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耐世特王志峰:干式制动和线控转向是底盘未来发展趋势

时间: 2024-12-21 18:40:16 |   作者: 同步带轮、V带轮

  “目前为止,业内实现了驱动和悬架的智控,接下来是干式制动和线控转向,这是整个行业所期望实现的。”耐世特亚太区线控转向产品总监王志峰说。

  王志峰是在11月8日在昆山开幕的2024第九届新汽车技术合作生态交流会(NAT-CES2024)下午的底盘系统专场上做出此番表述。

  2024第九届新汽车技术合作生态交流会主题是“平衡与突破”,这是在中国新汽车产业发展努力突破内卷环境下举行的汽车行业重要会议。

  此次交流会,上百位中国主流车企研发、采购领导人,数百家主流新汽车供应链企业家,齐聚一堂,主零面对面,行业交流、技术探讨、企业赋能、产业对接,持续构建新汽车技术合作生态圈。

  王志峰是作为主流新汽车供应链企业代表,针对当下汽车底盘系统的发展与趋势发表了上述主题演讲。

  他率先阐述了线控转向技术的演进历程,并深入剖析了该技术为用户所带来的多重价值。据他所述,线控转向系统虽已有二十年历史,但直至特斯拉今年的量产车型,才真正标志着该技术在整车层面的成功应用。这一进程背后的驱动力,包括ADAS(高级驾驶辅助系统)、智能底盘以及软件定义汽车等“新四化”趋势的兴起。线控转向通过消除中间轴的机械连接,不仅为无人驾驶和智能底盘提供了有力支撑,还由主机厂或客户的真实需求引领市场前行。对用户而言,该系统能带来前所未有的体验升级,比如减少主机厂成本、实现方向盘静默化、优化驾驶舱空间,并为未来成本降低奠定基础。

  接着,他对线控技术的发展前途进行了展望与预测。他指出,当前线控转向系统在行业内呈现出多样化的趋势,尚未形成统一标准,这主要源于主机厂对手感力矩的不同期望以及功能安全要求的差异。上转方案涵盖了单涡轮蜗杆、皮带轮式、双涡轮、行星齿轮(Planetary Gear)、上直驱、下直驱及直驱+直流变等多种技术路线,其中,力矩大小和性能需求是决定采用何种方案的关键因素。

  下转方案则最重要的包含基于PEPS(无钥匙进入及启动系统)的单执行器、PEPS、单REPS类型(配备双路失效保护的方法)以及特斯拉采用的双执行器+单失效冗余策略。这些方案的选择主要受功能安全要求、冗余设计以及防水能力等因素的影响。

  整个线控转向底盘行业的发展的新趋势正朝着“智慧大脑+敏捷小脑”以及VMC(车辆运动控制)控制底盘执行器的方向迈进。目前,业内已实现驱动和悬架系统的智能化控制,未来则期待在干式制动和线控转向方面取得突破。线控底盘的实现需依靠VMC的协调控制,并可能进一步整合四大系统,最终在每个轮胎上形成集成线控转向、刹车、悬架和电驱的角模块。

  在上转向领域,未来的技术路径将根据性能需求和力矩大小划分为四个维度,分别倾向于皮带轮驱动、直驱、涡轮杆等不同形式,同时也在探索有刷与无刷电机、降低冗余程度等创新可能性。

  在下转向方面,行业正经历从单独执行器、分离式转向器向主销转向的转变。单执行器因成本效益而占据一定市场占有率,但防水和道路安全问题亟待解决;分离式执行器虽成本比较高,却能实现如外8字、内8字等特殊功能,因此仍有市场。主销转角被认为是未来无人驾驶的主要解决方案,但多种方案将在一段时间内并存。

