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      1. 又來一王炸?解讀比亞迪「云輦」智能車身控制系統

        2023-04-11 08:53:46 作者:陳啟貞

          【太平洋汽車 技術頻道】在比亞迪總部六角大樓的專利墻的中間位置,有幾個字非常醒目:“技術為王,創新為本”,這也是比亞迪多年來一直堅持的方向。遠的不說,就近年來諸如DM-i超級混動、刀片電池、CTB電池車身一體化、易四方技術平臺等,一項又一項技術的發布,就如同比亞迪品牌的銷量一樣,不斷刷新我們對比亞迪的認知。這一次,比亞迪又帶來一項黑科技:「云輦」智能車身控制系統。

          這套被王傳福稱為“會主動思考”的新能源專屬智能車身控制系統,全面融合感知、決策、控制、交互等軟硬件技術,可以說是比亞迪的又一個“王炸”。這套系統到底有哪些過人之處?我們接著往下看。

         
        為什么這套系統取名「云輦」?

          開始之前還是先簡單解讀一下“云輦”名稱的由來。記得當時公布名字的時候,官方擔心“輦(niǎn)”這個字大家不會讀,特意在宣傳海報上標注了拼音。那為什么會用一個“生僻字”?其實比亞迪一直有一顆弘揚中國文化的心,比如王朝車系的命名、仰望品牌的logo等都有體現。

          這次“云輦”同樣來自中國傳統文化。云輦,出自魏書,“輦”在古代被譽為頂級的出行載具,可以理解與豪華相關。云可以聯想到智能云、云存儲等,與科技相關。云輦 LOGO 設計也很特別,用顏色勾勒出上平坦中間起伏的姿態,寓意“無論道路如何崎嶇不平,只要搭載比亞迪云輦系統,人在車上都能穩如泰山。”,有點意思。

         
        什么是“會主動思考”的智能車身控制系統?

          以往在垂直方向控制技術(主要是底盤懸架)的研究,相對比較碎片化,比如減震器,基本是從供應采購,那硬件制造、系統集成、匹配驗證基本都是別人來主導,核心技術并沒有掌握在自己手中,這樣給我們研究的空間就少了,想要按照自己的想法做大幅調整是很難的。

          隨著電動化和智能化的發展,一方面,全新的架構設計有著更多樣的感知件,這一點在自動駕駛方面就很好體現;另一方面電動化帶來了整車架構的變革,車輛控制由機械控制向電信號控制轉變,精度、效率大幅提升。那融合感知、決策、控制、交互等軟硬件技術的一套車身控制系統,就能帶來更多的想象空間,這就是云輦智能車身控制系統。

          你可以簡單理解為,它是一種軟硬件結合的主動底盤控制技術,而且從系統設計、關鍵零部件設計、軟件及策略算法開發、匹配驗證等方面實現了全棧自研,這點個人認為是很了不起的。

          之所以說“會主動思考”,是因為它有了感知層,有決策層,也有執行層,就像人有了眼睛,大腦和肢體,整套系統的邏輯其實不難理解,和現在的自動駕駛系統相似。下面就從幾個層面來做一下延展,看看這套系統的特別之處在哪里。

         
        感知層

          首先是感知層,系統包含了駕駛行為、車身、路面、云數據、系統五大維度,通過50+個傳感器實現全方位感知,使車輛實時掌握環境變化。

          駕駛行為感知,通過獲取方向盤轉角、制動/加速踏板等信號,識別駕駛員意圖,預測整車運動狀態,實現多系統聯動控制。

          車身感知,通過加速度、高度傳感器及慣性測量單元等,進行實時信號采集,監測車身三向六自由度的變化,為車身精準控制提供信息支持。

          路面感知,預瞄系統深度融合單/雙目攝像頭、激光雷達等多個路面感知元件,識別車輛前方5-150m范圍內的路面特征及高程曲線,識別精度高達±3mm,15m內識別精度達99%以上,可實現路面特征識別、全地形監測等功能。

          云數據感知,共享路面信息,并通過大數據分析能力,深度學習不同工況下車身控制策略,不斷優化算法,提升駕駛體驗。

          系統感知,通過壓力、溫度等傳感單元,實時監測系統工作狀態,提升系統可靠性,有力保障高強度、極端環境穩定運行。

         
        決策層

          決策層,也就是云輦智算中心,憑借比亞迪深度的智能融合技術,智算中心可調取車輛感知層信號數據,通過行云算法,可對路面狀態、車身姿態、車輪載荷等信息進行高速運算,實時輸出最佳控制策略。

          這些都比較好理解,那接下來的執行層,就是云輦車身控制技術,包括高度、剛度、阻尼、主動力控制技術,含云輦-C智能阻尼車身控制系統、云輦-A智能空氣車身控制系統、云輦-P智能液壓車身控制系統、云輦-X 全主動式車身控制系統。下面我們一個一個展開:

         
        云輦-C:智能阻尼車身控制系統

          這套系統主要是通過控制減振器電磁閥調節阻尼,從而實現阻尼的無級自適應調節。首先硬件層面,這套系統由加速度傳感器、懸架高度傳感器、電控減振器以及智算中心組成。

          工作邏輯其實也比較好理解,系統通過加速度傳感器、懸架高度傳感器等硬件去感知車身的實際狀態,進而通過智算中心微秒級的速度運算,可以實現減振器阻尼快速調節,來滿足用戶在不同場景下的需求。

          舉個例子,當車輛經過顛簸路面時,采用高頻小阻尼的舒適性控制策略,使底盤變“軟”,可有效緩沖路面激勵輸入,快速抑制車身的垂直方向運動。官方表示,在60km/h通過連續振動路面工況下,云輦-C可以幫助整車達成96%的隔振率。

