华为与赛力斯合作的前面几款车,第一款问界M5、M7,严格意义上说,最大的不足,是操控,性能不够出色。
但何时发生变化的呢?是从新款问界M7,但在智界S7之后,有让人耳目一新之感。
这背后即是华为途灵智能底盘展现的强大性能。
虽然数字底盘的提法早已有之,但华为直接将自己的这一底盘系统称之为途灵智能底盘,这也是这一具有多域协同控制,具有智能感知和智能控制的底盘系统首次在量产车上使用。
在智界S7正式上市之前,智驾网在赛道上体验了智界S7,直观的感受,这是当前最好驾驭的电动轿车,也将华为系的车型驾控提升到了一个新维度。
这一底盘系统让普通消费者不再能清晰分辨出燃油车和电动车的区别,对于电动轿车,因为底盘带着一块沉重的电池,在高速过弯,急刹急停时,都会明显感受到电池带来的惯性。
但是华为途灵智能底盘通过提前感知并进行提前调校和控制,让这种电池的负重感消失了。
01.
电动汽车和燃油车在驾控方面的差异正在消失
在经过专业测评,华为给出了途灵智能底盘在极致驾乘体验的九组数字,展现出强大的性能:
1、0-100km/h加速性能可达3.3s;
2、100-0km/h刹车距离仅为33.5米;
3、极致弯道表现
车型 | 麋鹿测试(km/h) | 侧向加速度 | 侧倾梯度值 |
智界S7 | 83.1 | 1g | 2.9 |
Model S | 82 | 0.985g | 4.4 |
4、快且灵活
车型 | 最小转弯半径 | 传动比 |
智界S7 | 5.7m | 13:1 |
Model S | 5.9m | 14:1 |
5、高速过弯更稳定
过弯车速提升5.4%,横摆稳定性提升6.8%,转向响应时间缩短22%
6、感知速度 底盘高度随速调节
底盘调节 | 137mm | -10mm | -20mm | +30mm |
速度 | 标准状态 兼顾稳定性 和通过性 | 110km/h 提升稳定性 | 150km/h 提升抓地力 | 手动调整 更好的通过性 |
7、改善路面打滑
湿滑地库、冰雪混合路面等打滑程度降低35%,冲击度和甩尾风险分别降低30%、25%
8、感知颠簸、提升滤振性及平顺性
冲击度降低15%,平顺性提高40%
9、感知路障、智能调节
过障冲击感降低31%,扫描范围达150米保障安全;扭矩调节响应时间由400ms到4ms,快100倍;CDC阻尼调节100次/秒,路面扫描达1000次/秒。
在过去两年,华为在汽车领域的技术最广为宣传的一是鸿蒙座舱,一是智驾技术,而这一智能底盘似乎是横空出世,不过如要细究这一技术,也是华为多年研发的结果,之所以数据这么能打,唯一的原因是迭代速度快,像智界S7上搭载的HUAWEI DATS 3.0动态自适应扭矩控制系统,其实去年9月还是1.0,到智界S7上市,已经迭代到3.0了。
这样的迭代速度向哪说理去?
02.
