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格陆博科技:国产线控底盘的技术性突破

盖世汽车 沈逸超刘兆勇 2021-11-26 17:18:24
核心提示:​当下,随着线控底盘产品集中度逐渐增高,智能汽车对底盘的发展也提出了新需求。为满足新需求,底盘的集成度与智能化面临空前变革。

格陆博科技由软银中国、方广资本、达晨创投等著名投资机构投资。其专注于以智能底盘制动系统,从传统机械制动到ESC、Two Box、再到One Box,经过一代代的量产、更迭、研发,目前获得了显著的成就。格陆博科技有限公司董事长刘兆勇博士对于智能底盘也有他独到的看法。

格陆博科技:国产线控底盘的技术性突破
 

格陆博科技有限公司董事长 刘兆勇 博士

研判趋势,“执行”难题提供方案

格陆博科技:国产线控底盘的技术性突破
 

智能驾驶包含三大部分,即感知、决策与执行。目前,执行端正逐渐被汽车生产商们关注,但是“执行”一直以来都是生产商们卡脖子的难题。格陆博科技为了解决这一“痛点”,由简入难,将EPB作为突破口,逐渐攻克ESC并成功研发出One Box,在线控制动系统领域一马当先,成为国内领先的汽车线控制动系统集成供应商。

未来,整个汽车制动系统将发展成为电制动,液压系统将会消失,ESC算法将嵌入于底盘域中。当前格陆博科技顺应时势,逐步向底盘域控制器集成ESC算法。在四肢部分,格陆博主要围绕乘用车,针对One Box系统进行研发。同时,商用车发展也呈现智能化趋势,EBS产品随着智能化和法规需求也开始逐步得到应用。刘兆勇博士表示,因其团队拥有线控制动多年研发和产业化经验,故系统集成也是水到渠成的事情。

在转向系统方面,格陆博主要专注于电控部分,以软件为主,将转向软件控制集成到底盘域控制器中。格陆博科技目前更多钻研于DP-EPS电控部分,未来也将逐渐迈向线控转向。刘兆勇博士指出,线控转向制约它发展的更多的是成本,他相信随着智能化的发展,市场应用越来越多,其成本下降也将是大势所趋。

目前动力系统有五合一、八合一、底盘转向、制动、悬架三合一,其和动力系统的融合也将呈现某种趋势。即智能化、安全化、电动化。 智能底盘可以获取更多信息,包括识别驾驶员的意图,接收更多的控制源,以及提供更安全的监控、诊断、失效降级功能处理等。

随着智能汽车的发展,无人驾驶在某些工况下处在稳定和不稳定的临界状态时,算法将提前介入。目前,ESC是被动触发了整个稳定性控制,若底盘域控制算法实时监测车辆状态以及路面的状态,实际可以将控制提前,优化车辆的操控性能,并且可以使车辆获得持续的升级。

关于Two Box和One Box系统,刘兆勇表示,电子制动系统最早是采用高压蓄能器技术,高压泵可以解决真空助力器在高海拔地区的空气气压不足的问题。后面发展出现Two Box系统,且正在向One Box发展。其平台化优势较大,可以与RBU串联作为制动备份机构。

在底盘域控制器上,格陆博科技专注于软件集成到底盘域控制器中,目前格陆博正在与其合作伙伴一同规划,在底盘域中至少集成一路EPB控制软件,并且集成其他更多软件,如VRC,VDM控制。

格陆博科技:国产线控底盘的技术性突破

 

新一代汽车对底盘制动技术的特点

目前国内ESC自主品牌正在蓬勃发展,刘兆勇的团队在这方面也深耕了二十多年,现在已经得到了广大国内整车厂的认可,开始大规模量产。随着格陆博ESC、One Box规模化量产,其和整车厂的协作也将越来越多。

Two Box系统可分为解耦与非解耦两种方案。解耦目前也有两种技术路线:机械解耦和液压解耦。目前格陆博采用非解耦和液压解耦的方案,这也是建立在大量的试验验证(如耐久度,试验次数达160-220万次)基础上作出的选择。

One Box则是把建压和调压系统集成在一起,所以其集成度更高。ESC建压是通过有刷电机抽制动液,One Box则是通过无刷电机,其反应更快。但是因为集成度高,所以其难点还有很多,如电机的性能、耐久性、噪音、耐久之后剩余的性能,在各种失效模式下该如何运行,降级模式有哪些功能,都是One Box系统目前所面临的问题。

