【中国汽车线控技术专家委员会】2024汽车底盘技术发展趋势研究及展望|50+篇线控文章

智享新汽车 2024-09-19 22:38

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电动汽车智能底盘技术路线图》本路线图主要包括五部分内容:部分重点介绍了汽车底盘技术现状及发展趋势、智能底盘技术范围及基本属性、智能底盘总体路线图;第二部分重点介绍了乘用车智能底盘技术路线图、构型组成要素、控制和冗余;第三部分重点介绍了商用车智能底盘技术路线图、构型组成要素、控制和冗余;第四部分重点介绍了线控制动系统和线控转向系统技术路线图;第五部分重点介绍了智能底盘开发测试平台与标准规范技术路线图。本路线图旨在通过对电动汽车智能底盘关键技术体系的梳理和预判,厘清智能底盘技术的发展方向和关键指标,为实现电动汽车智能底盘产业的快速发展提供有力支撑。如需进入中国汽车线控技术专家委员会微信群,请添加管理员圈圈哥微信GSAuto0001
摘 要

通过对汽车底盘构件的不断开发,近20年来,汽车底盘的质量与性能已得到大幅提升,更有效的研发工具、材料和加工方法均起到了重要作用。尽管由于成本的原因,目前大部分汽车底盘依然采用传统结构,但依然具有较高的水平。

其中面临的一大挑战为:将跨系统的存在因果关系的技术发展状况,与工作能力较强的计算机和程序紧密相连,用于改善虚拟研发过程。底盘系统技术的一大发展进程即为采用了有效的、交联的底盘调节系统,其在车辆行驶轨迹控制中扮演了重要的角色,与此同时较高技术水平的机械部件是底盘部分不可或缺的基础 。

底盘设计稳步发展

追求个性化的趋势不仅体现在车辆内部造型上,同时也体现在其整车设计领域。关于终端顾客对于个性化需求的调查,首先对目前已存在的定点生产(OEM)提出相关要求,同时也驱使供应商提供同样的细分车型,形成了多样化的汽车市场。与整车设计的多元化相对而言,底盘设计相对更稳定。由于底盘机械部分具有较高的成熟度,更易于满足顾客的需求。

未来车用底盘在一定程度上与当前的区别主要是在于电子辅助系统方面,而由车桥和转向系统等方面产生的区别是极为有限的。通常较为昂贵的电动设备会优先应用于高档车辆,并投放到合适的市场。随着设备成本的降低,才会将其装备到廉价车型上,当然前提是该级别车辆上具有一定的顾客需求。尽管研发创新很大程度基于市场需求,但不能确保其在市场中必定会取得成功。
未来底盘组成部分技术发展趋势展望

2.1 驱动桥

大量车型上,均将前轮驱动作为标准驱动形式。在未来,发动机前置、配备有万向传动轴的后驱形式将在高档车辆上占据统治性地位,该类方式也适合桥间差速器和副车桥的布置。而在SUV上则采用带有转矩矢量的全轮驱动方式。驱动形式的根本性改变在于采用了混合动力或电动车辆,整个驱动方式将产生革命性的变化。



2.2 制动系统
未来的制动系统将采用电子控制,以线控制动的方式进行工作。制动系统还将作为诸多其他行驶动力学系统的执行器,在与底盘其他系统联合工作以实现车辆纵向和横向稳定性的过程中,扮演了重要角色。
2.3 转向系统
未来的转向系统将纯粹采用电子控制,以线控转向方式进行运作。诸多驾驶辅助功能均需配备有电动转向系统方可实现,将转向系统集成于副车桥一定程度上也是可行的。
2.4 弹簧

由于空气弹簧和主动弹簧的成本较高,因此通常用于高档车辆,而大量的车辆依然采用钢制螺旋弹簧。对于轻量化设计的车辆,复合材料制成的片式弹簧也有着较高的关注度。

2.5 减震器

液压减振器由于制造成本低,车轮导向好,依然会继续使用。除了以直线形式运动的减振器之外,依然会出现旋转式的减振器,但仅用于后桥布置较为困难的车型上。在高档车型上的空气弹簧减振器上,依然会使用液压减振器与钢制螺旋弹簧,由此可提供较好的舒适性。

