),可預(yù)見的時(shí)間,車企與科技公司的合作一定會(huì)成為了智能化的主流。 現(xiàn)在高通和法拉利的強(qiáng)強(qiáng)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(xì)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(gè)問題,假如現(xiàn)在的你穿越到50年前,要將當(dāng)時(shí)的輪盤電話演變成智能手機(jī),第一步應(yīng)該做什么? 答案是取消機(jī)械機(jī)構(gòu)。當(dāng)時(shí)的轉(zhuǎn)輪輪盤連接著一根主軸,主軸上有發(fā)條,轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)下方的主動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng),動(dòng)輪上有個(gè)用絕緣材料制作的三葉輪,三葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)外凸部分會(huì)將脈沖片隔開,外凸部分離開時(shí)脈沖片又接通,由此發(fā)號(hào)回路中就會(huì)形成了脈沖信號(hào)。 這是純粹的機(jī)械結(jié)構(gòu),雖然充滿了理工科的浪漫,但單憑機(jī)械結(jié)構(gòu),輪盤電話永遠(yuǎn)不可能變成iPhone。回到底盤,想實(shí)現(xiàn)汽車智能化,僅靠傳統(tǒng)底盤的機(jī)械結(jié)構(gòu)是不可能的。在智能化時(shí)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(huì)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(biāo)去的,智能化只是在恰好的時(shí)機(jī),恰好出現(xiàn)了。 比如在1886年第一款汽車亮相時(shí),汽車底盤設(shè)計(jì)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(fù)雜;到了20世紀(jì)60年代,由于汽車保有量的增加,交通事故的頻發(fā)成了嚴(yán)重的社會(huì)問題,所以汽車底盤改造了制動(dòng)裝置,也添加了許多安全裝置,最原始的制動(dòng)是機(jī)械制動(dòng),駕駛員操縱一組簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置向制動(dòng)器施加作用力,從而達(dá)到制動(dòng)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(jī)和環(huán)境保護(hù)的重大問題,底盤設(shè)計(jì)應(yīng)考慮如何減少行駛阻力,此時(shí)以機(jī)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(guó)發(fā)布了全球首款 ABS,并且率先應(yīng)用在 W116 世代的 S 級(jí)車上。20世紀(jì)80年代,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,汽車底盤也采用了許多電子控制技術(shù),電子技術(shù)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?yàn)殛懤m(xù)迭代,最后匯聚成一條智能化的長(zhǎng)河,在偶然形成的智能必然。 接下來,我們把時(shí)間拉回2022年。如今,由于新能源汽車的出現(xiàn),底盤設(shè)計(jì)主要分支成兩種路徑。一種是由傳統(tǒng)底盤改制設(shè)計(jì),盡可能地沿用原有設(shè)計(jì),根據(jù)需要進(jìn)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(tái),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(shè)計(jì)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(diǎn)。 另外一種是新能源專有平臺(tái)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(shè)計(jì)可以更優(yōu)化、集成度更高、性能更卓越,因此專有平臺(tái)如今已經(jīng)成為新能源汽車底盤設(shè)計(jì)的新趨勢(shì),例如比亞迪的E平臺(tái)3.0就是針對(duì)新能源車的專有平臺(tái)。 智能底盤就是從新能源專用平臺(tái)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(dòng)機(jī)等零部件,而智能底盤則側(cè)重于一些數(shù)字領(lǐng)域的整合,如云服務(wù)、SOC、蜂窩智聯(lián)平臺(tái)等軟件解決方案,支持汽車在其整個(gè)生命周期中的功能升級(jí)。 如果用一句話來形容底盤發(fā)展,那就是從最初的純機(jī)械結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的數(shù)字結(jié)構(gòu),傳統(tǒng)底盤活躍了百年,現(xiàn)在開始,汽車將舞臺(tái)交給智能底盤,會(huì)發(fā)生什么樣的新變化? 底盤“新三化”成核心競(jìng)爭(zhēng)力 如今火熱的智能底盤,如果進(jìn)行歸類,主要分為三大趨勢(shì),分別是電動(dòng)化、智能化、以及輕量化。 電動(dòng)化對(duì)于底盤最大的改變來自于動(dòng)力電池系統(tǒng)。