刘兆勇博士表示,One Box系统的优势在于:集成度更高,重量更轻,更容易装配,响应速度更快。经过这些年的设计优化,它在150毫秒以内,就可建到18兆帕的液压。而且整个系统是液压解耦设计,制动踏板感可通过软件调节。失效之后机械安全备份,实测下来在不到500牛的踏板力下可以达到0.5g以上减速度,安全性也更有保障。同时基于双向建压,为适应长时间ABS控制也做了很多的算法改进。

从One Box功能来看,它是集成了非常多的算法模块,这些算法需要大量的试验与验证,因为任何一个算法是一行一行代码,如何保持代码在长时间不失效的情况下正常运转,格陆博科技完成了长时间大量的试验积累。针对One Box新增了多个电磁阀,对电磁阀的密封性、响应速度等都进行了严格测试,包括高低温综合性能以及耐久试验验证。

面对Two box系统实现液压解耦要增加成本,若需要集成,下一步必然是集成EPB。而且当ESC失效之后只有booster,如此就满足不了L3级别以上更高阶自动驾驶的功能安全。此外,平台化只能使用于L3自动驾驶以下,若车辆同时兼顾L3以上制动平台的话,booster+ESC将会出现困难。由此可见,One Box优势是集成度更高,成本比Two Box低,加上有可选的RBU系统,这样可以很容易做到平台化,而且RBU可以根据整车设计的要求进行灵活调整。

格陆博科技:国产线控底盘的技术性突破
 

从发展的角度而言,One Box和Two Box这两种结构将会长时间并存,Booster未来价格下探,适用于新能源车,匹配普通的ABS和普通版的ESC,毕竟ESC Hev形式是特殊的,成本也比较高。One Box系统随着性能稳定性以及成本的降低,格陆博认为其适用于传统燃油车和电动车,未来有可能作为制动域来集成更多的功能,适用于更多的车型。

同时刘兆勇博士也提到了EPB系统,EPB原来只是驻车系统,但是现在EPB被赋予了更多的功能,目前许多车型用EPB来代替P档锁止,甚至使用双路EPB控制,左边集成一路、右边集成一路;有的是One Box一路,VCU一路;还有的是booster一路、ESC一路。

EPB目前具有低噪音,响应快,模块化供货等优势。采用双冗余控制的架构方案,PBC软件可集成至ESC或GIBS,这也带给格陆博一个新思路,即EPB软件可以很方便的集成到ESC中,由整车厂集合最有优势的软件,相互集成相互融合。那么EPB向One Box集成,或者集成到某一个域控制器中,也将成为线控制动集成化发展的又一个新趋势。

趋势对底盘转向技术的新要求

格陆博主要是将电控系统往底盘域中集成。转向系统经过这些年发展,DP-EPS应用的越来越广泛。刘兆勇博士认为线控转向仍是未来发展方向,围绕线控转向系统,除了安全冗余之外,转向和车辆稳定性之间的融合将增加更多新的算法。

格陆博科技:国产线控底盘的技术性突破
 

刘兆勇博士本人从事ESC算法二十多年,他认为做车辆转向更多是调整车轮,实际上调整的也是非常小,稍微大一点可能就会产生更多其他的不稳定性。但如果主动转向的话,实际上车辆稳定性算法可以与转向结合起来实现更稳定的算法,甚至有些可以提前来介入。

整个转向系统的冗余,比如说双绕组的电机系统,一路主控,一个失效之后可以实现一个备份,其控制部分,MCU,算法,执行部分全部都进行冗余,也已呈现趋势。

发挥所长,助力汽车产业发展

格陆博认为现在的智能汽车从感知、决策、执行,实际上沟通是不太顺畅的。在感知部分,很多雷达感应到的结果并不是它的目标或者原始数据,实际出来的是一个命令信号,这样智驾系统就无法执行算法,感知上就会出现问题。在执行部分,现阶段ESC本身稳定性控制算法,悬架都有其自身的悬架算法,能否充分协调或成为一种挑战。

在底盘域层面,底盘域是底盘控制的抽象层,车辆通用的接口,从这里来把一些功能抽象出来。把域抽象出来之后,在执行和车辆控制支架之间提供一个桥梁。

刘兆勇博士分析整个软件和硬件解耦必然成为一个趋势。第一,有利于升级。第二,可以把执行做成标准化,以此实现降低成本。第三,感知系统可以做成标准化。第四,可以把功能持续升级,有助于车辆软硬件分工以及整车厂和零部件的分工。

最后刘兆勇呼吁,其愿意与各大厂商一起合作,发挥各自特长,携手并进,一起打破国际垄断。同时,他也相信中国有最大的汽车市场,中国汽车发展将愈发强大。在未来,如何让中国汽车走向世界,还需要汽车行业人们共同努力。

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