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從比亞迪“云輦”看汽車技術(shù)最后的堡壘-底盤懸架

2023/04/14
2047
閱讀需 14 分鐘
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最近比亞迪發(fā)布了其“云輦”技術(shù)概念,這項(xiàng)技術(shù)屬于汽車底盤技術(shù)中的懸架系統(tǒng)技術(shù)。汽車主要結(jié)構(gòu)是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng),車身鈑金,內(nèi)外飾系統(tǒng),底盤系統(tǒng),電子系統(tǒng)五大部分。在電動(dòng)汽車時(shí)代,燃油車的精密發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)被電機(jī)電池取代,大大降低汽車制造的門檻;山寨汽車時(shí)代我們已經(jīng)證明對(duì)于車身,國內(nèi)可以造的很漂亮;電子系統(tǒng)在國內(nèi)智能汽車浪潮下也培育了強(qiáng)大的應(yīng)用體系,唯獨(dú)汽車底盤技術(shù)這可能是百年歐美汽車最后的倔強(qiáng)了。

此次比亞迪發(fā)布了其“云輦”技術(shù)概念,從陣勢上看,是拉下了百年歐美汽車最后的倔強(qiáng),那么此次比亞迪發(fā)布的“云輦”技術(shù)概念到底是什么?汽車底盤有哪些系統(tǒng)?汽車底盤技術(shù)有哪些奧秘?比亞迪“云輦”技術(shù)到底怎么樣?

所以本文將介紹:

寬泛介紹汽車底盤系統(tǒng)。

詳解比亞迪“云輦”技術(shù)概念。

比亞迪“云輦”技術(shù)到底怎么樣?

希望給大家一些寬泛的知識(shí),幫助了解汽車底盤,了解比亞迪“云輦”技術(shù)概念,希望能夠解開大家對(duì)于底盤,對(duì)于比亞迪“云輦”技術(shù)的謎團(tuán)。如果能啟發(fā)獨(dú)立的認(rèn)知那就太好了,歡迎留言交流。

汽車底盤系統(tǒng)寬泛介紹

汽車移動(dòng)出行屬性主要是靠底盤來承載,它能讓顧客感知駕駛乘坐舒適還是運(yùn)動(dòng)刺激,是讓你舒心還是不安。一般汽車底盤硬件分為:

  • 轉(zhuǎn)向系統(tǒng),顧名思義就是讓汽車轉(zhuǎn)向的系統(tǒng)零部件,方向盤輸入轉(zhuǎn)角,轉(zhuǎn)角傳感器等傳感器感知,讓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)助力轉(zhuǎn)向,幫助汽車按照駕駛員輸入實(shí)施絲滑轉(zhuǎn)向,以及媒體老師說的“指哪打哪”等轉(zhuǎn)向動(dòng)作,這里面也是非常復(fù)雜的科學(xué),記得巴斯大學(xué)一個(gè)老師轉(zhuǎn)向就寫本600多頁的書,本文就不展開講。
  • 制動(dòng)系統(tǒng),從制動(dòng)踏板輸入,各類傳感器感知,幫助汽車安全穩(wěn)健的減速度等零部件。當(dāng)前熱門的one 或者two ibooster,EPB,ABS,EPS都在這個(gè)范疇內(nèi),也是影響安全非常復(fù)雜的系統(tǒng),本文也不深講。
  • 懸架系統(tǒng),懸架系統(tǒng)就是將汽車與路面隔離的彈性元件系統(tǒng),以及結(jié)構(gòu)件例如彈簧spring,減振器damper,襯套bushing,穩(wěn)定桿anti-roll bar等,但是傳統(tǒng)彈性元件的發(fā)展無法滿足汽車多元發(fā)展以及高性能的需求,所以后來汽車發(fā)展以豪車為牽頭開始采用主動(dòng)或者半主動(dòng)彈性元件,就產(chǎn)生了傳感器幫助識(shí)別車輛行駛狀態(tài),處理器處理輸出不同的彈性特性給彈性元件系統(tǒng)執(zhí)行從而實(shí)現(xiàn)舒適抑或運(yùn)動(dòng)的等懸架特性。
  • 行駛系統(tǒng),主要是輪胎輪轂,半軸,差速器等旋轉(zhuǎn)零件來實(shí)行行駛功能。

