開(kāi)場(chǎng)白
各位壇友好，最近在研究自動(dòng)駕駛相關(guān)的技術(shù)，發(fā)現(xiàn)線(xiàn)控底盤(pán)這個(gè)領(lǐng)域挺有意思的。簡(jiǎn)單說(shuō)就是把原來(lái)方向盤(pán)、剎車(chē)、油門(mén)這些機(jī)械連接全部改成電子信號(hào)控制，聽(tīng)起來(lái)很科幻，但其實(shí)技術(shù)已經(jīng)比較成熟了。今天整理一份詳細(xì)的技術(shù)分析，從入門(mén)到進(jìn)階都有涉及，內(nèi)容比較長(zhǎng)，建議先收藏。有搞相關(guān)項(xiàng)目的朋友可以一起交流經(jīng)驗(yàn)。
【基礎(chǔ)概念】什么是線(xiàn)控底盤(pán)？
簡(jiǎn)單理解
傳統(tǒng)汽車(chē)：你踩剎車(chē) → 機(jī)械傳動(dòng) → 剎車(chē)片夾緊 → 車(chē)子停下 線(xiàn)控系統(tǒng)：你踩剎車(chē) → 傳感器感應(yīng) → 電信號(hào)傳輸 → 電機(jī)執(zhí)行 → 車(chē)子停下核心就是用電信號(hào)替代了機(jī)械連接，就像遙控車(chē)一樣，只不過(guò)更精密更安全。
四大核心系統(tǒng)
線(xiàn)控制動(dòng)（Brake-By-Wire）：電子控制剎車(chē)系統(tǒng) 線(xiàn)控轉(zhuǎn)向（Steer-By-Wire）：電子控制方向盤(pán)系統(tǒng)
線(xiàn)控驅(qū)動(dòng)（Drive-By-Wire）：電子控制油門(mén)/電機(jī)系統(tǒng) 線(xiàn)控懸架（Suspension-By-Wire）：電子控制懸架系統(tǒng)這四個(gè)系統(tǒng)組合起來(lái)，基本上就把汽車(chē)的所有底盤(pán)控制都電子化了。
【核心技術(shù)一】線(xiàn)控制動(dòng)系統(tǒng)深度解析
技術(shù)原理
傳統(tǒng)液壓制動(dòng)大家都懂，踩剎車(chē)踏板→液壓傳遞→制動(dòng)鉗夾緊。線(xiàn)控制動(dòng)把這個(gè)過(guò)程電子化了，主要有兩種方案：EHB（液壓式線(xiàn)控制動(dòng)）：
- 保留液壓系統(tǒng)，但加入電子控制
- 有備用的機(jī)械連接，更安全
- 目前的主流方案，技術(shù)相對(duì)成熟
EMB（機(jī)械式線(xiàn)控制動(dòng)）：
- 完全取消液壓，純電機(jī)驅(qū)動(dòng)
- 結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，響應(yīng)更快
- 技術(shù)難度更高，成本也更貴
實(shí)際應(yīng)用情況
目前市面上能看到的主要是EHB方案，比如：
- 特斯拉Model 3/Y：博世iBooster系統(tǒng)
- 蔚來(lái)ES8：采用了國(guó)產(chǎn)的伯特利方案
- 小鵬P7：也是用的博世方案
踩過(guò)的坑： 線(xiàn)控制動(dòng)最大的問(wèn)題是”腳感”。傳統(tǒng)液壓制動(dòng)踩下去有固定的阻力變化，線(xiàn)控系統(tǒng)需要通過(guò)算法模擬這種感覺(jué)，調(diào)校不好就會(huì)很怪異。
成本和技術(shù)門(mén)檻
成本對(duì)比：
- 傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)：2000-4000元
- EHB系統(tǒng)：6000-12000元
- EMB系統(tǒng)：15000-25000元（預(yù)估）
技術(shù)門(mén)檻確實(shí)很高，不是簡(jiǎn)單的機(jī)械替換，需要綜合考慮：
- 電機(jī)控制算法
- 安全冗余設(shè)計(jì)
- 制動(dòng)力分配策略
- 與ABS/ESP系統(tǒng)集成
【核心技術(shù)二】線(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分析
發(fā)展歷程
汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的進(jìn)化路線(xiàn)很清晰：
text
純機(jī)械轉(zhuǎn)向 → 液壓助力 → 電動(dòng)助力(EPS) → 線(xiàn)控轉(zhuǎn)向(SBW)
