導(dǎo)言

在很多人的理解里，車輛底盤始終是一個(gè)“執(zhí)行層”。轉(zhuǎn)向給方向，制動(dòng)給減速，懸架則負(fù)責(zé)過濾路面振動(dòng)，單一系統(tǒng)都在盡忠職守地完成各自被賦予的任務(wù)，卻很少被當(dāng)作“決策的一部分”。而如果當(dāng)轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、懸架同時(shí)被電動(dòng)化并接入統(tǒng)一控制之后，控制鏈條得到重新組織，整車行為被賦予了一個(gè)“躍遷”的全新能力。

最近，本刊通過一系列的技術(shù)提問，在與理想汽車整車電動(dòng)研發(fā)高級(jí)副總裁劉立國的對(duì)話之中，嘗試尋找出理想汽車如何通過工程方式將這全新功能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

理想汽車整車電動(dòng)研發(fā)高級(jí)副總裁劉立國

AF：理想在四年多前就啟動(dòng)了全線控底盤的預(yù)研，當(dāng)時(shí)這個(gè)方向尚未成為行業(yè)熱點(diǎn)，判斷依據(jù)是什么？與后來的具身智能有沒有關(guān)聯(lián)？

劉立國：我們是在2021年Q3、Q4開始做準(zhǔn)備，當(dāng)時(shí)是小團(tuán)隊(duì)在其他項(xiàng)目里擠資源做前期研究，2022年上半年正式立項(xiàng)。

當(dāng)時(shí)行業(yè)沒有形成熱點(diǎn)，毅然選擇這個(gè)方向是基于對(duì)電動(dòng)化路徑的判斷。動(dòng)力系統(tǒng)先完成電動(dòng)化，從發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱到電驅(qū)；接著是座艙電動(dòng)化，比如電動(dòng)座椅、電動(dòng)門、電動(dòng)冰箱等。我們認(rèn)為下一步一定是底盤電動(dòng)化——懸架、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向這些系統(tǒng)逐步實(shí)現(xiàn)電控。

在開發(fā)過程中我們逐漸確認(rèn)，如果底盤不電動(dòng)化，智能化其實(shí)是做不起來的。傳統(tǒng)底盤是分布式架構(gòu)，轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、懸架分別由不同供應(yīng)商開發(fā)，各控制器之間鏈路很長，很難統(tǒng)一優(yōu)化。只有當(dāng)這些系統(tǒng)全部變成電控，軟件才有可能統(tǒng)一調(diào)度，整車控制鏈條才有機(jī)會(huì)一體化。

隨著感知能力提升，底盤也開始發(fā)生變化。過去底盤是被動(dòng)執(zhí)行，需要用戶觸發(fā)才動(dòng)作；現(xiàn)在隨著環(huán)境識(shí)別和用戶意圖理解能力提升，底盤可以參與到主動(dòng)控制中。環(huán)境識(shí)別、決策、執(zhí)行控制、動(dòng)力學(xué)模型，這些能力本身是同源的。底盤電動(dòng)化的過程，進(jìn)一步驗(yàn)證了我們對(duì)具身智能方向的判斷。

AF：為什么選擇800V平臺(tái)？與48V方案相比，本質(zhì)差異在哪里？

劉立國：核心還是能力邊界。第一，同樣功率下，800V平臺(tái)電流更小，產(chǎn)熱更低，線束負(fù)擔(dān)更小，整車效率更高；第二，電壓提高之后，電機(jī)功率密度更高，體積和重量都可以做得更小；第三，整車本身就是800V高壓架構(gòu)，如果再引入48V，就必須通過DC/DC降壓轉(zhuǎn)換，多一個(gè)環(huán)節(jié)就多一層損耗，也多一個(gè)潛在故障點(diǎn)，集成度也會(huì)下降。