總的來講,汽車底盤的主要結(jié)構(gòu)由以上部分組成,而底盤零部件的發(fā)展也從純機(jī)械發(fā)展到液力再到電動(dòng)的驅(qū)動(dòng)模式,同理電動(dòng)化為汽車底盤電子化和智能化提供了基礎(chǔ)。而比亞迪此次推出的“云輦”技術(shù)概念也就是上文講到的懸架系統(tǒng)以及其電子化智能化。

比亞迪“云輦”技術(shù)概念

比亞迪將其“云輦”技術(shù)概念總結(jié)為四個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用合集,其實(shí)這種產(chǎn)品技術(shù)合集比較好,讓消費(fèi)者獲得一個(gè)高深又貌似直觀易懂的概念和蘋果手機(jī)理想汽車定義其產(chǎn)品配置類似。這四個(gè)合集分別為:

云輦-C 為連續(xù)可變阻尼減振器為主的懸架控制系統(tǒng),C是Continous (連續(xù)的)的首字母,所以它用C字母來表示??偨Y(jié)他的亮點(diǎn)就是連續(xù)可變阻尼減振器,其實(shí)這并不是什么新鮮技術(shù),豪車應(yīng)用超過30多年歷史,當(dāng)前相對(duì)高檔汽車應(yīng)用非常普遍。減振器主要是由里面的閥系來控制液體流速度,從而實(shí)現(xiàn)減振器阻尼,傳統(tǒng)減振器基本上調(diào)教工程師多種工況駕駛評(píng)價(jià),然后通過不同閥系的選型最終確定了減振器阻尼特性。

而連續(xù)可變阻尼減振器由加速度傳感器、高度傳感器ECU和電控減振器等構(gòu)成,傳感器采集路面信息,對(duì)電控減振器進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)阻尼的自適應(yīng)變化,具體可以點(diǎn)擊《懸架系統(tǒng)簡介101以及自動(dòng)化,電氣化未來發(fā)展》有介紹,當(dāng)前減振器實(shí)現(xiàn)可變阻尼主要是兩種方式:

  • 通過變化的電流改變流經(jīng)固定的閥系的磁流體黏度來實(shí)現(xiàn)可變的液體流速,從而實(shí)現(xiàn)可變阻尼。
  • 通過可變的閥系孔徑來實(shí)現(xiàn)可變的液體流速,從而實(shí)現(xiàn)可變阻尼。

一般來講磁流體的電磁產(chǎn)生特性,其響應(yīng)慢于可變閥門的響應(yīng)速度,原理上可變閥門更優(yōu),我迪牛逼了表示采用可變閥門減振器,同時(shí)還支持支持磁流變減振器技術(shù)。

比亞迪的云輦-C的硬件已在比亞迪漢、唐以及騰勢D9的三款車型部分配置上搭載,根據(jù)比亞迪的宣稱批量裝車的已經(jīng)超過4萬臺(tái)。

云輦-A就是可變阻尼減振器+可調(diào)高度和剛度的空氣懸架控制系統(tǒng),亮點(diǎn)是在C的基礎(chǔ)上增加了空氣彈簧,所以Air (空氣)采用首字母A。可以改變懸架高度、彈簧剛度配合減振器可變阻尼和座椅側(cè)翼的主動(dòng)調(diào)節(jié)功能,讓整車具備極致的舒適性、支撐性和通過性。這項(xiàng)技術(shù)路虎一直采用已經(jīng)超20年,目前也是豪華SUV的標(biāo)配,空氣彈簧國內(nèi)的孔輝和寶隆都已經(jīng)上車。

云輦-A將首搭騰勢的N7。

云輦-P其實(shí)是智能液壓氣動(dòng)懸架系統(tǒng),Pneumatic (氣體)首字母P,其實(shí)他的源頭是hydropneumatic液壓氣動(dòng)懸架,而且最早用的是咋們最不能理解的法國車上,最早1952年出現(xiàn)在雪鐵龍上面,目前,奔馳GLS,S以及雷克薩斯LX有采用,其實(shí)通過BYD現(xiàn)場發(fā)布圖片來看云輦-P與豐田的技術(shù)最類似。

液壓氣動(dòng)懸架利用了可以壓縮氣體但不能壓縮流體原理,因此,氣體充當(dāng)彈性介質(zhì),而液壓流體則完成所有巧妙的事情,例如提供阻尼和調(diào)平。所以可以看到BYD宣傳的自動(dòng)調(diào)平、可變行駛高度、輔助頂升和零側(cè)傾的三輪行駛等等功能。