  王志峰在演讲前,还与许多中国主流车企研发、采购领导人,以及主流新汽车供应链企业家见面,并参观了同期举行的产品与技术展示。

  主题演讲之后,当天下午的交流会举行了底盘系统专场的圆桌讨论。围绕“跨域融合底盘技术现状与实现”,众多行业嘉宾进行了深入、专业的讨论。

  为期两天的2024第九届新汽车技术合作生态交流会由世界新汽车技术合作生态协会主办,轩辕之学新供应链学院、中国汽车产业出海协作会为协办单位。

  NAT-CES 2024的前身是中国汽车供应链峰会,经过长达9年的发展演变,慢慢的变成了中国新能源智能网联汽车产业年度交流盛会,标志着中国新汽车技术合作生态交流平台升级启航。

  此次交流会是专业会议、技术展示和铃轩盛典三位一体的中国汽车产业主零交流重要活动,包括2大行业专场、8大技术专场,1场产品与技术展示、1场主零交流之夜和1场铃轩奖盛典。供应链优秀企业代表和主机厂相关负责人围绕动力系统、底盘系统、智能驾驶、智能座舱、热管理系统、车用芯片、轻量化与新材料,以及主被动安全等8个方面举行专场会议,就行业技术趋势发表主题演讲并进行圆桌讨论。

  我是来自耐世特线控转向产品部的王志峰。接下来我用20分钟的时间分享一下耐世特对于线控转向方案和未来技术趋势的探讨和介绍。

  我也想借这个机会向大家介绍一下耐世特,同时也介绍一下线控转向系统对于用户的价值,和技术趋势会像哪个方向发展。

  耐世特目前是一家拥有百年历史的公司,我们为众多主要汽车制造商提供服务,包括国内新兴的汽车制造企业等,经营事物的规模广泛。公司现在存在员工大约1.2万名,核心业务聚焦于转向系统和驱动系统的制造。回溯至2010年左右,中国公司太平洋世纪收购了德尔福转向业务,而该收购的背后是中航汽车的支持,因此,耐世特实质上是一家中资企业。2013年,我们在香港成功上市。如今,耐世特已在苏州设立了亚太技术中心。在2013年,我们的电动助力转向系统(EPS)产量已突破1亿套大关。

  我们的产品有EPS和驱动系统,还保留了一部分商用车的液压转向系统在美国。EPS这部分最重要的包含是CEPS、PEPS、IEPS和现在主要推的线控转向系统。目前,线控转向系统在中国有四个客户正在量产之中。

  线控转向系统差不多有二十年的历史,这一名词一直出现,但是从特斯拉今年量产才开始实现在整车上的装配。最主要的一个驱动是说,我们现在的“新四化”:ADAS驱动,智能底盘驱动或者软件定义汽车驱动,来驱动线控转向系统。核心是把上下的一根中间轴机械连接、机械备份取消了,来实现支持无人驾驶ADAS和智能底盘。所以这是一个被主机厂或者是用户驱动的一个市场,以前是技术驱动,说我们想做线控转向,现在落地是因为主机厂向无人驾驶(转变)。

  ADAS是希望上下车不希望有中间轴联结在一起,或者是ADAS指挥双轮转向的时候,我希望双向转动不动的。或者是软件定义汽车,希望是软硬分离。硬件希望做到标准化,软件做升级。线控转向实现了上下分离,对于硬件标准化是最大的提升。所以,这是一个“新四化”驱动的(背景)。

  以前是中间有一个中间轴,现在是两根冗余线来实现。它能够创造额外的使用者真实的体验价值,对于主机厂的差异化以及成本,理论上也能减少。

  这是线控转向的典型场景,普通的如果是无人驾驶指挥车辆在运行过程中,那方向盘跟转,这对司机是干扰。线控转向是实现静默方向盘。ADAS指挥车辆的时候,上转不动或者是紧急制动上转不动,这是紧急驱动点。同时,实现了紧急避让和共享无人驾驶的汽车转向,还有额外的转向不足,整车指挥转向不足或者是改善路面的制动距离等。这是实实在在的ADAS驱动和性能,还有特斯拉宣称的U形方向盘半圈可以打到底,所以这对可变传动比的使用者真实的体验也是带来了极大的价值,这是对用户、主机厂创造价值的基本点。

  第二个是线控转向系统下面中间是没了,所以使驾驶舱空间变大。所以对于驾驶舱的升级会有更大的空间或者是可收纳管柱,让驾驶员的体验更好。或者是有一些碰撞,让整车底盘具有更大的设计度。这是主机厂在驾驶舱和底盘会有更差异化的优势。