現(xiàn)在大部分車(chē)用的是EPS（電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向），線(xiàn)控轉(zhuǎn)向還在驗(yàn)證階段，量產(chǎn)車(chē)型很少。
技術(shù)難點(diǎn)
安全性要求極高： 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出問(wèn)題直接就是車(chē)毀人亡，所以必須有多重冗余。目前的方案通常是：
- 雙電機(jī)設(shè)計(jì)
- 雙ECU控制
- 機(jī)械備份系統(tǒng)
延遲控制： 方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)到車(chē)輪轉(zhuǎn)向的延遲必須控制在極小范圍內(nèi)，否則駕駛感受會(huì)很糟糕。
實(shí)際體驗(yàn)
去年試駕過(guò)英菲尼迪Q50（全球首款量產(chǎn)線(xiàn)控轉(zhuǎn)向車(chē)型），感受比較特別：
- 方向盤(pán)手感可以調(diào)節(jié)，從輕到重有多檔
- 轉(zhuǎn)向精度確實(shí)很高
- 但總覺(jué)得缺少了點(diǎn)”路感”
【核心技術(shù)三】線(xiàn)控驅(qū)動(dòng)和懸架
線(xiàn)控驅(qū)動(dòng)
這個(gè)技術(shù)相對(duì)成熟，電動(dòng)車(chē)基本都是線(xiàn)控驅(qū)動(dòng)：
- 踩電門(mén)踏板 → 傳感器檢測(cè) → 控制器調(diào)節(jié)電機(jī)輸出
- 燃油車(chē)也可以改，通過(guò)CAN總線(xiàn)控制發(fā)動(dòng)機(jī)ECU
分布式驅(qū)動(dòng)是趨勢(shì)： 每個(gè)車(chē)輪獨(dú)立的電機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)：
- 精確的扭矩分配
- 更好的牽引控制
- 簡(jiǎn)化的差速器結(jié)構(gòu)
線(xiàn)控懸架
主要是空氣懸架的應(yīng)用：
- 奔馳S級(jí)：ABC主動(dòng)懸架
- 奧迪A8：預(yù)測(cè)性主動(dòng)懸架
- 理想L9：空氣懸架+CDC阻尼
成本下降趨勢(shì)： 以前只有豪華車(chē)才有，現(xiàn)在25萬(wàn)級(jí)別的車(chē)也開(kāi)始配備。國(guó)產(chǎn)化以后成本還會(huì)繼續(xù)降低。
【行業(yè)分析】市場(chǎng)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
主要供應(yīng)商格局
國(guó)外巨頭：
- 博世：技術(shù)最全面，市場(chǎng)占有率最高
- 采埃孚：在商用車(chē)領(lǐng)域強(qiáng)勢(shì)
- 大陸：軟件能力突出
國(guó)內(nèi)廠商：
- 伯特利：線(xiàn)控制動(dòng)做得不錯(cuò)，已經(jīng)給蔚來(lái)等供貨
- 拓普集團(tuán)：主要做懸架和制動(dòng)系統(tǒng)
- 經(jīng)緯恒潤(rùn)：軟件和系統(tǒng)集成能力強(qiáng)
成本和滲透率預(yù)測(cè)
根據(jù)行業(yè)預(yù)測(cè)：
- 2025年國(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)量2700萬(wàn)輛
- 線(xiàn)控底盤(pán)滲透率將從現(xiàn)在的不到5%增長(zhǎng)到25%+
- 單車(chē)成本從目前的3-5萬(wàn)元降到2-3萬(wàn)元
發(fā)展瓶頸：
- 技術(shù)門(mén)檻高，研發(fā)周期長(zhǎng)
- 安全認(rèn)證嚴(yán)格，驗(yàn)證成本高
- 供應(yīng)鏈還不夠成熟
【實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)】選型和應(yīng)用建議
對(duì)主機(jī)廠的建議
技術(shù)路線(xiàn)選擇：
- L2級(jí)自動(dòng)駕駛：EPS + iBooster夠用
- L3級(jí)自動(dòng)駕駛：必須上線(xiàn)控轉(zhuǎn)向
- L4及以上：全套線(xiàn)控系統(tǒng)
供應(yīng)商選擇策略：
- 安全關(guān)鍵系統(tǒng)優(yōu)先選擇成熟方案
- 非關(guān)鍵系統(tǒng)可以嘗試國(guó)產(chǎn)替代
- 建議與供應(yīng)商深度合作開(kāi)發(fā)