          當車輛處于快速過彎、加速、制動時,采用低頻大阻尼的操控性控制策略,使底盤變“硬”,提供更大支撐力,抑制車身側傾、俯仰,保證車輛操控穩定性。同樣,在時速100km/h的雙移線工況下,云輦-C幫助整車側傾角速度降低39.7%。

          這套系統結構并不復雜,算是比較入門級的系統。大家比較熟悉的、、騰勢 D9 等車型搭載的就是云輦 -C 智能阻尼車身控制系統。

         
        云輦-A:智能空氣車身控制系統

          硬件層面,除感應原件外,執行層面也多了空氣懸架,那這套系統除了可以調節阻尼外,還可以對懸架的剛度、高度進行調節,可以滿足更多的用車場景。

          比如懸架高度調節,根據不同車型類別適配,懸架調節行程可達150mm,可以提供隨速調節模式、迎賓模式、便捷取物模式、高度安全鎖定等多種功能模式。

        剛度調節,可以在行駛過程中的特點需求提供不同的剛度方案,比如車輛加速、制動時、甚至高速轉向的時候,可以自動調節懸架剛度,有效抑制加速抬頭、剎車點頭以及轉彎側傾的情況。

          比較有意思的一個功能是,座椅側翼也可以進行主動調節。這個座椅與空氣懸架是共享氣路設計,氣量智能隨速分配,而且響應速度快。比如車輛高速過彎時,系統車身姿態變化及轉向信號,可以控制座椅的側翼充氣,這樣能實現腰部支撐自適應調節,可以始終保持良好駕乘姿態。

          即將上市的騰勢 N7 是云輦 - A 的首次搭載的車型,具體表現值得期待。不過從目前得到的消息來看,騰勢 N7 采用的是單腔空懸,而云輦-A 系列未來也會有雙腔以及多腔空懸。

         
        云輦-P:智能液壓車身控制系統

          這套系統更為復雜,除了智算中心和前后減震器外,也多了不少控制模塊,比如連續阻尼控制模塊、多級剛度控制模塊、姿態控制模塊、四輪聯動模塊、懸架電機泵模塊、懸架控制蓄能器、多級緩沖蓄能器等,集機械、液壓、電控三項核心技術于一體的車身控制系統。

          同樣具備高度調節、剛度調節、阻尼調節的功能,不同的是基于液壓控制的特點,實現的強度更大,應付更復雜的越野環境。比如懸架調節行程可達200mm,既可實現四輪同步升降能力,也可實現單輪獨立升降,系統舉升力高達5噸。

          另外在剛度調節方面,可實現三級剛度調節。在極端條件下,比如當車輛在高強度越野遭遇飛坡跌落等緊急情況時,可應急觸發三級剛度,有效減少50%的沖擊載荷。

          值得一提的是,云輦-P還能實現兩個獨特的功能,即四輪聯動露營調平。

          第一個是四輪聯動,當車輛出現高難度的交叉軸路況時,四輪聯動功能可為懸空輪減振器輸送油液,拉長懸架行程,提高車輪貼地性與整車平衡感,保證四輪動力有效輸出。這個功能可使車輛最大輪差達620mm,整車的循跡指數RTI值達600以上。

          第二個是露營調平。在靜止狀態下,可通過單輪高度調節,使車身與重力方向的平面始終保持垂直,從而實現車內的水平,這樣在野外露營時不用特意找太平坦的地面了。

          云輦-P智能液壓車身控制系統將會搭載在仰望U8詢底價|查參配)、F品牌旗下的車型,相信很快就能體驗到了。

         
        云輦 -X:全主動式車身控制系統

          這套系統就是最高階的車身控制系統,也將搭載在更高級的車型上,比如仰望U9。硬件層面由前向雙目攝像頭、雙閥減振器、主動式防傾桿、空氣彈簧、高度傳感器、云輦智算中心等部分組成。在感知層面,除了雙目攝像頭,云輦-X未來還會采用激光雷達來更精確地識別路面狀態(正如開頭所提到的,識別精度高達±3mm),看得更清也更遠,進而提升整套系統的感知能力。

          這套系統具有全主動控制的能力,據官方資料來看,可以實現最大調節速率可以達到 500mm/s、最大穩態側向加速度可以做到 1.2g 、實現零側傾和零俯仰的平穩行駛效果。這樣就可以帶來很多創新的功能,比如我們在發布會現場看到的仰望U9那樣,可以跳舞(甚至可以原地起跳),甚至在單側前輪脫落的情況下,還可以繼續行駛,確實很驚艷。

         
        總結:

          可以看到,云輦智能車身控制系統是比亞迪對垂向控制系統的一個技術矩陣,從入門的云輦-C,到進階的云輦-A、云輦-P,再到高階的云輦-X,適配不同類型的車型,滿足不同人群的需求,這是比亞迪扔下的又一顆重磅炸彈。

          主動式懸架控制技術領域,高度調節、剛度調節、阻尼調節,單個功能來看,你可能會覺得這技術并不“新鮮”,很多主動式懸架也會有對應的功能。但是,比亞迪這整套系統技術是全棧自研的,擺脫一直以來中國品牌對零部件供應商的依賴,實現核心技術的獨立自主,這才是最了不起的地方。而且賦予了感知層與決策層,“會思考”的車身控制系統會帶來更多全新的玩法與體驗。

          可以預見,比亞迪云輦智能車身控制系統將會為騰勢、F品牌、仰望的高端品牌賦能,成為這些品牌車型的又一個核心競爭力。按照比亞迪一貫的做法,這些進階/高階的云輦技術很快就會落地量產,屆時會給我們帶怎樣的體驗?(圖/文/攝:太平洋汽車 陳啟貞)

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          陳啟貞 副主編

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