2.6 车轮导向
未来的车轮导向形式由制造成本决定。麦弗逊式、连接杆式以及多杆式悬架的车轮导向形式互相排斥。如果复合材料的悬架成本有所降低,依然可考虑采用全新的悬架形式,并减少杆的数量,同时可承担弹簧及减振器的任务。
2.7 车轮轴承

车轮轴承依然采用滚动轴承,轴承体和材料将得以优化。传感器和轮毂将集成在一起,在诸多车型上,还和车轮支架作为车轮模块安装在一起。

2.8 车胎和车轮

未来的轮胎将会采用降低滚动阻力来进行节能,同时需保证其在漏气时依然可以使用,并可适应各类天候下的行驶状况。轮胎将更智能化,集成智能芯片和传感器,未来的静音轮胎还可显著降低滚动噪声。

在底盘调节系统的装备上,表现出了两大明显特点,其一为在研究的各类型车辆上,普遍装备了制动防抱死系统(ABS)系统。通常而言,ABS已成为批量的标准装备,仅有价格低廉的车辆上并未配备。电子制动力分配装置及制动辅助系统也具有较高的装备率。
另一大显著特点为电子稳定程序从高档车型和中高档车型向廉价车型进行扩展,其功能不仅限于车辆的稳定调节,而在现代车身电子稳定系统(ESP)功能之外,依然扩展了一系列的其他功能。其中首先包括的就是电子差速锁和防滑调节实现的驱动调节系统、电子制动力分配系统和独立车轮制动系统,以提高车辆弯道行驶过程中的稳定性。

通过该项功能,可充分利用制动干涉与传动系统接口提供的潜能。通过装备其他底盘主动部件,可使一系列新功能获得充分发挥的空间。通常而言,该新功能首先用于高档车型及运动型汽车。就车辆动力性领域而言,目前已有较高的技术成熟度。类似的还包括舒适性指标,系统已通过半主动减振器和主动车身控制,对影响舒适性的车身运动进行调节,目前已有较好的研发现状。
与此有所不同的为车辆灵活性等领域,目前依然在进行相关研发,通过对主动转向系统、主动减振器和主动横向稳定杆的适当控制,以此改善车辆的反应性能,可使车辆的行驶性能更具灵活性。通过采用主动全轮系统,还可在车辆灵活性方面取得显著改进,以此使运动型车辆的驾驶者从中获益。
所有的调节系统都需要相关车辆实际运行状况的信息,而这些信息将会通过系统的独立的传感器获得,每个系统均有其合适传感器。将来会出现传感器组,其可感知车辆的实际运行状况,但不属于某个系统,相关信息将会提供给所有系统使用,以避免不同系统传感器的信息互相矛盾。在底盘研发过程中,可引入底盘调节系统使功能得以显著提升。
行驶动力学调节系统数量的不断增加,对车辆提出了较高的要求:所有系统可共同运作,实现功能协作。首先的可能性是单个系统之间的信息交换。调节系统之间的联通到目前为止仅可在一些组合系统中实现,如在ESP系统中转向和制动的组合控制。随着主动底盘装置数量的不断增多,尤其在格较高的车辆上产生了构件调节系统结构体系,以此可使调节系统易于实现协同运作。
线控系统技术发展趋势
未来的底盘设计会有着如下趋势:每个车轮均有独立功能模块,用于确定其纵向、横向和垂直方向的动力学性能。换言之,每个车轮都有自动的驱动、制动、转向、弹簧、减振和导向系统。由此可确保单个车轮控制的最高灵活性,而与其他车轮彼此独立。
实现该功能的前提为:所有的系统均为主动系统、互相交联、彼此集成以及可以实现线控。将所有功能安置在一个单元中,并要求最大程度的模块一体化,仅可通过智能的机电一体化方可实现。全轮驱动、车轮制动器、独立悬架、主动底盘系统、整体底盘系统目前已实现,以此证明了该类设想的正确性和可行性。