對(duì)技術(shù)人員的建議
必備技能：
- 汽車(chē)電子基礎(chǔ)
- 控制算法開(kāi)發(fā)
- 功能安全（ISO 26262）
- 車(chē)載網(wǎng)絡(luò)通信
學(xué)習(xí)路徑：
- 從EPS系統(tǒng)入門(mén)，理解電動(dòng)助力原理
- 學(xué)習(xí)制動(dòng)系統(tǒng)，了解液壓控制
- 掌握功能安全標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)發(fā)流程
- 關(guān)注前沿技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
【FAQ】常見(jiàn)問(wèn)題解答
Q: 線(xiàn)控系統(tǒng)安全嗎？斷電了怎么辦？ A: 現(xiàn)在的線(xiàn)控系統(tǒng)都有多重冗余設(shè)計(jì)。制動(dòng)系統(tǒng)有機(jī)械備份，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有雙電機(jī)雙ECU，就算某個(gè)部件失效也不會(huì)完全失控。Q: 改裝車(chē)能加裝線(xiàn)控系統(tǒng)嗎？
A: 理論上可以，但成本很高而且涉及安全認(rèn)證問(wèn)題。除非是專(zhuān)業(yè)的改裝廠，個(gè)人不建議嘗試。Q: 線(xiàn)控底盤(pán)對(duì)維修有什么影響？ A: 維修會(huì)更復(fù)雜一些，需要專(zhuān)門(mén)的診斷設(shè)備和技術(shù)培訓(xùn)。但好處是故障診斷更準(zhǔn)確，很多問(wèn)題可以通過(guò)軟件解決。Q: 國(guó)產(chǎn)線(xiàn)控系統(tǒng)能替代進(jìn)口嗎？ A: 部分領(lǐng)域已經(jīng)可以了，比如伯特利的制動(dòng)系統(tǒng)。但在高端應(yīng)用和復(fù)雜控制算法方面，還需要時(shí)間積累。
【未來(lái)展望】技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
軟硬件解耦趨勢(shì)
傳統(tǒng)的ECU是軟硬件綁定的，線(xiàn)控系統(tǒng)正在向軟硬件分離發(fā)展：
- 硬件標(biāo)準(zhǔn)化，降低成本
- 軟件可升級(jí)，功能可擴(kuò)展
- 第三方算法供應(yīng)商崛起
域控制器架構(gòu)
從分布式ECU向域控制器集中：
- 底盤(pán)域控制器整合所有線(xiàn)控功能
- 減少線(xiàn)束，降低成本和重量
- 便于軟件升級(jí)和功能擴(kuò)展
與自動(dòng)駕駛深度融合
線(xiàn)控底盤(pán)不再是獨(dú)立系統(tǒng)，而是自動(dòng)駕駛的執(zhí)行層：
- 更精確的控制精度
- 更快的響應(yīng)速度
- 與感知決策系統(tǒng)深度耦合
【總結(jié)推薦】
線(xiàn)控底盤(pán)技術(shù)雖然聽(tīng)起來(lái)高深，但隨著電動(dòng)車(chē)和自動(dòng)駕駛的發(fā)展，已經(jīng)逐漸走向?qū)嵱没?。?duì)于技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)很有前景的方向，建議及早關(guān)注和學(xué)習(xí)。投資建議： 相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈公司值得關(guān)注，特別是有技術(shù)積累的國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商，在國(guó)產(chǎn)替代趨勢(shì)下有很大機(jī)會(huì)。學(xué)習(xí)資源推薦：
- ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)
- 汽車(chē)底盤(pán)控制相關(guān)書(shū)籍
- 各大主機(jī)廠的技術(shù)白皮書(shū)
有具體技術(shù)問(wèn)題的朋友可以回帖討論，大家一起學(xué)習(xí)進(jìn)步。最近在整理自動(dòng)駕駛感知算法的內(nèi)容，整理好了也會(huì)分享給大家。
原創(chuàng)文章，作者：v2xkeyiot，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明出處：http://www.znlky.com/drive/21.html