48V主動(dòng)懸架并不新，二十年前就有。明顯限制在功率不足，執(zhí)行器只能布置在輪端，增加了簧下質(zhì)量。簧下質(zhì)量每增加1公斤，對(duì)整車的影響遠(yuǎn)大于簧上。旋轉(zhuǎn)部件質(zhì)量的增加，也對(duì)整車帶來更大負(fù)擔(dān)。同時(shí)，48V系統(tǒng)最大輸出力有限，大約7千牛級(jí)別，對(duì)于大尺寸SUV來說，很難真正抵抗高速過彎時(shí)的側(cè)傾力矩，也無法實(shí)現(xiàn)四輪完全解耦。再加上主動(dòng)懸架四個(gè)執(zhí)行器峰值功率可以超過10千瓦，如果用48V供電，電流會(huì)非常大，效率也會(huì)很低。

所以從一開始做一套原生于高壓平臺(tái)的方案，是更合理的路徑。

AF：全主動(dòng)懸架、EMB線控機(jī)械制動(dòng)、包含四輪轉(zhuǎn)向的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組合在一起，最大的技術(shù)挑戰(zhàn)是什么？

劉立國：這是一個(gè)系統(tǒng)性問題。從機(jī)械硬件、架構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、標(biāo)定調(diào)校到安全可靠性，每一項(xiàng)都要重新設(shè)計(jì)。比如在架構(gòu)階段，就必須把冗余想清楚，包括雙路信號(hào)、雙路電源、機(jī)械保底等。

驗(yàn)證規(guī)模也遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)開發(fā)。我們做了四年多開發(fā)，多輪整車驗(yàn)證，每一輪都是完整流程，而不是像傳統(tǒng)開發(fā)那樣只在最后一輪做全套。

另外，路測規(guī)模也很大，理想線控底盤專項(xiàng)路試?yán)塾?jì)里程已超400萬公里，覆蓋全國23個(gè)省市不同氣候和工況，在各類極端場景及人為斷開信號(hào)的模擬測試中，均未出現(xiàn)全部失效情況。這種驗(yàn)證規(guī)模，在傳統(tǒng)汽車開發(fā)中是比較少見的。

AF：四輪EMB線控機(jī)械制動(dòng)路線相比“前濕后干”，最大的工程難點(diǎn)在哪里？

劉立國：我們在2021年做過大半年“前濕后干”，后來在2022年切換到四輪EMB線控機(jī)械制動(dòng)。原因是“前濕后干”系統(tǒng)復(fù)雜度更高，但收益不明顯。前艙仍然要保留液壓系統(tǒng)和管路，整體簡化有限。而四輪EMB線控機(jī)械制動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)真正的獨(dú)立控制。

最大的工程難點(diǎn)是零位識(shí)別，也就是制動(dòng)盤和制動(dòng)片接觸的起點(diǎn)。這個(gè)位置會(huì)受到溫度、濕度、材料膨脹等多種因素影響。比如連續(xù)急剎后溫度升高，制動(dòng)盤膨脹；遇到雨水或低溫，又會(huì)變化。如果零位識(shí)別不準(zhǔn)，會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)不線性，用戶會(huì)感覺頓挫。尤其在組合工況下更復(fù)雜，比如急剎后進(jìn)入低附著路面，或者雨雪環(huán)境下冷熱變化疊加，這些都會(huì)影響識(shí)別精度。這個(gè)問題涉及材料學(xué)、熱力學(xué)、環(huán)境因素，需要通過大量臺(tái)架和道路驗(yàn)證來解決。

AF：系統(tǒng)如何處理上下電、溫度突變等極端工況，？

劉立國：這些都必須在工程階段考慮。比如用戶剛下電，又很快上電；或者劇烈駕駛后停車，溫度變化導(dǎo)致零位偏移，這些都需要通過自檢邏輯和重新標(biāo)定來處理。這些問題不是理論問題，而是必須通過驗(yàn)證逐一解決的工程問題。