线控制动系统在成功使用电动机械制动装置后已可投入广泛应用,而采用线控转向系统的必要性在使用主动转向系统之后依然存在疑问,因为主动转向系统的成本和安全性都较为出色,而线控转向系统仅在转向器与驾驶人距离不受限以及转向盘可采用其他操纵装置来代替时才具有显著优势。线控加速踏板、线控离合器和线控换挡均已实现,线控水平控制相对易于实现。
智能底盘技术发展趋势及展望
未来所预期的智能底盘的目标设置是优化车辆舒适性和安全性的关系,通过底盘的主动反馈,一方面可通过改善传感器和执行器,另一方面可通过应用车辆传感范围以外的信息来实现。两方面均有较好的潜力,如要对车辆的安全性、舒适性和动力学性能进行改善,就需对传感器、执行器和信息的传送提出全新的要求。
5.1 车辆传感器
通过探测路面状况,识别或提前预知轮胎与路面之间的摩擦性能均有助于提升车辆的安全性,另一类传感器则用于识别轮胎自身的附着情况。两类系统均提供了该类可能性:通过发动机或制动的干涉提高车辆的动力学性能。预期的底盘系统在舒适性方面的较好潜力表现在,通过传感器提前预知路面状况,从而对弹簧和减振器进行预调节。
同时,掌握交通与车辆周围状况的传感器在技术上是可行的,探测车辆周围环境的近距离和远距离雷达首先用于主动巡航控制(ACC)功能。激光扫描仪在与其他传感器的比较中,测量范围与对静止障碍物的识别方面效果均十分突出,但其目前仍有着成本较高的劣势。关于用于行驶动力学调节的传感器的信息质量,一大技术上的飞跃是采用了视频画面,前提是在所有环境条件下均允许采用画面识别。不仅可识别运动和静止的车辆,还可识别交通环境和非金属目标。

5.2 车辆外部的传感装置
由全球定位系统(GPS)数据得到的弯道半径和路况信息可用于变速器挡位和车速控制,同时GPS的数据还可通过光谱密度的形式对路面状况进行分析,用于底盘对路段的适应。该技术具有广阔的前景,不仅可将信息用于动力学调节,还可使用车辆的位置和运动信息,通过纵向动力学干涉,避免出现碰撞或者车辆偏离道路。

5.3 执行器
在传统非被动的底盘领域中,可以分为3种类型:第一种是自适应底盘,可通过驾驶人对减振器的特性曲线进行有级的调节。第二种是半主动底盘,可自动地、不需驾驶人介入地按照道路状况的要求,有级地或无级地进行调节。该两种系统在不同的车辆上已有一定的保有量。第三种是主动底盘,其又可分为慢速和快速两种系统。