智能底盘解决了电动车固有的三个弱点
这里我们就来细细拆解一下这一智能底盘。
所谓智能底盘,其组成简单的说即是由传统的机械底盘+AI算法,让底盘有了一个数字中枢,或者说有了一个大脑。
即底盘实现了软硬结合。
途灵智能底盘的硬件,核心动力单元也是华为自研的华为DriveONE 800V碳化硅高压动力平台,采用前双叉臂后五连杆独立悬架的设计,配合横向稳定杆,配备CDC可变阻尼减振器和空气悬架。在车辆智控中枢的调控下,车辆在经过不同的路况时,悬架软硬可进行智能调节,可为乘客带来极佳的舒适性,同时还能兼顾车身的支撑性。
华为DriveONE 800V碳化硅高压动力总成,由超高密异步前驱及超高效同步后驱组成,这其中最惊世骇俗的就是华为自研的电机,最高效率可达98%,可实现行业量产最高转速22000rpm。怎么说呢?比采埃孚扔在研发处于概念中的产品转速还要高个10%。
这不仅对材料要求极高,更难的是如何降温。
华为为此单独研发了一套智能油冷系统,配备在智界S7上的是2.0版本,这一系统配备镜面磨削齿轴,一方面齿轮修形可极大地提高传动精度,并增加齿轮强度;另一方面粗糙度优化使齿面磨损速度减慢、噪声减少,从而提高齿轮寿命。油泵通过智能控制,主动喷油,做到低搅油损失。
可以说在这一动力总成的核心部件中,强大的电机,让智界S7的驾控性能有了保障。
但电动轿车,或者说偏运动的电动轿车,性能本身即是优势,但这种性能会进一步放大起步眩晕、刹车点头,遇水打滑,过弯发漂等问题。
原因即是扭矩调整跟不上响应速度;另外由于新能源车有动能回收这个过程,在遇到路面波动车轮腾空时,车轮会因回收扭矩过剩而滑转率过高,冲击车身姿态,加剧“晃动感”、“晕车感”。同时,由于能量回收和制动系统存在耦合,底盘车稳功能介入时,要求动能回收减少或退出,导致“蹿动感”。
还有两个问题,也是传统电动汽车的老毛病,打滑和低温导致的刹车性能下降。
而华为的途灵智能底盘相对完美的解决了上述问题。
这就是融合了智能感知能力的华为车辆智控中枢,它集成了HUAWEI MFSS 多模态融合感知系统(Multimodal Fusion Sensing System)、HUAWEI DATS动态自适应扭矩控制系统(Dynamic Adaptive Torque System)和HUAWEI xMotion智能车身协同控制系统等一系列用以协同控制车辆的智能算法。
在我们的传统认知中,车辆的摄像头、毫米波雷达是为智驾功能服务的,这里华为利用智驾系统的传统器的一次服务于驾控,通过车辆上的多组主动及被动传感器共同作用,感知车辆状态与道路环境,对车辆状态进行估计,并进行路面状态辨识、判断路面类型,随之针对不同车辆姿态及路面状态进行车辆控制。
简单的说,HUAWEI MFSS 1.0多模态融合感知系统主要是实现两个功能,一是做到车辆状态感知(iVSE)intelligent Vehicle State Estimation,一是实现路面预瞄(RSS)Road Surface Scanning。
比如,当前大部分车辆在车速估计上的主要问题有:转向、打滑、抱死等场景下,车速的精准度和功能安全等级普遍较低,需求多样的情况下车速难以控制精准。
针对这些问题,iVSE技术先通过对四轮转速、方向盘转角、横摆角速度等值进行计算,得出车速观测值,随后利用电机转速加以补偿、纵向坡度估算加以校正……最后利用融合估计算法,提升车速估计的精度,满足操稳控制、ADS规控、安全驾驶控制等需求。
RSS路面预瞄技术也是借助于智驾感知系统的摄像头/激光雷达等提前识别路面信息,根据路面信息和车辆状态提前对减振器的阻尼特性进行调节,实现更理想的悬架决策控制,提升车辆的驾乘舒适性。
这意味着可以让车辆的CDC减振器提前预判,做到“先知先控”。例如,当前方有减速带时,普通CDC减振器只能经过减速带,感知到颠簸后才能够启动被动调控;而RSS则可以通过预瞄提前感知前方减速带,随后主动进行ms级别的阻尼控制,帮助汽车在过减速带时有效减少垂向冲击度约15%,结合扭矩自适应调节,整体过障冲击感下降31%。
03.
