汽车升降系统(又来一王炸?解读比亚迪「云辇」智能车身控制系统)
【太平洋汽车 技术频道】在比亚迪总部六角大楼的专利墙的中间位置,有几个字非常醒目:“技术为王,创新为本”,这也是比亚迪多年来一直坚持的方向。远的不说,就近年来诸如DM-i超级混动、刀片电池、CTB电池车身一体化、易四方技术平台等,一项又一项技术的发布,就如同比亚迪品牌的销量一样,不断刷新我们对比亚迪的认知。这一次,比亚迪又带来一项黑科技:「云辇」智能车身控制系统。
这套被王传福称为“会主动思考”的新能源专属智能车身控制系统,全面融合感知、决策、控制、交互等软硬件技术,可以说是比亚迪的又一个“王炸”。这套系统到底有哪些过人之处?我们接着往下看。
为什么这套系统取名「云辇」?
开始之前还是先简单解读一下“云辇”名称的由来。记得当时公布名字的时候,官方担心“辇(niǎn)”这个字大家不会读,特意在宣传海报上标注了拼音。那为什么会用一个“生僻字”?其实比亚迪一直有一颗弘扬中国文化的心,比如王朝车系的命名、仰望品牌的logo等都有体现。
这次“云辇”同样来自中国传统文化。云辇,出自魏书,“辇”在古代被誉为顶级的出行载具,可以理解与豪华相关。云可以联想到智能云、云存储等,与科技相关。云辇 LOGO 设计也很特别,用颜色勾勒出上平坦中间起伏的姿态,寓意“无论道路如何崎岖不平,只要搭载比亚迪云辇系统,人在车上都能稳如泰山。”,有点意思。
什么是“会主动思考”的智能车身控制系统?
以往在垂直方向控制技术(主要是底盘悬架)的研究,相对比较碎片化,比如减震器,基本是从供应商采购,那硬件制造、系统集成、匹配验证基本都是别人来主导,核心技术并没有掌握在自己手中,这样给我们研究的空间就少了,想要按照自己的想法做大幅调整是很难的。
随着电动化和智能化的发展,一方面,全新的架构设计有着更多样的感知元件,这一点在自动驾驶方面就很好体现;另一方面电动化带来了整车架构的变革,车辆控制由机械控制向电信号控制转变,精度、效率大幅提升。那融合感知、决策、控制、交互等软硬件技术的一套车身控制系统,就能带来更多的想象空间,这就是云辇智能车身控制系统。
你可以简单理解为,它是一种软硬件结合的主动底盘控制技术,而且从系统设计、关键零部件设计、软件及策略算法开发、匹配验证等方面实现了全栈自研,这点个人认为是很了不起的。
之所以说“会主动思考”,是因为它有了感知层,有决策层,也有执行层,就像人有了眼睛,大脑和肢体,整套系统的逻辑其实不难理解,和现在的自动驾驶系统相似。下面就从几个层面来做一下延展,看看这套系统的特别之处在哪里。
感知层
首先是感知层,系统包含了驾驶行为、车身、路面、云数据、系统五大维度,通过50+个传感器实现全方位感知,使车辆实时掌握环境变化。
驾驶行为感知,通过获取方向盘转角、制动/加速踏板等信号,识别驾驶员意图,预测整车运动状态,实现多系统联动控制。
车身感知,通过加速度、高度传感器及惯性测量单元等,进行实时信号采集,监测车身三向六自由度的变化,为车身精准控制提供信息支持。
路面感知,预瞄系统深度融合单/双目摄像头、激光雷达等多个路面感知元件,识别车辆前方5-150m范围内的路面特征及高程曲线,识别精度高达±3mm,15m内识别精度达99%以上,可实现路面特征识别、全地形监测等功能。
云数据感知,共享路面信息,并通过大数据分析能力,深度学习不同工况下车身控制策略,不断优化算法,提升驾驶体验。
系统感知,通过压力、温度等传感单元,实时监测系统工作状态,提升系统可靠性,有力保障高强度、极端环境稳定运行。
决策层
决策层,也就是云辇智算中心,凭借比亚迪深度的智能融合技术,智算中心可调取车辆感知层信号数据,通过行云算法,可对路面状态、车身姿态、车轮载荷等信息进行高速运算,实时输出最佳控制策略。
这些都比较好理解,那接下来的执行层,就是云辇车身控制技术,包括高度、刚度、阻尼、主动力控制技术,含云辇-C智能阻尼车身控制系统、云辇-A智能空气车身控制系统、云辇-P智能液压车身控制系统、云辇-X 全主动式车身控制系统。下面我们一个一个展开:
云辇-C:智能阻尼车身控制系统
这套系统主要是通过控制减振器电磁阀调节阻尼,从而实现阻尼的无级自适应调节。首先硬件层面,这套系统由加速度传感器、悬架高度传感器、电控减振器以及智算中心组成。
工作逻辑其实也比较好理解,系统通过加速度传感器、悬架高度传感器等硬件去感知车身的实际状态,进而通过智算中心微秒级的速度运算,可以实现减振器阻尼快速调节,来满足用户在不同场景下的需求。
举个例子,当车辆经过颠簸路面时,采用高频小阻尼的舒适性控制策略,使底盘变“软”,可有效缓冲路面激励输入,快速抑制车身的垂直方向运动。官方表示,在60km/h通过连续振动路面工况下,云辇-C可以帮助整车达成96%的隔振率。