AF：系統(tǒng)的安全冗余能力是否已經(jīng)在量產(chǎn)層面成立？

劉立國：已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，并且經(jīng)過實(shí)車驗(yàn)證。EMB四輪是獨(dú)立控制的，不同于傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)單輪失效不會(huì)影響其他輪。如果轉(zhuǎn)向失效，可以通過差異制動(dòng)實(shí)現(xiàn)偏航控制；如果制動(dòng)部分失效，電驅(qū)動(dòng)可以提供額外制動(dòng)力作為補(bǔ)償。系統(tǒng)在供電、通信、控制器層面都有冗余設(shè)計(jì)，任何單點(diǎn)失效都有備份接管。這不是理論設(shè)計(jì)，而是已經(jīng)驗(yàn)證過的能力。

AF：從用戶體驗(yàn)角度，這套底盤的變化體現(xiàn)在哪？

劉立國：比較直觀的有幾個(gè)。一個(gè)是側(cè)傾控制，800V全主動(dòng)懸架能夠讓大尺寸SUV在彎道中的響應(yīng)更快、幅度更小，車內(nèi)穩(wěn)定性明顯提升，對(duì)減少暈車有幫助。另一個(gè)是長波路面過濾，比如過減速帶，余振衰減更快。

制動(dòng)方面，EMB線控機(jī)械制動(dòng)在同樣條件下比傳統(tǒng)液壓制動(dòng)的制動(dòng)距離可以縮短大約2米，同時(shí)響應(yīng)更快，滑移率控制更精細(xì)，腳感更線性。

轉(zhuǎn)向方面，方向盤單側(cè)轉(zhuǎn)角約230度，泊車基本不用倒手；結(jié)合后輪轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)彎半徑可以做到5米多。自動(dòng)泊車時(shí)方向盤可以保持微動(dòng)，不再頻繁旋轉(zhuǎn)。

AF：線控轉(zhuǎn)向如何處理“路感”？ 取消機(jī)械連接備份如何實(shí)現(xiàn)？

劉立國：路感分兩部分。一種是沖擊，這部分其實(shí)是負(fù)面體驗(yàn)，是我們從用戶體驗(yàn)研判需要弱化的；另一種是附著力反饋，這部分必須保留。我們保留的是附著力變化，讓駕駛者仍然可以感知路面狀態(tài)。

系統(tǒng)本身有多重冗余，包括雙電源、雙信號(hào)、雙電機(jī)。極端情況下，如果轉(zhuǎn)向完全失效，可以通過四輪差異制動(dòng)產(chǎn)生偏航力矩，實(shí)現(xiàn)方向控制，這個(gè)我們已經(jīng)在實(shí)車中驗(yàn)證過。

AF：這套系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛之間的協(xié)同邏輯是什么？

劉立國：主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。第一，通信延遲降低。底盤控制和自動(dòng)駕駛部署在同一顆芯片上，芯片內(nèi)通信延遲在1毫秒以內(nèi)，而跨控制器通信至少10毫秒；第二，一個(gè)整車模型替代多個(gè)子系統(tǒng)模型。過去轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、懸架各自運(yùn)行小模型，現(xiàn)在可以用一個(gè)更完整的整車模型統(tǒng)一控制；第三，從被動(dòng)控制變成前饋控制。過去是轉(zhuǎn)向動(dòng)作發(fā)生后，制動(dòng)和懸架再響應(yīng)，現(xiàn)在可以在決策階段同時(shí)計(jì)算三者的最優(yōu)動(dòng)作。本質(zhì)上是把執(zhí)行和決策放在同一個(gè)體系中。

編后按

如果把三套系統(tǒng)拆開來看，汽車行業(yè)里都能找到各自的對(duì)標(biāo)方案。但理想這套線控底盤的關(guān)鍵，不在單點(diǎn)能力，而在于把原本分散的控制鏈條收攏到同一套邏輯里，讓車輛在縱向、橫向與姿態(tài)三個(gè)維度的動(dòng)作能夠同時(shí)、安全地完成。其價(jià)值在于開始正面處理那些過往被拆開、被延后的問題，當(dāng)這些問題可同時(shí)被放進(jìn)單一體系內(nèi)去解決，理想汽車無疑在底盤這件事上，打出了一套漂亮的“王炸”。