但液壓氣動(dòng)系統(tǒng),由于系統(tǒng)復(fù)雜,所以可靠性是難題,車輛布置也是難題,NVH不友好,所以做好舒適性也難。所以在電子系統(tǒng)越來越好的前提下,歐美日對(duì)其應(yīng)用也是相對(duì)較小和小眾的發(fā)燒技術(shù)。

云輦-P將首搭仰望U8

云輦-X,宣稱是云輦技術(shù)序列的旗艦產(chǎn)品,他除了融合前面三種懸架的技術(shù),還利用雙目攝像頭激光雷達(dá)來識(shí)別前方路面起伏,預(yù)判式主動(dòng)調(diào)整懸架系統(tǒng)狀態(tài)?;谧枘峥刂萍夹g(shù)、高度控制技術(shù)、智能感知技術(shù)、剛度控制技術(shù)、四輪聯(lián)動(dòng)技術(shù)以及全主動(dòng)控制技術(shù),可實(shí)現(xiàn)零側(cè)傾、零俯仰等高階的功能。這項(xiàng)技術(shù)其實(shí)在豪華品牌也在做很多應(yīng)用,例如奔馳S利用雙目攝像頭預(yù)判路面情況,路虎攬勝利用地圖信息預(yù)判道路情況,等等來實(shí)現(xiàn)對(duì)主動(dòng)式底盤的高階控制。

比亞迪“云輦”技術(shù)怎么樣?

那么比亞迪的“云輦”技術(shù)到底怎么樣呢?在發(fā)布會(huì)上,BYD發(fā)布了一連續(xù)的數(shù)據(jù),例如:

云輦-C以高頻小阻尼提升車輛的平順性, 60 公里每小時(shí)的連續(xù)震動(dòng)路面下,隔震率高達(dá) 96%。百公里每小時(shí)緊急制動(dòng)時(shí),車身俯仰角速度減小約 36. 7%,百公里每小時(shí)的雙移線工況下,車傾角速度的減小約 39. 7%,有效提升操控的穩(wěn)定性,讓駕駛的信心倍增。

云輦-A的空簧和電控減振器雙加持,做到 1 + 1 大于 2 的效果,從容應(yīng)對(duì)多種路況,穩(wěn)如泰山如履平地。在 30 公里每小時(shí)的減速帶的工況下,地板垂向加速度降低51%,高效律震彰顯得極致的舒適。同時(shí),云輦-A的智能阻尼及剛度的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能,可有效抑制車輛的高速過彎的側(cè)傾,智能維持車身姿態(tài)的穩(wěn)定,高速過彎時(shí)車身的側(cè)傾角速度減小46%,讓用戶操控自如,駕馭隨心。

云輦-A可配備多腔的空簧,多級(jí)剛度的可調(diào),剛度隨時(shí)提升 50% 以上,降低側(cè)翻的風(fēng)險(xiǎn),在急加減速時(shí)車輛的俯仰抑制能力提升了25%,大幅提升了駕乘的舒適感,為用戶帶來更加安全自如的操控體驗(yàn)。

云輦-P可舉升5噸,關(guān)鍵零部件承壓高達(dá)53Mpa,具備從零下 40 度到 85 度的寬溫域自適應(yīng)的能力。IP68 的高防水防塵的等級(jí)和超 30 萬次車輛的舉升,帶來了非凡的穩(wěn)定性和耐用性。

但其實(shí)以上眾多數(shù)據(jù),對(duì)于懸架的好壞判定來說幫助不大,首先是比較的基礎(chǔ)不明確,如果基礎(chǔ)很差那么提升也不明顯;另外懸架的好壞對(duì)消費(fèi)者來講主要體現(xiàn)以下兩個(gè)方面:

  • 是否能夠滿足功能性能需求,也就是讓乘客感覺到所需的舒適或者運(yùn)動(dòng)。
  • 是否滿足質(zhì)量和耐久需求,也就是是否穩(wěn)健可靠性。

對(duì)于穩(wěn)健可靠,可能相對(duì)容易量化,從虛擬仿真以及測試可以獲取信息。但懸架的消費(fèi)者感知,例如運(yùn)動(dòng)還是舒適是很難簡單通過幾個(gè)數(shù)據(jù)能表明,這也是懸架當(dāng)前開發(fā)的難點(diǎn)。