当车辆处于快速过弯、加速、制动时,采用低频大阻尼的操控性控制策略,使底盘变“硬”,提供更大支撑力,抑制车身侧倾、俯仰,保证车辆操控稳定性。同样,在时速100km/h的双移线工况下,云辇-C帮助整车侧倾角速度降低39.7%。
这套系统结构并不复杂,算是比较入门级的系统。大家比较熟悉的汉、唐、腾势D9 等车型搭载的就是云辇 -C 智能阻尼车身控制系统。
云辇-A:智能空气车身控制系统
硬件层面,除感应原件外,执行层面也多了空气悬架,那这套系统除了可以调节阻尼外,还可以对悬架的刚度、高度进行调节,可以满足更多的用车场景。
比如悬架高度调节,根据不同车型类别适配,悬架调节行程可达150mm,可以提供随速调节模式、迎宾模式、便捷取物模式、高度安全锁定等多种功能模式。
刚度调节,可以在行驶过程中的特点需求提供不同的刚度方案,比如车辆加速、制动时、甚至高速转向的时候,可以自动调节悬架刚度,有效抑制加速抬头、刹车点头以及转弯侧倾的情况。
比较有意思的一个功能是,座椅侧翼也可以进行主动调节。这个座椅与空气悬架是共享气路设计,气量智能随速分配,而且响应速度快。比如车辆高速过弯时,系统车身姿态变化及转向信号,可以控制座椅的侧翼充气,这样能实现腰部支撑自适应调节,可以始终保持良好驾乘姿态。
即将上市的腾势N7 是云辇 - A 的首次搭载的车型,具体表现值得期待。不过从目前得到的消息来看,腾势 N7 采用的是单腔空悬,而云辇-A 系列未来也会有双腔以及多腔空悬。
云辇-P:智能液压车身控制系统
这套系统更为复杂,除了智算中心和前后减震器外,也多了不少控制模块,比如连续阻尼控制模块、多级刚度控制模块、姿态控制模块、四轮联动模块、悬架电机泵模块、悬架控制蓄能器、多级缓冲蓄能器等,集机械、液压、电控三项核心技术于一体的车身控制系统。
同样具备高度调节、刚度调节、阻尼调节的功能,不同的是基于液压控制的特点,实现的强度更大,应付更复杂的越野环境。比如悬架调节行程可达200mm,既可实现四轮同步升降能力,也可实现单轮独立升降,系统举升力高达5吨。
另外在刚度调节方面,可实现三级刚度调节。在极端条件下,比如当车辆在高强度越野遭遇飞坡跌落等紧急情况时,可应急触发三级刚度,有效减少50%的冲击载荷。
值得一提的是,云辇-P还能实现两个独特的功能,即四轮联动和露营调平。
第一个是四轮联动,当车辆出现高难度的交叉轴路况时,四轮联动功能可为悬空轮减振器输送油液,拉长悬架行程,提高车轮贴地性与整车平衡感,保证四轮动力有效输出。这个功能可使车辆最大轮差达620mm,整车的循迹指数RTI值达600以上。
第二个是露营调平。在静止状态下,可通过单轮高度调节,使车身与重力方向的平面始终保持垂直,从而实现车内的水平,这样在野外露营时不用特意找太平坦的地面了。
云辇-P智能液压车身控制系统将会搭载在仰望U8(询底价|查参配)、F品牌旗下的车型,相信很快就能体验到了。
云辇 -X:全主动式车身控制系统
这套系统就是最高阶的车身控制系统,也将搭载在更高级的车型上,比如仰望U9。硬件层面由前向双目摄像头、双阀减振器、主动式防倾杆、空气弹簧、高度传感器、云辇智算中心等部分组成。在感知层面,除了双目摄像头,云辇-X未来还会采用激光雷达来更精确地识别路面状态(正如开头所提到的,识别精度高达±3mm),看得更清也更远,进而提升整套系统的感知能力。
这套系统具有全主动控制的能力,据官方资料来看,可以实现最大调节速率可以达到 500mm/s、最大稳态侧向加速度可以做到 1.2g 、实现零侧倾和零俯仰的平稳行驶效果。这样就可以带来很多创新的功能,比如我们在发布会现场看到的仰望U9那样,可以跳舞(甚至可以原地起跳),甚至在单侧前轮脱落的情况下,还可以继续行驶,确实很惊艳。
总结:
可以看到,云辇智能车身控制系统是比亚迪对垂向控制系统的一个技术矩阵,从入门的云辇-C,到进阶的云辇-A、云辇-P,再到高阶的云辇-X,适配不同类型的车型,满足不同人群的需求,这是比亚迪扔下的又一颗重磅炸弹。
主动式悬架控制技术领域,高度调节、刚度调节、阻尼调节,单个功能来看,你可能会觉得这技术并不“新鲜”,很多主动式悬架也会有对应的功能。但是,比亚迪这整套系统技术是全栈自研的,摆脱一直以来中国品牌对零部件供应商的依赖,实现核心技术的独立自主,这才是最了不起的地方。而且赋予了感知层与决策层,“会思考”的车身控制系统会带来更多全新的玩法与体验。
可以预见,比亚迪云辇智能车身控制系统将会为腾势、F品牌、仰望的高端品牌赋能,成为这些品牌车型的又一个核心竞争力。按照比亚迪一贯的做法,这些进阶/高阶的云辇技术很快就会落地量产,届时会给我们带怎样的体验?(图/文/摄:太平洋汽车 陈启贞)
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