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从比亚迪“云辇”看汽车技术最后的堡垒-底盘悬架

2023/04/14
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阅读需 14 分钟
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最近比亚迪发布了其“云辇”技术概念,这项技术属于汽车底盘技术中的悬架系统技术。汽车主要结构是动力传动系统,车身钣金,内外饰系统,底盘系统,电子系统五大部分。在电动汽车时代,燃油车的精密发动机系统被电机电池取代,大大降低汽车制造的门槛;山寨汽车时代我们已经证明对于车身,国内可以造的很漂亮;电子系统在国内智能汽车浪潮下也培育了强大的应用体系,唯独汽车底盘技术这可能是百年欧美汽车最后的倔强了。

此次比亚迪发布了其“云辇”技术概念,从阵势上看,是拉下了百年欧美汽车最后的倔强,那么此次比亚迪发布的“云辇”技术概念到底是什么?汽车底盘有哪些系统?汽车底盘技术有哪些奥秘?比亚迪“云辇”技术到底怎么样?

所以本文将介绍:

宽泛介绍汽车底盘系统。

详解比亚迪“云辇”技术概念。

比亚迪“云辇”技术到底怎么样?

希望给大家一些宽泛的知识,帮助了解汽车底盘,了解比亚迪“云辇”技术概念,希望能够解开大家对于底盘,对于比亚迪“云辇”技术的谜团。如果能启发独立的认知那就太好了,欢迎留言交流。

汽车底盘系统宽泛介绍

汽车移动出行属性主要是靠底盘来承载,它能让顾客感知驾驶乘坐舒适还是运动刺激,是让你舒心还是不安。一般汽车底盘硬件分为:

  • 转向系统,顾名思义就是让汽车转向的系统零部件,方向盘输入转角,转角传感器等传感器感知,让转向助力系统助力转向,帮助汽车按照驾驶员输入实施丝滑转向,以及媒体老师说的“指哪打哪”等转向动作,这里面也是非常复杂的科学,记得巴斯大学一个老师转向就写本600多页的书,本文就不展开讲。
  • 制动系统,从制动踏板输入,各类传感器感知,帮助汽车安全稳健的减速度等零部件。当前热门的one 或者two ibooster,EPB,ABS,EPS都在这个范畴内,也是影响安全非常复杂的系统,本文也不深讲。
  • 悬架系统,悬架系统就是将汽车与路面隔离的弹性元件系统,以及结构件例如弹簧spring,减振器damper,衬套bushing,稳定杆anti-roll bar等,但是传统弹性元件的发展无法满足汽车多元发展以及高性能的需求,所以后来汽车发展以豪车为牵头开始采用主动或者半主动弹性元件,就产生了传感器帮助识别车辆行驶状态,处理器处理输出不同的弹性特性给弹性元件系统执行从而实现舒适抑或运动的等悬架特性。
  • 行驶系统,主要是轮胎轮毂,半轴,差速器等旋转零件来实行行驶功能。

总的来讲,汽车底盘的主要结构由以上部分组成,而底盘零部件的发展也从纯机械发展到液力再到电动的驱动模式,同理电动化为汽车底盘电子化和智能化提供了基础。而比亚迪此次推出的“云辇”技术概念也就是上文讲到的悬架系统以及其电子化智能化。

比亚迪“云辇”技术概念

比亚迪将其“云辇”技术概念总结为四个系统应用合集,其实这种产品技术合集比较好,让消费者获得一个高深又貌似直观易懂的概念和苹果手机理想汽车定义其产品配置类似。这四个合集分别为:

云辇-C 为连续可变阻尼减振器为主的悬架控制系统,C是Continous (连续的)的首字母,所以它用C字母来表示。总结他的亮点就是连续可变阻尼减振器,其实这并不是什么新鲜技术,豪车应用超过30多年历史,当前相对高档汽车应用非常普遍。减振器主要是由里面的阀系来控制液体流速度,从而实现减振器阻尼,传统减振器基本上调教工程师多种工况驾驶评价,然后通过不同阀系的选型最终确定了减振器阻尼特性。