純電動(dòng)汽車與燃油汽車在設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)主要圍繞乘員艙展開,而純電動(dòng)汽車從設(shè)計(jì)之初,不僅要關(guān)注乘員艙安全,還要特別關(guān)注車身對(duì)動(dòng)力電池的安全保護(hù)作用。換句話說,電動(dòng)汽車平臺(tái)的正向研發(fā)是以動(dòng)力電池為核心開展的。 除此之外,底盤電動(dòng)化還體現(xiàn)在線控化程度,在中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)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(gè)階段: 1.0階段:線控化程度支持X、Y兩個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)部分線控化程度,實(shí)現(xiàn)OTA,底盤具備域控、形成標(biāo)準(zhǔn)化接口; 2.0階段:實(shí)現(xiàn)三方向線控,具備動(dòng)力學(xué)控制全功能的冗余備份;可變減震器批量應(yīng)用;實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化軟件分離; 3.0階段:實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制、自適應(yīng)和自我學(xué)習(xí)能力,高度集成的軟件定義底盤、OTA升級(jí)。 猜猜我們現(xiàn)在到了哪個(gè)階段?很遺憾,我們連1.0階段都達(dá)不到,只能算0.5,我們的目標(biāo)是在2025年達(dá)到1.0階段,所以汽車想觸及智能化,至少得等電動(dòng)化達(dá)到第一階段,也就是2025年后。 原因很簡(jiǎn)單,電動(dòng)化不達(dá)標(biāo),智能化代表之一的自動(dòng)駕駛,便永無出頭天。我們將智能汽車再細(xì)化成“擁有感知識(shí)別、決策規(guī)劃、控制執(zhí)行三個(gè)核心系統(tǒng)”的汽車,其中與底盤相關(guān)的主要是“控制執(zhí)行”,這對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)尤為重要,傳統(tǒng)汽車底盤的機(jī)械架構(gòu)不適用于自動(dòng)駕駛,只有先將底盤電動(dòng)化,進(jìn)行線控改造才適用于自動(dòng)駕駛。 以制動(dòng)為例,對(duì)于傳統(tǒng)燃油汽車,一般利用發(fā)動(dòng)機(jī)提供真空助力進(jìn)行制動(dòng),而電動(dòng)汽車沒有發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)系統(tǒng)。線控制動(dòng)系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)上發(fā)展而來的,執(zhí)行信息由電信號(hào)傳遞,制動(dòng)壓力響應(yīng)更快,剎車距離更短更安全。 對(duì)于 L3 及以上等級(jí)智能汽車,部分或全程會(huì)脫離駕駛員的操控,這對(duì)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(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。 因此,拋開電動(dòng)化談智能化,相當(dāng)于在侏羅紀(jì)時(shí)期發(fā)明燈泡,電動(dòng)化與智能化之間相輔相成,先有電動(dòng)化,才有智能化。 除了電動(dòng)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(jià)值,同時(shí)對(duì)于動(dòng)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(qiáng)度鋼、鋁合金和碳纖維復(fù)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(jié)構(gòu),在下車體采用多種形式的鋁合金材料,實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)保證碰撞吸能和壓力傳遞。而上車體則采用不同強(qiáng)度的鋼材,在減小體積的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度、高安全的碰撞性能。 輕量化的另一個(gè)好處是,純電動(dòng)汽車的整車成本結(jié)構(gòu)中,電池約占 30% ~ 50%。在相同的續(xù)航里程下,采用輕量化技術(shù)的電動(dòng)汽車可以減少電池?cái)?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(xué)總結(jié)一下,智能化底盤的基礎(chǔ)是電動(dòng)化,電動(dòng)化是將底盤的機(jī)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(dòng)化,但未來總會(huì)實(shí)現(xiàn)。 智能底盤能為用戶和車企帶來什么? 智能化其實(shí)是一個(gè)相對(duì)抽象的詞,小時(shí)候小道哥問大人什么是智能手機(jī)時(shí),他們的回答是能安裝軟件的手機(jī)就是智能手機(jī),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(jī)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(duì)用戶來說,智能底盤的加持讓汽車變成一個(gè)獨(dú)特的平臺(tái),在某種意義上它也像一個(gè)移動(dòng)辦公室或客廳。