在该底盘中,弹簧和减振器的特性曲线可进行无级调节,尤其是快速主动底盘系统,可在获得较好舒适性的同时,大幅改善车辆的安全性。主动底盘意味着其可对轮胎支撑点的垂直受力进行主动调节。通过该类主动系统,底盘的舒适性和安全性可得以显著提升,不仅可通过快速执行器完全平衡路面的不平度,还可以对车辆的俯仰和侧倾安全自由地进行调节。
实现该技术的前提为,需具备快速的信号处理功能、足够的电动功率和预置的运算模块。主动底盘系统可通过上述的传感装置相结合来扩展功能,如可在提前识别粗糙路面或单个障碍物时,可短时地限制舒适性,以此保持所需的安全性。除此之外,车内外传感器的信息还可用于提升车辆的安全性,比如将遥控数据用于发动机管理,通过减小发动机的驱动力矩可使车辆的速度与道路状况相适应。
同样功能也适用于制动干涉。这两种系统已通过电子节气门和ESP的形式装备至车辆。为了避免碰撞,确保顺利避让,需要主动转向系统的干涉以及实现各车轮独立的、可变的驱动力矩分配。在驾驶人主导的避让过程中,需实现车辆稳定,无须额外的传感器信号,但车辆稳定系统的介入和辅助用与智能传感器装置相关。
5.4 车辆碰撞预测
由于道路、交通条件、环境条件和交通限制是既定存在的,因此驾驶人和车辆仅可对上述状况进行更充分地准备和适应。首先需掌握道路的变化、坡度、质地,并可提前识别交通状况。掌握这些数据后,可使底盘调节装置的电动执行器提前适应,并对发动机转速、变速器挡位及车辆速度进行实时调节。
未来的车辆底盘会集成一类遥控系统,其对碰撞的预测功能如下:在每辆汽车上所有驾驶所需的信息、调节和传感器数据均可调用,其中部分数据无法用于本车的预先调节。所有数据将被一个多功能装置收集,在短暂用于调节后,时间、车辆位置以及车辆数据一同通过遥控无线电或卫星直接发送至中央处理器。中央处理器从该类数据中加工出对后方行驶车辆较为重要的信息,不仅可用于静态导航,而且所有其他动态数据均可在线使用。

该类关于路段的实时信息一方面可用于导航和了解拥堵环境;另一方面,此预先了解的信息可用于车辆的预调节和对驾驶人的辅助及警告。不少车辆为此配备了导航装置与远程无线电装置。由于远程无线电作为公共设施可被广泛使用,对此无须进行全新的调查,其可通过遥控系统更好地被充分发挥。该系统一大特征为可进行自学习,在无人为干预的情况下实现不断自我更新。


结  语    

目前,所有的预测都显示,尽管未来汽车底盘的技术进展仍将不断持续,但汽车的整体成本将比现在更低。由于燃料价格不断上升,排放法规也日益严格,车辆的油耗需不断降低。底盘在减少油耗方面的功用可通过减重和减小滚动阻力来实现。此外还可针对不同品牌价格的车型提供不同的底盘。以廉价轿车为例,其底盘需简单、轻量并物有所值。


此类标准化的底盘不仅可用于某一车型,而是用至整个品牌中。底盘在该类价格车型的销售中并无单独宣传的价值,同时为了确保与车型相匹配的低成本,据此无法期待该车型的底盘充分满足舒适性需求。