而连续可变阻尼减振器由加速度传感器、高度传感器、ECU和电控减振器等构成,传感器采集路面信息,对电控减振器进行主动调节,实现阻尼的自适应变化,具体可以点击《悬架系统简介101以及自动化,电气化未来发展》有介绍,当前减振器实现可变阻尼主要是两种方式:

  • 通过变化的电流改变流经固定的阀系的磁流体黏度来实现可变的液体流速,从而实现可变阻尼。
  • 通过可变的阀系孔径来实现可变的液体流速,从而实现可变阻尼。

一般来讲磁流体的电磁产生特性,其响应慢于可变阀门的响应速度,原理上可变阀门更优,我迪牛逼了表示采用可变阀门减振器,同时还支持支持磁流变减振器技术。

比亚迪的云辇-C的硬件已在比亚迪汉、唐以及腾势D9的三款车型部分配置上搭载,根据比亚迪的宣称批量装车的已经超过4万台。

云辇-A就是可变阻尼减振器+可调高度和刚度的空气悬架控制系统,亮点是在C的基础上增加了空气弹簧,所以Air (空气)采用首字母A。可以改变悬架高度、弹簧刚度配合减振器可变阻尼和座椅侧翼的主动调节功能,让整车具备极致的舒适性、支撑性和通过性。这项技术路虎一直采用已经超20年,目前也是豪华SUV的标配,空气弹簧国内的孔辉和宝隆都已经上车。

云辇-A将首搭腾势的N7。

云辇-P其实是智能液压气动悬架系统,Pneumatic (气体)首字母P,其实他的源头是hydropneumatic液压气动悬架,而且最早用的是咋们最不能理解的法国车上,最早1952年出现在雪铁龙上面,目前,奔驰GLS,S以及雷克萨斯LX有采用,其实通过BYD现场发布图片来看云辇-P与丰田的技术最类似。

液压气动悬架利用了可以压缩气体但不能压缩流体原理,因此,气体充当弹性介质,而液压流体则完成所有巧妙的事情,例如提供阻尼和调平。所以可以看到BYD宣传的自动调平、可变行驶高度、辅助顶升和零侧倾的三轮行驶等等功能。

但液压气动系统,由于系统复杂,所以可靠性是难题,车辆布置也是难题,NVH不友好,所以做好舒适性也难。所以在电子系统越来越好的前提下,欧美日对其应用也是相对较小和小众的发烧技术。

云辇-P将首搭仰望U8

云辇-X,宣称是云辇技术序列的旗舰产品,他除了融合前面三种悬架的技术,还利用双目摄像头激光雷达来识别前方路面起伏,预判式主动调整悬架系统状态。基于阻尼控制技术、高度控制技术、智能感知技术、刚度控制技术、四轮联动技术以及全主动控制技术,可实现零侧倾、零俯仰等高阶的功能。这项技术其实在豪华品牌也在做很多应用,例如奔驰S利用双目摄像头预判路面情况,路虎揽胜利用地图信息预判道路情况,等等来实现对主动式底盘的高阶控制。

比亚迪“云辇”技术怎么样?

那么比亚迪的“云辇”技术到底怎么样呢?在发布会上,BYD发布了一连续的数据,例如:

云辇-C以高频小阻尼提升车辆的平顺性, 60 公里每小时的连续震动路面下,隔震率高达 96%。百公里每小时紧急制动时,车身俯仰角速度减小约 36. 7%,百公里每小时的双移线工况下,车倾角速度的减小约 39. 7%,有效提升操控的稳定性,让驾驶的信心倍增。

云辇-A的空簧和电控减振器双加持,做到 1 + 1 大于 2 的效果,从容应对多种路况,稳如泰山如履平地。在 30 公里每小时的减速带的工况下,地板垂向加速度降低51%,高效律震彰显得极致的舒适。同时,云辇-A的智能阻尼及刚度的动态调节功能,可有效抑制车辆的高速过弯的侧倾,智能维持车身姿态的稳定,高速过弯时车身的侧倾角速度减小46%,让用户操控自如,驾驭随心。

云辇-A可配备多腔的空簧,多级刚度的可调,刚度随时提升 50% 以上,降低侧翻的风险,在急加减速时车辆的俯仰抑制能力提升了25%,大幅提升了驾乘的舒适感,为用户带来更加安全自如的操控体验。