無論是配備精準(zhǔn)導(dǎo)航功能、在線高分辨率視頻播放,還是在后排座椅上進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)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(dòng)體驗(yàn)。 這也是我們智能座艙的概念,但僅限于此嗎?如果花費(fèi)大量時(shí)間精力研制的智能底盤,僅用于智能座艙的實(shí)現(xiàn)未免有點(diǎn)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(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制、自適應(yīng)和自我學(xué)習(xí)能力,高度集成的軟件定義底盤、OTA升級(jí)。 其中提到的“自我學(xué)習(xí)能力”,意味著未來的底盤讓每臺(tái)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(jī)的性格與行為習(xí)慣,建立擬人類我的駕駛員模型,通過車輛OTA技術(shù)去做底盤性能的個(gè)性化設(shè)定,消費(fèi)者不再被局限于他們所乘坐的汽車之中。 往細(xì)點(diǎn)說,未來給汽車貼標(biāo)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(xué)習(xí)能力所取代,用戶傾向于省油,或傾向于動(dòng)力,汽車都會(huì)根據(jù)用戶習(xí)慣自我調(diào)教。 當(dāng)然,以上推論只是智能底盤發(fā)展到第三階段為基礎(chǔ)提出的假設(shè),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(shù),變成了重科技屬性,車企被迫處理與科技公司間的關(guān)系。目前分為兩大陣營(yíng),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(zhǎng)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(dá),自行開發(fā)出了FSD芯片,大眾集團(tuán)成立汽車軟件公司CARIAD,自研軟件平臺(tái)和端到端電子架構(gòu);長(zhǎng)城蜂巢率先實(shí)現(xiàn)了無鈷電池的量產(chǎn)裝車,比亞迪自研了IGBT功率半導(dǎo)體模組。 以上車企之所以選擇自立門戶,上汽集團(tuán)董事長(zhǎng)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(yīng)商為我們提供整體的解決方案。這樣它就會(huì)成為靈魂,而上汽就成了軀體。對(duì)于這樣的結(jié)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(yíng)則是認(rèn)為,當(dāng)越來越多的企業(yè)都愿意主動(dòng)參與到汽車產(chǎn)業(yè)的技術(shù)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(zhǎng)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(duì)外提供車對(duì)云的平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)是一個(gè)開放式的,無論是車企,還是所有希望能夠接入這個(gè)平臺(tái)的應(yīng)用開發(fā)商,都可以通過這個(gè)平臺(tái)進(jìn)行編程,獲取平臺(tái)里的相關(guān)數(shù)據(jù)和內(nèi)容,從而能夠針對(duì)本地市場(chǎng)提供相關(guān)的服務(wù)和應(yīng)用,幫助整車企業(yè)形成自己產(chǎn)品的差異化。 當(dāng)然,車企選擇與科技公司合作,還有個(gè)原因是希望通過科技公司的基礎(chǔ),讓產(chǎn)品實(shí)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(rèn)為應(yīng)該到1年,就像手機(jī)等智能產(chǎn)品的迭代速度。當(dāng)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(jìng)爭(zhēng)力所在,才能快速適應(yīng)消費(fèi)者的需求變化。 我們?cè)诖饲盎宓妆P的相關(guān)討論文章中就有提到:“滑板底盤的出現(xiàn)實(shí)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(diǎn)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(rèn)真對(duì)待軟件的人,就應(yīng)該自己做硬件。“科技公司集體下場(chǎng)造車了,不是為了造一個(gè)四個(gè)輪子的沙發(fā),而是在造一個(gè)軟件的外殼,對(duì)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(duì)國(guó)內(nèi)的汽車市場(chǎng)來說,也是一種機(jī)會(huì)。國(guó)內(nèi)車機(jī)的機(jī)會(huì)在于,智能底盤領(lǐng)域,國(guó)外傳統(tǒng)主機(jī)廠的優(yōu)勢(shì)不再,一切將重新布局,重新洗牌,這也將成為我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)彎道超車的一個(gè)契機(jī),且機(jī)會(huì)只有一次,錯(cuò)過了,或許要再等百年。 |
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