自動駕駛量產(chǎn)在即，解讀滿足自動駕駛需求的線控制動設計新思路

編者按：2022年5月27日，由蓋世汽車主辦的2022汽車智能底盤-云論壇如期舉行。利氪科技 聯(lián)合創(chuàng)始人 蘇干廳受邀出席并發(fā)表《面向L3+自動駕駛的線控底盤技術新探索》的主題演講。蓋世汽車根據(jù)演講整理成文，以分享讀者。

當前汽車工業(yè)正在經(jīng)歷前所未有的變革，主要體現(xiàn)在電動化和智能化。

從電動化的趨勢可以發(fā)現(xiàn)，目前三電系統(tǒng)趨向成熟，電動化滲透遠超預期。從2019年3月5%滲透率到今年3月份，在疫情期間滲透率達到了28%，增長非常迅猛。智能化主要是為了提升終端客戶的需求，L2的滲透率，從2019年2%到去年20%，有十倍的增長，L2以上的滲透率，從去年的2%，預計到2025年有25%的滲透，增長也是有十倍。

隨著電動化和智能化發(fā)展，傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)業(yè)鏈正在進行重塑，甚至Tie0.5供應商正在出現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)鏈出現(xiàn)前移，具有核心技術實力的自主零部件供應商，有望依托于中國整個市場，通過全球化配置，迅速崛起成為前列的零部件供應商。

在此大局之下，中國整車產(chǎn)業(yè)地位與零部件產(chǎn)業(yè)地位嚴重失衡的局面有望得以緩解，在自動駕駛感知、決策和執(zhí)行的三個核心環(huán)節(jié)中，線控底盤屬于自動駕駛的執(zhí)行端，也是實現(xiàn)高級別自動駕駛的核心功能模塊。

在新能源領域提升續(xù)航里程是主機廠的普遍訴求，提高續(xù)航里程除了在電池上下功夫之外，也可以通過線控底盤的底層技術降低能耗，進行能量回收，讓同樣的電池產(chǎn)生更好的效果，增加續(xù)航里程。線控底盤是當前自動駕駛和新能源的交匯點，而在線控底盤上有兩大系統(tǒng)難點，即線控轉向和線控制動。

在L3-L5過程中，對底盤線控提出了新要求，單一故障以后要求系統(tǒng)短時間里具有可控的能力，制動和轉向的冗余設計在L3及以上會是剛性的需求。

利氪科技為了滿足自動駕駛對線控底盤的新需求，提出了自己的產(chǎn)品布局，具體來看是液壓解耦的控制系統(tǒng)，利氪科技稱之為DHB，即全液壓解耦電子助力系統(tǒng)，利氪科技也在同步研發(fā)集成式智能制動系統(tǒng)IHB。雖然當前在一體化底盤系統(tǒng)領域有一些新玩家進入，但是利氪科技認為首先還是把一體化底盤相關的關鍵核心件攻克，再與國內(nèi)企業(yè)聯(lián)合開發(fā)一體化的底盤。

根據(jù)利氪科技對自動駕駛新的理解，對線控制動提出了一些新的需求，需求有七個點，前四個是系統(tǒng)本身具備的能力，后三個是系統(tǒng)失效以后具備的冗余。

關于利氪科技首款即將量產(chǎn)的液壓解耦電子助力產(chǎn)品DHB，這個系統(tǒng)主要有以下幾個方面的特征：

第一是液壓解耦，主要通過線性電磁閥的引入來實現(xiàn)，同時液壓的踏板感更真實可靠，解耦以后踏板感可以實現(xiàn)定制化，由軟件去調(diào)節(jié)，所以更符合當前終端客戶和主機廠的需求。

第二個特征是無解耦行程，意味著系統(tǒng)在任何情況下，甚至系統(tǒng)失效以后，駕駛員踩下制動踏板，整車立即有減速度產(chǎn)生，同時能量回收等級不受物理限制。

第三是搭載了自動駕駛和能量回收的算法，以往這些算法都是放在高配的ESC里面，現(xiàn)在都是把功能移植到了DHB里面來運行。

第四是功能安全等級高，因為是液壓解耦的系統(tǒng)，對駕駛員制動意圖識別特別重要，電子助力產(chǎn)品上利氪科技采用了不同類型的傳感器做識別，實現(xiàn)信號的冗余，保證整個制動的安全可靠。還有功能安全等級高，體現(xiàn)在系統(tǒng)是一個集成化的方案，有獨特的自檢查，能實現(xiàn)上電、行駛、停車過程中的安全可靠保證。

