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自动驾驶量产在即解读满足自动驾驶需求的线控制动设计新思路

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发布时间:2022-08-14 12:26:58 来源:欧宝体育登录首页 作者:欧宝平台网站

  编者按:2022年5月27日,由盖世汽车主办的2022汽车智能底盘-云论坛如期举行。利氪科技 联合创始人 苏干厅受邀出席并发表《面向L3+自动驾驶的线控底盘技术新探索》的主题演讲。盖世汽车根据演讲整理成文,以分享读者。

  从电动化的趋势可以发现,目前三电系统趋向成熟,电动化渗透远超预期。从2019年3月5%渗透率到今年3月份,在疫情期间渗透率达到了28%,增长非常迅猛。智能化主要是为了提升终端客户的需求,L2的渗透率,从2019年2%到去年20%,有十倍的增长,L2以上的渗透率,从去年的2%,预计到2025年有25%的渗透,增长也是有十倍。

  随着电动化和智能化发展,传统的汽车产业链正在进行重塑,甚至Tie0.5供应商正在出现,产业链出现前移,具有核心技术实力的自主零部件供应商,有望依托于中国整个市场,通过全球化配置,迅速崛起成为前列的零部件供应商。

  在此大局之下,中国整车产业地位与零部件产业地位严重失衡的局面有望得以缓解,在自动驾驶感知、决策和执行的三个核心环节中,线控底盘属于自动驾驶的执行端,也是实现高级别自动驾驶的核心功能模块。

  在新能源领域提升续航里程是主机厂的普遍诉求,提高续航里程除了在电池上下功夫之外,也可以通过线控底盘的底层技术降低能耗,进行能量回收,让同样的电池产生更好的效果,增加续航里程。线控底盘是当前自动驾驶和新能源的交汇点,而在线控底盘上有两大系统难点,即线控转向和线控制动。

  在L3-L5过程中,对底盘线控提出了新要求,单一故障以后要求系统短时间里具有可控的能力,制动和转向的冗余设计在L3及以上会是刚性的需求。

  利氪科技为了满足自动驾驶对线控底盘的新需求,提出了自己的产品布局,具体来看是液压解耦的控制系统,利氪科技称之为DHB,即全液压解耦电子助力系统,利氪科技也在同步研发集成式智能制动系统IHB。虽然当前在一体化底盘系统领域有一些新玩家进入,但是利氪科技认为首先还是把一体化底盘相关的关键核心件攻克,再与国内企业联合开发一体化的底盘。

  根据利氪科技对自动驾驶新的理解,对线控制动提出了一些新的需求,需求有七个点,前四个是系统本身具备的能力,后三个是系统失效以后具备的冗余。

  关于利氪科技首款即将量产的液压解耦电子助力产品DHB,这个系统主要有以下几个方面的特征:

  第一是液压解耦,主要通过线性电磁阀的引入来实现,同时液压的踏板感更真实可靠,解耦以后踏板感可以实现定制化,由软件去调节,所以更符合当前终端客户和主机厂的需求。

  第二个特征是无解耦行程,意味着系统在任何情况下,甚至系统失效以后,驾驶员踩下制动踏板,整车立即有减速度产生,同时能量回收等级不受物理限制。

  第三是搭载了自动驾驶和能量回收的算法,以往这些算法都是放在高配的ESC里面,现在都是把功能移植到了DHB里面来运行。

  第四是功能安全等级高,因为是液压解耦的系统,对驾驶员制动意图识别特别重要,电子助力产品上利氪科技采用了不同类型的传感器做识别,实现信号的冗余,保证整个制动的安全可靠。还有功能安全等级高,体现在系统是一个集成化的方案,有独特的自检查,能实现上电、行驶、停车过程中的安全可靠保证。