华为智能控制系统,继鸿蒙座舱、智驾ADS之后的又一张王牌
但是能提前预判,能第一时间让车辆做出反应,这就要说到华为的智能控制系统:HUAWEI DATS 3.0动态自适应扭矩控制系统和HUAWEI xMotion智能车身协同控制系统。
DATS动态自适应扭矩系统,通过电机旋变传感器感知路面变化,扭矩调节链路大幅缩短,响应时延降低至4ms。同时,DATS系统可根据路况和车轮附着力进行动态的扭矩调教,降低颠簸感及冲击感,减少车辆晃动。
这是一套可OTA的系统,可以想像和xMotion智能车身协同控制系统结合,将来实现原地转圈也不是不可能。
我们再回到HUAWEI DATS3.0动态自适应扭矩系统,来看看它是如何实现了对车辆扭矩的精准控制。
HUAWEI DATS3.0动态自适应扭矩系统包含扭矩矢量控制(TVC)、电子防滑控制(eASC)和协同拖曳扭矩控制(CDTC)三大子技术。
TVC扭矩矢量技术通过动态分配前后轴扭矩,调节车辆的横摆特性,使车辆响应更加符合驾驶者预期,提升车辆转向灵敏度,改善驾控感受。
扭矩矢量控制系统首先会通过传感器,对路面进行每秒100次的扫描,并判断出车辆在弯道中是否出现了转向不足的情况。随后,系统通过制动系统和电子控制系统来控制差速器齿轮,让引擎动力能更合理的分配到两个驱动轮上。
比如,当汽车弯道入弯/出弯时,扭矩矢量分配控制将分别进行降扭/增扭控制,提高灵敏性/稳定性。
功能场景 | 矢量控制表现 | 原车表现 |
弯道-入弯 | 降扭控制,减小纵向加速度,轮荷分布前移; 转矩向后轴分配以减小转向不足,提高灵敏性; | 入弯易推头,转向响应慢 |
弯道-出弯 | 增扭控制,增大纵向加速度,轮荷分布后移; 转矩向前轴分配以增大转向不足特性,提高稳定性; | 出弯易甩尾,加速不稳定 |
我们来看一下搭配了TVC扭矩矢量控制技术之后,在高附场景下,使用TVC前后的对比结果如下:
l 麋鹿测试成绩提升3~5km/h,操纵性提升;
l 转向响应提升50%,麋鹿A段、入弯转向更灵敏;
l 非预期甩尾系数减少40%,麋鹿B/C段、出弯加速更稳定;
l 减少20%多余的方向盘调整操作动作;
其次,舒适性方面,乘客承受的冲击感变化过程更为平顺,减少身体的晃动,实现加速度感受保持一致的效果,改善乘坐的舒适性。
以颠簸路面为例,使用TVC之后于之前的对比如下:
l 横向G值减少14.3%;
l 横向冲击变化率减少27%;
最后安全性方面,TVC技术能够补偿驾驶员技术高低的差距,提升车辆稳定性。例如在雪地等低附场景下,使用TVC前后的对比结果如下:
l 高速行驶、连续过弯行驶、紧急躲避、雨雪湿滑路面行驶等多种驾驶场景中,减小车身横摆7%;
l 车身横摆变化超调减小16%;
智界S7有两种运动模式,运动+模式可以称之为赛道模式,华为最新一代TVC技术增加了入弯出弯和两种预期转向增益map的转换逻辑作为改进方案,带来更大范围的扭矩分配,满足弯道矢量控制性能要求。
老版本最初用在了新问界M7上,这全新版本在高速弯、紧急变线、定半径弯等场景下均拥有更好的表现:
l 高速弯:出弯车速提升6.4%、平均车速提升5.4%;
l 紧急变线:方向盘转角少5%、车身响应速度提升22%;
l 定半径弯:极限G值提升3%、横摆波动少6.8%;
l 高速绕桩:”运动+”整体车速更高,转向动作更小,横向G值波动小;
l 连续S弯:”运动+”在连续S弯车速比Sport高4km/h;
l 双变线:”运动+”横向G值波动范围优化,同时车速提高4.2km/h;
l 低速绕桩:”运动+”横向G值峰值波动优化4%;
l 直角弯:”运动+”横向G值峰值波动优化15%。
最后我们来看一下电子防滑控制(eASC)Electronic Anti Slip Control和协同拖曳扭矩控制(CDTC)Cooperative Drag Torque Control。
eASC 电子防滑控制技术,可动态识别颠簸/湿滑路面,智能调节扭矩,大幅提升行驶安全与平顺性。通过路况输入、策略计算,精准输出策略、快速调整扭矩。
动态抑制轮端波动,实现车辆晃动、滑移的快速、有效收敛。