最后是安裝需求方面空間小，集成度高。

利氪科技在硬件層面選用了成熟的可滿足功能安全ASIL D的芯片，軟件層面由全套Autosar軟件架構搭建。

在IHB產(chǎn)品上，利氪科技提出了三款產(chǎn)品可供選擇，第一款IHB是當前市面上討論較多的標準版，對四個車輪進行獨立控制，集成DHB+ESC，總的來說是單PCBA板的模式。第二種是利氪科技的IHB Premium，在四輪控制并集成DHB+ESC的基礎上，采用兩塊電路板，第一塊電路板主要集成了同步電機的控制、基礎制動、能量回收等功能，再加上單獨路EPB， 第二塊電路板負責車身穩(wěn)定控制，以及單路EPB，這個設計在利氪科技的構思中能夠?qū)崿F(xiàn)更高等級的安全的冗余。還有一個版本是IHB Light輕量版，這個產(chǎn)品只開發(fā)兩個前輪的控制，也是集成了DHB+ESC模塊，是單PCBA板的模式，配合后軸EMB做安全冗余，這是利氪科技提出的一個全新概念。 結合傳統(tǒng)ESC 提出自動駕駛的方案解決

第一是DHB+標準版ESC的方案。

ESC在十多年前就實現(xiàn)了量產(chǎn)，在初期搭載功能比較少，主要是防抱死，牽引力控制、橫擺控制等，隨著后面客戶的需求提升，搭載了坡起輔助、緊急制動輔助等功能。到近些年增加了一些輔助駕駛功能，像ACC、APA等，對傳統(tǒng)ESC來說這些新功能的增加存在比較大的挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在壽命、噪音、ESC響應時間三個方面。

利氪科技認為把非車身穩(wěn)定控制相關的功能，移植到DHB產(chǎn)品上來更為合適。總結而言：

從功能分配上來說，根據(jù)利氪科技的構思，DHB負責絕大部分的功能，像基礎制動、能量回收、靜態(tài)管理、VLC等等一些功能都由它來負責，它基本上可以占據(jù)整個制動工況預計80%-90%，甚至更高占比。ESC只是負責單路EPB和車身穩(wěn)定控制功能，這些占制動工況10%-20%。

從安全冗余上來說，DHB和ESC都具備主動建壓和單路EPB控制，也就是說這套方案整體上實現(xiàn)了行車制動和駐車制動的安全冗余，同時這套組合對主機廠的平臺化開發(fā)也很有吸引力，可以支持同一個平臺里面低端一點的車型，也可以支持后面做自動駕駛高端車型的需求，所以對主機廠來說是比較利好。

從硬件可靠性來說，利氪科技的這種方案DHB因為是永磁同步電機來做建壓的動作，所以它的壽命是可以保證的，一般幾千個小時保證，它適合承擔這種發(fā)生頻次高、使用時間長的工況，ESC的工作壽命比較短，適合做低頻次的車身穩(wěn)定控制相關的一些功能。

所以利氪科技總結來看，這套方案是適合自動駕駛的優(yōu)選方案，較大程度上實現(xiàn)了工作任務和負擔成本之間的平衡。

第二種方案是IHB+冗余模塊RBU的組合。

這個組合從功能分配上來說IHB是承擔了正常工作下的所有制動工況，占到制動工況99.99%。RBU負責主系統(tǒng)失效以后的減速度控制和駐車，這個發(fā)生頻次極低，可能是0.01%，同時對RBU有一些動態(tài)特性的要求，像行業(yè)里比較共識的是在高附上實現(xiàn)0.64g，在600毫秒之內(nèi)。

所以總結來看這套方案是適合自動駕駛的一個方案，但是這個RBU需要極低的成本才能實現(xiàn)，需要考慮系統(tǒng)工作任務和負擔成本之間的平衡，對RBU的設計會比較有挑戰(zhàn)。

除了液壓式方案之外，利氪科技還推出了全新方案，IHB Light。

這個方案總結來看是前軸和后軸各有一個總的控制器，它們會對輪速信號分別進行采集，也對駕駛員制動的請求信號進行采集并進行交互，分別對前后軸進行動態(tài)的控制，同時在這個方案里面兩通道的IHB也保留液壓備份的接口，失效以后前軸還是可以液壓制動的，在這種組合下，可以在單個系統(tǒng)失效以后保持0.64g的整車減速度，后軸可考慮把EPB集成到EMB里，實現(xiàn)總體優(yōu)化。

自動駕駛量產(chǎn)在即，解讀滿足自動駕駛需求的線控制動設計新思路

這個方案總結而言，利氪科技認為是液壓制動和電子制動的一個完美組合，既可以提高控制效果，又可以保證安全的冗余。

潛心研發(fā) 攜手共創(chuàng)

利氪科技于2020年成立，在去年7月份完成了首款液壓解耦制動系統(tǒng)DHB開發(fā)，去年10月份啟動了工廠的建設，去年12月份完成了IHB的開發(fā)，今年3月份搭載這兩款產(chǎn)品的九款車型在內(nèi)蒙古牙克石完成了冬季標定測試，5月份完成近2億元A輪、A+輪融資，不僅收獲多家頭部投資機構的青睞，而且獲得了大型主機廠產(chǎn)業(yè)資本的加持。

展望未來，利氪科技希望跟產(chǎn)業(yè)鏈上下游一起，打造出優(yōu)質(zhì)的線控底盤產(chǎn)品，與行業(yè)伙伴一起把行業(yè)發(fā)展好，為中國零部件產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控貢獻力量。