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  •   基于 2025 年行业权威性与时效性,以下梳理国内知名软件定制开发企业,涵盖综合型、垂直领域及特色技术服务商:   华盛恒辉科技有限公司:是一家专注于高端软件定制开发服务和高端建设的服务机构,致力于为企业提供全面、系统的开发制作方案。在部队政企开发、建设到运营推广领域拥有丰富经验,在教育,工业,医疗,APP,管理,商城,人工智能,部队软件、工业软件、数字化转型、新能源软件、光伏软件、汽车软件,ERP,系统二次开发,CRM等领域有很多成功案例。   五木恒润科技有限公司:是一家专业的部队信
    华盛恒辉l58ll334744 2025-05-12 16:13 234浏览
  • 体积大小:14*11*2.6CM,电气参数:输入100V-240V/10A,输出16V24A。PCB 正面如下图。PCB 背面如下图。根据实际功能可以将PCB分成几部分:EMI滤波,PFC电路,LLC电路。EMI滤波区域,两级共模电感,LN各用了保险丝加压敏电阻,继电器(HF32FV-G)用来切除NTC的,为了提高效率点,如下图。PFC电路区域,如下图。LLC电路区域,如下图。详细分析一下该电源用的主要IC还有功率器件。AC侧采用了两颗整流桥进行并联,器件增加电流应力,如下图。共模电感都有放电针
    liweicheng 2025-05-10 20:03 232浏览
  •         信创产业含义的“信息技术应用创新”一词,最早公开信息见于2019年3月26日,在江苏南京召开的信息技术应用创新研讨会。本次大会主办单位为江苏省工业和信息化厅和中国电子工业标准化技术协会安全可靠工作委员会。        2019年5月16日,美国将华为列入实体清单,在未获得美国商务部许可的情况下,美国企业将无法向华为供应产品。       2019年6
    天涯书生 2025-05-11 10:41 186浏览
  • 递交招股书近一年后,曹操出行 IPO 进程终于迎来关键节点。从 2024 年 4 月首次递表,到 2025 年 4 月顺利通过中国证监会境外发行上市备案,并迅速更新招股书。而通过上市备案也标志着其赴港IPO进程进入实质性推进阶段,曹操出行最快有望于2025年内完成港股上市,成为李书福商业版图中又一关键落子。行路至此,曹操出行面临的挑战依然不容忽视。当下的网约车赛道,早已不是当年群雄逐鹿的草莽时代,市场渐趋饱和,竞争近乎白热化。曹操出行此时冲刺上市,既是背水一战,也是谋篇布局。其招股书中披露的资金
    用户1742991715177 2025-05-10 21:18 95浏览
  • 在印度与巴基斯坦的军事对峙情境下,歼10C的出色表现如同一颗投入平静湖面的巨石,激起层层涟漪,深刻印证了“质量大于数量”这一铁律。军事领域,技术优势就是决定胜负的关键钥匙。歼10C凭借先进的航电系统、强大的武器挂载能力以及卓越的机动性能,在战场上大放异彩。它能够精准捕捉目标,迅速发动攻击,以一敌多却毫不逊色。与之形成鲜明对比的是,单纯依靠数量堆砌的军事力量,在面对先进技术装备时,往往显得力不从心。这一现象绝非局限于军事范畴,在当今社会的各个领域,“质量大于数量”都已成为不可逆转的趋势。在科技行业
    curton 2025-05-11 19:09 227浏览
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖‍2025年1月至今,AI领域最出圈的除了DeepSeek,就是号称首个“通用AI Agent”(智能体)的Manus了,其邀请码一度被炒到8万元。很快,通用Agent就成为互联网大厂、AI独角兽们的新方向,迅速地“卷”了起来。国外市场,Open AI、Claude、微软等迅速推出Agent产品或构建平台,国内企业也在4月迅速跟进。4月,字节跳动、阿里巴巴、百度纷纷入局通用Agent市场,主打复杂的多任务、工作流功能,并对个人用户免费。腾讯则迅速更新腾讯元器的API接
    华尔街科技眼 2025-05-12 22:29 85浏览
  • 在全球供应链紧张和国产替代需求推动下,国产存储芯片产业快速发展,形成设计到封测一体化的完整生态。北京君正、兆易创新、紫光国芯、东芯股份、普冉股份和佰维存储等六大上市公司在NOR/NAND Flash、DRAM、嵌入式存储等领域布局各具特色,推动国产替代提速。贞光科技代理的品牌紫光国芯,专注DRAM技术,覆盖嵌入式存储与模组解决方案,为多领域客户提供高可靠性产品。随着AI、5G等新兴应用兴起,国产存储厂商有望迎来新一轮增长。存储芯片分类与应用易失性与非易失性存储芯片易失性存储芯片(Volatile
    贞光科技 2025-05-12 16:05 145浏览
  • ‌磁光克尔效应(Magneto-Optic Kerr Effect, MOKE)‌ 是指当线偏振光入射到磁性材料表面并反射后,其偏振状态(偏振面旋转角度和椭偏率)因材料的磁化强度或方向发生改变的现象。具体表现为:1、‌偏振面旋转‌:反射光的偏振方向相对于入射光发生偏转(克尔旋转角 θK)。2、‌椭偏率变化‌:反射光由线偏振变为椭圆偏振(克尔椭偏率 εK)。这一效应直接关联材料的磁化状态,是表征磁性材料(如铁磁体、反铁磁体)磁学性质的重要非接触式光学探测手段,广泛用于
    锦正茂科技 2025-05-12 11:02 266浏览
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