云辇-P可举升5吨,关键零部件承压高达53Mpa,具备从零下 40 度到 85 度的宽温域自适应的能力。IP68 的高防水防尘的等级和超 30 万次车辆的举升,带来了非凡的稳定性和耐用性。

但其实以上众多数据,对于悬架的好坏判定来说帮助不大,首先是比较的基础不明确,如果基础很差那么提升也不明显;另外悬架的好坏对消费者来讲主要体现以下两个方面:

  • 是否能够满足功能性能需求,也就是让乘客感觉到所需的舒适或者运动。
  • 是否满足质量和耐久需求,也就是是否稳健可靠性。

对于稳健可靠,可能相对容易量化,从虚拟仿真以及测试可以获取信息。但悬架的消费者感知,例如运动还是舒适是很难简单通过几个数据能表明,这也是悬架当前开发的难点。

满足功能性能需求,首先需明白悬架解决的问题是汽车运动学的问题,回归到客户感知就是车辆在面对不同路况和驾驶情况时候的跳动,晃动,响应快慢等,落到运动学就是6个自由度模型和描述他们的加速度,频率,振幅等数学。汽车悬架对于整车由于自由度多,所以他呈现的客户感知没有一个标准答案,有得更多是调和之后的特性和个性。如下图6个自由度中相对简单的垂向运动特性。

所以比亚迪悬架的好坏,绝非通过以上数据能够表明好坏,同时由于悬架的可调参数多,是人类触觉等多种感知的综合体,所以要让冰冷的钢铁和橡胶产生有温度的人类感知,还需要异常多的人类感知数据闭环反馈形成,而我熟悉的汽车行业一般是由有过大量不同车型和大量不同路况驾驶经验的老师傅来通过一些客观和主观的数据来圈定和调教。而目前虽然各类传感器已经形成大量的大数据可以用来帮助汽车底盘的调教,但是人在此类环境的感知数据并没有闭环,这是目前汽车底盘开发产品定义的难点,也是未来大数据AI帮助汽车底盘开发调教潜力点。

写在结尾

比亚迪此次发布的“云辇”技术概念标志着中国汽车制造对百年外资主导的汽车技术全面发起进攻,当然其实这几年一直喊的国产替代也是很多汽车底盘技术国产供应链的崛起信号,比亚迪的“云辇”技术概念发布是一个标志性事件。

最后其实机械和电子是类似的,创新应用之后的底层卷的都是材料,制造工艺和精度,所以国产技术从有到优最后都需要回归到做好最底层的制造,打造工匠精神。

参考文章以及图片

Semi-active suspension systems from 2021, Vol. 40(2) 1005–1023 research to mass-market – A review -AMA Soliman1 and MMS Kaldas

Performance Improvement of Automotive Suspension Systems using Inerters and an Adaptive Controller - Ankur Agrawal

toyota active height control overview and bleeding

超越奔驰魔毯底盘 比亚迪云辇技术解读 - 汽车之家 常庆林

比亚迪

比亚迪

比亚迪是一家致力于“用技术创新,满足人们对美好生活的向往”的高新技术企业。比亚迪成立于1995年2月,经过20多年的高速发展,已在全球设立30多个工业园,实现全球六大洲的战略布局。比亚迪业务布局涵盖电子、汽车、新能源和轨道交通等领域,并在这些领域发挥着举足轻重的作用,从能源的获取、存储,再到应用,全方位构建零排放的新能源整体解决方案, 比亚迪是香港和深圳上市公司,营业额和总市值均超过千亿元。

比亚迪是一家致力于“用技术创新,满足人们对美好生活的向往”的高新技术企业。比亚迪成立于1995年2月,经过20多年的高速发展,已在全球设立30多个工业园,实现全球六大洲的战略布局。比亚迪业务布局涵盖电子、汽车、新能源和轨道交通等领域,并在这些领域发挥着举足轻重的作用,从能源的获取、存储,再到应用,全方位构建零排放的新能源整体解决方案, 比亚迪是香港和深圳上市公司,营业额和总市值均超过千亿元。收起

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