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从蔚来汽车的智能底盘,聊“蔚来是否有核心技术”

2022-06-14 汽车电子设计 阅读:
知乎上有个问题:蔚来汽车到底有没有核心技术。这能引起争议,一定程度上是因为蔚来汽车的宣传更多的是围绕品牌和服务。之前李斌曾经说:“在蔚来这些年亏损的钱里,有一半以上都是用在了蔚来的自主研发上。即便是这

知乎上有个问题:蔚来汽车到底有没有核心技术。Gfeednc

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这能引起争议,一定程度上是因为蔚来汽车的宣传更多的是围绕品牌和服务。之前李斌曾经说:“在蔚来这些年亏损的钱里,有一半以上都是用在了蔚来的自主研发上。即便是这样,我们也从来没有停止过对研发的投入。很多人其实不太信。但有意思的事情,在整理蔚来汽车的电子电气架构这块的时候发现,在第一代车型上蔚来自研的方向主要是三电系统以及核心零部件的研发和生产,主要的工作方向是逆变器的开发、BMS的软件和换电电池包的设计。而在第二代车型上开发了自动辅助驾驶控制器,并且在座舱上也做了软件的工作。Gfeednc

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▲图1. 未来的技术迭代的考虑Gfeednc

有一个很有意思的地方:蔚来在底盘电子上做了全栈自主开发悬架控制系统,搭载全栈自研智能底盘域控制器ICC,这到底是什么?Gfeednc

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▲图2. 底盘域控制器Gfeednc

电子电气架构的变革带来的思考Gfeednc

智能汽车的变化最主要的是电子和软件的革新,整车电子电气架构是车企定义的一套整合方式,是把各类传感器、ECU控制器、线束拓扑、电子电气分配系统整合在一起的一个组合,实现整车的配置与功能,车辆功能运算和动力、能量的分配等功能。在过往几十年来,汽车的电子架构随着汽车上的功能增多,已发展成为具有70个或更多电子控制单元的高度复杂的网络。类似于垒砖块一样,传统汽车电子的设计方法,在于“每个功能对应一个ECU控制器”的传统概念,不断的加法导致了整个汽车电子电气架构非常臃肿,也达到了极限。通过为每种功能提供单独的硬件,车辆已变成异构嵌入式硬件的生态系统。Gfeednc

下一步的发展方向,就是为智能汽车开发出来核心的控制大脑,也就是具备超级算力的处理器是智能汽车的“大脑”,然后通过一整套新型的电子电气架构,就类似快速传递信息的“神经网络”和“血管”,来控制和驱动所有电子件和传感器,这是大家公认的汽车演化汽车电子新架构的核心思路。Gfeednc

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▲图3. 电子电气架构是汽车智能化的演化关键Gfeednc

这里有不同的过渡模式,从分域控制到跨域控制,实际上每个汽车企业想要把不同的功能来重构,这代表软件的重新撰写、测试验证整个周期是很长的。对于消费者来说,他们既要看到智能汽车的实际表现,也更在意整体的交付质量,产品的成熟度和可靠性。实际操作中,不同的车企有不同的考虑,以科技为先、以质量和品牌为先,不同的基因。Gfeednc

蔚来的悬挂控制系统,在整个里面是分域控制器的逻辑,并且从一个细节的悬挂系统入手。蔚来的悬挂系统是国内汽车企业开始进入自主开发悬架控制系统,拓展性能调试带宽以及软件融合。而且也考虑了往智能底盘域控制器ICC的开发,这也是国内车企开始切入,自研智能底盘域控制器的赛道,集成了冗余驻车、空悬、减震器等控制功能,可以对底盘舒适性、操控性进行全面设计和调教,支持跨域融合后的高级别自动驾驶场景,FOTA升级,迭代更灵活。Gfeednc

底盘控制,主要分为刹车、转向和舒适型的配置,这方面电子的相关技术一直为国外相关零部件厂商所有,减震器、空气悬架、EPB 等零件都可能来自第三方合作伙伴,需要从相应的合作伙伴处定制调校需求,同时需要考虑底盘生态的开发周期。复杂的底盘功能开发,传统的做法是由不同供应商端独自开发不同的控制器,除了根据供应商现有的平台软件接口制定系统需求,还要配合不同供应商的开发节奏专门制定联合调试。Gfeednc

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▲图4. 底盘域控制器Gfeednc

蔚来汽车在这里把一个舒适型的控制系统,拓展成底盘控制 “域”的概念,智能底盘域控制器ICC可以统一调整控制空气弹簧高度、减振器阻尼、电子驻车等功能。Gfeednc

从舒适性来看,动态悬架阻尼控制CDC,每一根减振器硬件都可通过电流的变化来改变阻尼。在实时的车载信号与传感器信号的交互中,会收集到大量实时的车载路况信息,CDC软件会推算出当前车辆的姿态,调试工程师会根据实际情况,在 1.8 安培(阻尼最小)与 0 安培(阻尼最大)之间,通过软件参数的层层解耦,来寻求最优化的阻尼设定。控制器能够通过传感器接收到的信号检测车辆的状态,根据算法或控制策略,决定最优参数指令来调节弹簧刚度和减振器的阻尼状态,且相较于传统减振器,具有反应快,阻尼力带宽范围大,无极可调。使悬架系统始终处于最佳减振状态,让车辆有超平顺的体验。Gfeednc

通过这个自研智能底盘域控制器ICC的加持,经历了轮胎、半主动-空气悬架、转向系统等大量关键部件的调校后,根据中国路况和用户驾驶习惯,可以得到运动+、运动、舒适、节能四种驾驶模式,每种驾驶模式都对应不同的阻尼控制档位标定。Gfeednc

在这里真正有价值的,还是底盘方面在自动驾驶场景驱动。为了满足NAD自动驾驶场景下的需求,底盘电子就需要为自动驾驶系统、座舱系统、动力系统提供承载平台,为自动辅助驾驶而设计 Design for AD。Gfeednc

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图5. 自动辅助驾驶下的底盘控制Gfeednc

在自动辅助驾驶场景下,智能域融合控制系统可以同控制车辆的四驱分配、线控制动、可变悬架等功能使整车更智能实现驾驶员预期,最大程度提升车辆的动态性能,从而不断拓展未来的功能边界。通过纵向横向的动力底盘融合控制,在高速场景下,利用电机产生的负扭矩作为制动力的保护和备份,或者通过对左右两侧刹车施加不同的制动力度,部分实现小幅度方向控制等。Gfeednc

在底盘特性上,可以通过利用摄像头、激光雷达、高精地图、云端大数据等,对前方的路面坑洼进行预先控制,从而带来舒适的体验。Gfeednc

新时代的智能汽车的开发特点,是由车企主导下的快速迭代开发,在保证安全的基础上,不断通过数据和算法来调整部件功能,系统优化节奏很快,在强大的SoC芯片下,车企进步很快。汽车企业需要组织完善的人员和团队,应对硬件和软件方面的自研。Gfeednc

小结:在智能底盘这个细分产品上,蔚来做的尝试是很有探索意义。我觉得真正智能汽车的自研,是比以往更难了解的。Gfeednc

责编:Admin
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