滿足功能性能需求,首先需明白懸架解決的問題是汽車運(yùn)動(dòng)學(xué)的問題,回歸到客戶感知就是車輛在面對(duì)不同路況和駕駛情況時(shí)候的跳動(dòng),晃動(dòng),響應(yīng)快慢等,落到運(yùn)動(dòng)學(xué)就是6個(gè)自由度模型和描述他們的加速度,頻率,振幅等數(shù)學(xué)。汽車懸架對(duì)于整車由于自由度多,所以他呈現(xiàn)的客戶感知沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)答案,有得更多是調(diào)和之后的特性和個(gè)性。如下圖6個(gè)自由度中相對(duì)簡單的垂向運(yùn)動(dòng)特性。

所以比亞迪懸架的好壞,絕非通過以上數(shù)據(jù)能夠表明好壞,同時(shí)由于懸架的可調(diào)參數(shù)多,是人類觸覺等多種感知的綜合體,所以要讓冰冷的鋼鐵和橡膠產(chǎn)生有溫度的人類感知,還需要異常多的人類感知數(shù)據(jù)閉環(huán)反饋形成,而我熟悉的汽車行業(yè)一般是由有過大量不同車型和大量不同路況駕駛經(jīng)驗(yàn)的老師傅來通過一些客觀和主觀的數(shù)據(jù)來圈定和調(diào)教。而目前雖然各類傳感器已經(jīng)形成大量的大數(shù)據(jù)可以用來幫助汽車底盤的調(diào)教,但是人在此類環(huán)境的感知數(shù)據(jù)并沒有閉環(huán),這是目前汽車底盤開發(fā)產(chǎn)品定義的難點(diǎn),也是未來大數(shù)據(jù)AI幫助汽車底盤開發(fā)調(diào)教潛力點(diǎn)。

寫在結(jié)尾

比亞迪此次發(fā)布的“云輦”技術(shù)概念標(biāo)志著中國汽車制造對(duì)百年外資主導(dǎo)的汽車技術(shù)全面發(fā)起進(jìn)攻,當(dāng)然其實(shí)這幾年一直喊的國產(chǎn)替代也是很多汽車底盤技術(shù)國產(chǎn)供應(yīng)鏈的崛起信號(hào),比亞迪的“云輦”技術(shù)概念發(fā)布是一個(gè)標(biāo)志性事件。

最后其實(shí)機(jī)械和電子是類似的,創(chuàng)新應(yīng)用之后的底層卷的都是材料,制造工藝和精度,所以國產(chǎn)技術(shù)從有到優(yōu)最后都需要回歸到做好最底層的制造,打造工匠精神。

參考文章以及圖片

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

超越奔馳魔毯底盤 比亞迪云輦技術(shù)解讀 - 汽車之家 常慶林

比亞迪

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比亞迪是一家致力于“用技術(shù)創(chuàng)新,滿足人們對(duì)美好生活的向往”的高新技術(shù)企業(yè)。比亞迪成立于1995年2月,經(jīng)過20多年的高速發(fā)展,已在全球設(shè)立30多個(gè)工業(yè)園,實(shí)現(xiàn)全球六大洲的戰(zhàn)略布局。比亞迪業(yè)務(wù)布局涵蓋電子、汽車、新能源和軌道交通等領(lǐng)域,并在這些領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用,從能源的獲取、存儲(chǔ),再到應(yīng)用,全方位構(gòu)建零排放的新能源整體解決方案, 比亞迪是香港和深圳上市公司,營業(yè)額和總市值均超過千億元。

比亞迪是一家致力于“用技術(shù)創(chuàng)新,滿足人們對(duì)美好生活的向往”的高新技術(shù)企業(yè)。比亞迪成立于1995年2月,經(jīng)過20多年的高速發(fā)展,已在全球設(shè)立30多個(gè)工業(yè)園,實(shí)現(xiàn)全球六大洲的戰(zhàn)略布局。比亞迪業(yè)務(wù)布局涵蓋電子、汽車、新能源和軌道交通等領(lǐng)域,并在這些領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用,從能源的獲取、存儲(chǔ),再到應(yīng)用,全方位構(gòu)建零排放的新能源整體解決方案, 比亞迪是香港和深圳上市公司,營業(yè)額和總市值均超過千億元。收起

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