在上海天马赛道,智驾网在湿滑路面特意测试了一功能,其反应速度大大超越了人体感知打滑的时间。
也就是说如果在外面看,是能够发现轮子打滑,但车辆迅速自我调整,在驾驶者尚未发现打滑状态时车辆已经实现了前进。
减速带、坑洼、砂石路面↓: | ||
路面感知响应速度 快100倍 | 轮速波动稳定时间 缩减46% | 前向冲击感 减少31% |
湿滑地库、纯冰,纯雪,冰雪混合路面↓: | ||
打滑程度 降低35% | 冲击度 降低30% | 甩尾风险 降低25% |
协同拖曳扭矩控制(CDTC)通过优化电制动扭矩与液压制动力矩协同,加强电机与液压制动的协同控制,大幅提升行驶安全与体验一致性。
由于电动车制动系统的电液协同控制较为复杂,可能出现电快液慢的情况。且动能回收过程中,回收能力与电量及温度有关,当汽车充满电或处于低温状态时,不止动能回收受限,带来的刹车体验力度也不一,这时极易引发事故。
CDTC技术则能够动态调节力矩分配,使电液协同,兼顾能耗与驾乘体验,让驾控更稳定更平顺。
这一点电动汽车车主在冬天会有更直观的感受。
介绍完DATS动态自适应扭矩控制系统,我们最后再重点说一下车身智能控制系统:HUAWEI xMotion智能车身协同控制系统。
HUAWEI xMotion智能车身协同控制系统,可实现对电驱、制动、转向、悬架的多维度中央协同控制,做到智能调节、精准控制,减少行驶及制动过程中的颠簸和冲击感。
这一系统看似与DATS动态自适应扭矩控制系统的逻辑和原理一样,也是解决电机因扭矩响应快,容易打滑;以及电制动扭矩大,低附时轮胎容易抱死的问题。尤其是在能量回收场景下,汽车过减速带、坑洼路面等时易发生冲击大、前窜强、抖动大、横摆大的问题;在加速驱动场景下,汽车在驶过桥梁接缝、对接路面等时也可能产生加速弱、抖动大、横摆大等问题。
追根究底,问题产生的根本原因其实是电机扭矩响应快,容易打滑;以及电制动扭矩大,低附时轮胎容易抱死。如果不能进行智能车身的协同控制,则容易触发TCS或DTC等底盘功能,导致功能之间来回切换,产生冲击、扭矩波动等问题。
HUAWEI xMotion智能车身协同控制系统,带来的两项改进,一是可以实现自适应减振控制(ADC)Adaptive Damping Control,一是 智能舒适制动(ICB)Intelligent Comfortable Braking。
通过智能调节阻尼,通过增强滤振能力,汽车在经过不同路面时,所产生的振动与冲击也不相同。例如,在经过井盖时,易发生单侧跌落与车轮振动;而在经过连续减速带时,则容易产生连续的冲击与车轮振动。
ADC自适应减振技术的第一步,就是通过轮端加速度、轮速及悬架传感器等多数据融合,精准识别减速带、凹坑及路面颠簸等级。
其后,基于精准路面感知的结果,再进行四轮阻尼协同控制,实行前后轴、左右轮等多场景路况的协同控制,增强底盘的滤振能力,提升驾乘体验,做到高精度、快跟随、高实时响应。
iICB智能舒适制动技术通过智能动态调节,实现精准俯仰控制,抗“点头”、防“抬头”:结合制动和驱动需求,超前精细识别阻尼需求;多场景高实时主动调节阻尼力,抑制车身姿态俯仰,实现更舒适的制动感受,缓解晕车现象。
例如,当电动汽车在加速状态下,汽车由单悬架控制,而在制动情况下,将由悬架及制动协同控制;过减速带时,则由预瞄和悬架跨域协同。针对不同场景,均能实时、精准地调整阻尼力,更好地做到抗点头、减少晕车的发生。
以上这些问题,是电动车最为让人诟病的问题,业内一直在探索,原理,解决办法,事实上早有共识,但能解决到什么程度,各家企业的表现则千差万别。
而这在智界S7上,你只有上了赛道才能有最直观的感受。
这是华为通引入算法,通过AI技术的加持,让智能底盘这一技术成为大众消费者可接触到的量产技术。
这一技术对于华为赋能造车有着历史意义,因为车毕竞还是需要开的。
在鸿蒙座舱、智驾功能之外,华为系的车型,在驾控层面也是天花板级的。也不是说,华为系车型在各个层面的技术方面已经没有短板了。
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