  利氪科技在硬件层面选用了成熟的可满足功能安全ASIL D的芯片,软件层面由全套Autosar软件架构搭建。

  在IHB产品上,利氪科技提出了三款产品可供选择,第一款IHB是当前市面上讨论较多的标准版,对四个车轮进行独立控制,集成DHB+ESC,总的来说是单PCBA板的模式。第二种是利氪科技的IHB Premium,在四轮控制并集成DHB+ESC的基础上,采用两块电路板,第一块电路板主要集成了同步电机的控制、基础制动、能量回收等功能,再加上单独路EPB, 第二块电路板负责车身稳定控制,以及单路EPB,这个设计在利氪科技的构思中能够实现更高等级的安全的冗余。还有一个版本是IHB Light轻量版,这个产品只开发两个前轮的控制,也是集成了DHB+ESC模块,是单PCBA板的模式,配合后轴EMB做安全冗余,这是利氪科技提出的一个全新概念。

  ESC在十多年前就实现了量产,在初期搭载功能比较少,主要是防抱死,牵引力控制、横摆控制等,随着后面客户的需求提升,搭载了坡起辅助、紧急制动辅助等功能。到近些年增加了一些辅助驾驶功能,像ACC、APA等,对传统ESC来说这些新功能的增加存在比较大的挑战,主要体现在寿命、噪音、ESC响应时间三个方面。

  利氪科技认为把非车身稳定控制相关的功能,移植到DHB产品上来更为合适。总结而言:

  从功能分配上来说,根据利氪科技的构思,DHB负责绝大部分的功能,像基础制动、能量回收、静态管理、VLC等等一些功能都由它来负责,它基本上可以占据整个制动工况预计80%-90%,甚至更高占比。ESC只是负责单路EPB和车身稳定控制功能,这些占制动工况10%-20%。

  从安全冗余上来说,DHB和ESC都具备主动建压和单路EPB控制,也就是说这套方案整体上实现了行车制动和驻车制动的安全冗余,同时这套组合对主机厂的平台化开发也很有吸引力,可以支持同一个平台里面低端一点的车型,也可以支持后面做自动驾驶高端车型的需求,所以对主机厂来说是比较利好。

  从硬件可靠性来说,利氪科技的这种方案DHB因为是永磁同步电机来做建压的动作,所以它的寿命是可以保证的,一般几千个小时保证,它适合承担这种发生频次高、使用时间长的工况,ESC的工作寿命比较短,适合做低频次的车身稳定控制相关的一些功能。

  所以利氪科技总结来看,这套方案是适合自动驾驶的优选方案,较大程度上实现了工作任务和负担成本之间的平衡。

  这个组合从功能分配上来说IHB是承担了正常工作下的所有制动工况,占到制动工况99.99%。RBU负责主系统失效以后的减速度控制和驻车,这个发生频次极低,可能是0.01%,同时对RBU有一些动态特性的要求,像行业里比较共识的是在高附上实现0.64g,在600毫秒之内。

  所以总结来看这套方案是适合自动驾驶的一个方案,但是这个RBU需要极低的成本才能实现,需要考虑系统工作任务和负担成本之间的平衡,对RBU的设计会比较有挑战。

  这个方案总结来看是前轴和后轴各有一个总的控制器,它们会对轮速信号分别进行采集,也对驾驶员制动的请求信号进行采集并进行交互,分别对前后轴进行动态的控制,同时在这个方案里面两通道的IHB也保留液压备份的接口,失效以后前轴还是可以液压制动的,在这种组合下,可以在单个系统失效以后保持0.64g的整车减速度,后轴可考虑把EPB集成到EMB里,实现总体优化。

  这个方案总结而言,利氪科技认为是液压制动和电子制动的一个完美组合,既可以提高控制效果,又可以保证安全的冗余。

  利氪科技于2020年成立,在去年7月份完成了首款液压解耦制动系统DHB开发,去年10月份启动了工厂的建设,去年12月份完成了IHB的开发,今年3月份搭载这两款产品的九款车型在内蒙古牙克石完成了冬季标定测试,5月份完成近2亿元A轮、A+轮融资,不仅收获多家头部投资机构的青睐,而且获得了大型主机厂产业资本的加持。

  展望未来,利氪科技希望跟产业链上下游一起,打造出优质的线控底盘产品,与行业伙伴一起把行业发展好,为中国零部件产业链的自主可控贡献力量。

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