  第三个是未来线控转向系统减少相关成本,因为最减少相关成本的是底盘标准化或者是驾驶舱的标准化。相对于不同车辆的左舵右舵,或者是轿车或SUV之间来实现,这样降低开发周期。同时,针对软件定义汽车,软件升级硬件不变,这都能轻松实现成本的降低。

  这是整个业内线控转向系统的类型,这是各家网页上发布出来的方案。基本上像刚才的别的产品一样,大家都未达成一致。有单涡轮蜗杆的,皮带轮式的,双涡轮的,还有Planetary Gear,还有上直驱、下直驱,也有加直流变的(直驱+直流变),这是业内各家主机厂和转向公司所做的产品,基本上无统一。原因是由于手感的期望,希望力矩越小越好,那各个方案达成的力矩水平基本上有大有小,这是主机厂的主要期望。力矩越小,手感期望越好。这是各家不一样方案的原因。同时,力矩范围也不一样,基本上25—35nm,但是有些客户,像特斯拉只需要17nm。功能安全是需要单冗余还是双冗余,各家主机厂定义也不同。绝大多数都是由于主机厂或整个行业未达成一致的意见,所以方案就会很不一样。

  这是上转,那下转目前为止基本上这4个类型:以前基于PEPS单执行器的,还有是PEPS,还有单REPS类型,但是是可以双路失效的措施,还有特斯拉用的双执行器和单失效冗余的措施。整个业内下转4种措施,不同选择最主要的原因是功能安全,下转的冗余和防水造成了业内方案不一样。同时谈独立式的转轮系统,四轮转向系统。

  整个线控转向底盘的行业趋势是怎样的方案?这是国内主机厂对于底盘行业趋势的介绍,从控制座舱和智驾的智慧大脑和控制底盘4个部件的VMC或者是智能底盘的控制器。转向属于四大执行器的一部分(制动、转向、悬架、动力)这是一个规划,智慧大脑+敏捷小脑,VMC控制底盘执行器。

  目前为止,业内实现了驱动和悬架的智控,接下来是干式制动和线控转向,这是整个行业所期望实现的。

  其中,如果做到线控底盘,我们现在做的就是整个VMC协调控制,然后实现线控底盘。接下来的一部分有很大的可能性是融合,整个4个系统是不是能够做到更加融合。最后一部分是做到角模块。每个轮胎上是集线控转向、刹车、悬架和电驱的角模块。

  基于这样一个构想,我们大家都认为未来线控转向系统的技术路径,上转会分为这样一个维度。基于性能要求和力的大小分4个维度:高性能、高扭矩会趋向皮带轮驱动的形式。这样的话,驱动更大力更大,且手上的手力反馈更吸引你。如果是力矩可以缩减到12—17,同时性能要求好,就是业内所做的直驱这块。如果性能水平比现有EPS提升一点,有提升普通性能水平同时又要求高出来的,涡轮杆是最好的选择。我们大家都希望线控转向和普通的EPS同样的价格,有很大的可能性还有别的措施。比如说上转向是不是能够做有刷,冗余程度是不是能够降低,这都是在做的。在上转向,我们大家都认为会按照客户的要求区分出各种各样的形式,一套系统现在绝大多数都是覆盖不了。

  下转向整个行业趋势是从单独执行器、分离式转型器,向主销转向来过渡,这一趋势不变。整个成本来说,还是单执行器是最便宜的,目前单执行器为何会有这么多的方案,主要防水。所以这几个方案,整个业内怎样把防水和公路安全,就是不容易出现双路冗余来做到这个冗余。也就是这里是分腔的,有额外的隔离和防磁这块的措施,把这块做下来,这4种形式会慢慢地过渡到一种公路安全级别更高的单执行器,这也是最经济合理的一个措施。这些分离式是为实现其他的功能,比如说外8字、内8字,还是有一定的市场。主销是转角的未来无人驾驶最大的方案,这几种方案都会存在,这是整个下转的趋势。

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