汽車智能底盤原理及技術(shù) 課件全套 張俊智 第1-7章 汽車底盤的電動(dòng)化與智能化 -智能底盤冗余及容錯(cuò)技術(shù)

智能電動(dòng)底盤的原理與控制第1講

汽車底盤的電動(dòng)化與智能化1主要內(nèi)容汽車底盤技術(shù)的變革關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀行業(yè)行動(dòng)發(fā)展趨勢(shì)和展望22研究背景電動(dòng)化革命智能化革命內(nèi)燃機(jī)汽車電動(dòng)汽車智能電動(dòng)汽車電動(dòng)底盤智能電動(dòng)底盤機(jī)械底盤3汽車底盤的發(fā)展為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、座艙系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)提供承載平臺(tái)，具備認(rèn)知、預(yù)判和控制車輪與地面間相互作用、管理自身運(yùn)行狀態(tài)的能力，具體實(shí)現(xiàn)車輛智能行駛?cè)蝿?wù)的系統(tǒng)。由電動(dòng)化動(dòng)力裝置、傳動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系組成，支承、安裝汽車各部件，形成汽車的整體造型，保證車輛正常行駛的系統(tǒng)。由傳動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系四部分組成，支承、安裝汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，承受發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，保證車輛正常行駛的系統(tǒng)。智能電動(dòng)底盤電動(dòng)底盤機(jī)械底盤車輪與地面間的相互作用是汽車不同于其它運(yùn)載工具、不同于其它智能體的最本質(zhì)的屬性。4機(jī)電復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)：電機(jī)回饋制動(dòng)+摩擦制動(dòng)電動(dòng)化引發(fā)底盤制動(dòng)系統(tǒng)的變革制動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)的車輪拖動(dòng)電機(jī)發(fā)電，將車輛的動(dòng)能回收至動(dòng)力電池，用于驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行，同時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生回饋制動(dòng)力矩。5Tesla寧德時(shí)代動(dòng)力電池與底盤、車身的集成設(shè)計(jì)（CTC、CTB）比亞迪動(dòng)力電池由單一的“儲(chǔ)能件”變成了“儲(chǔ)能件+結(jié)構(gòu)件”電動(dòng)化引發(fā)底盤設(shè)計(jì)的變革6比亞迪+BoschdTCS(distributedTCS)牽引力控制系統(tǒng)移至電機(jī)控制器，電機(jī)控制器直接控制輪胎滑轉(zhuǎn)，提升了轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度。電機(jī)動(dòng)力學(xué)作用的強(qiáng)化,促進(jìn)了動(dòng)力域與底盤域的融合清華大學(xué)電機(jī)參與ABS制動(dòng)力矩回饋制動(dòng)摩擦制動(dòng)進(jìn)入ABS動(dòng)態(tài)力矩分量穩(wěn)態(tài)力矩分量理想制動(dòng)力矩時(shí)間提升了路面附著系數(shù)利用率電動(dòng)化引發(fā)底盤控制的變革7智能化對(duì)底盤提出新挑戰(zhàn)弗迪動(dòng)力BSC制動(dòng)冗余：BSC+RC伯特利WCBS制動(dòng)冗余：WCBS+EHC+EPB蜂巢智能轉(zhuǎn)向L3級(jí)全冗余自動(dòng)駕駛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)——高精度線控控制——功能安全離線容錯(cuò)切換控制設(shè)計(jì)在線容錯(cuò)切換控制器部署8智能化賦能底盤性能提升和功能擴(kuò)展差動(dòng)制動(dòng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向冗余制動(dòng)、轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)之間協(xié)同控制改善底盤動(dòng)力學(xué)控制性能支撐專業(yè)駕駛體驗(yàn)差動(dòng)制動(dòng)轉(zhuǎn)向故障9電動(dòng)化和智能化改變了傳統(tǒng)底盤的技術(shù)形態(tài)電動(dòng)化和智能化為底盤技術(shù)創(chuàng)新提供了突破口機(jī)械底盤電動(dòng)底盤智能電動(dòng)底盤摩擦制動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)底盤各執(zhí)行系統(tǒng)分立控制電機(jī)回饋制動(dòng)+摩擦制動(dòng)電池與底盤集成設(shè)計(jì)電機(jī)介入底盤縱向和橫向運(yùn)動(dòng)控制制動(dòng)、轉(zhuǎn)向線控化電機(jī)回饋制動(dòng)+線控制動(dòng)從功能安全出發(fā)的設(shè)計(jì)底盤各執(zhí)行系統(tǒng)互為冗余底盤各執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)同控制底盤設(shè)計(jì)底盤控制零部件10研究背景智能電動(dòng)底盤是決定智能電動(dòng)汽車運(yùn)動(dòng)安全、駕乘體驗(yàn)、運(yùn)行能效等的基石轉(zhuǎn)向底盤控制制動(dòng)智能電動(dòng)底盤承載平臺(tái)提供動(dòng)力保障安全運(yùn)動(dòng)安全高效節(jié)能駕駛舒適懸架電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)11智能電動(dòng)底盤的基本屬性安全主被動(dòng)一體化安全功能安全預(yù)期功能安全信息安全體驗(yàn)車控協(xié)同提升駕乘體驗(yàn)自迭代的個(gè)性化駕乘體驗(yàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)專業(yè)駕乘體驗(yàn)低碳低能耗行駛執(zhí)行部件能耗域控計(jì)算平臺(tái)能耗傳感部件能耗12研究背景攻克底盤技術(shù)是國(guó)家戰(zhàn)略需求2023年6月2日國(guó)務(wù)院總理李強(qiáng)主持召開國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，指出要加強(qiáng)底盤架構(gòu)攻關(guān)。純電動(dòng)汽車零碳燃料混合動(dòng)力汽車燃料電池汽車動(dòng)力電池與燃料電池智能底盤智能駕駛新能源汽車戰(zhàn)略規(guī)劃電動(dòng)化和智能化為底盤技術(shù)的趕超發(fā)展創(chuàng)造了難得的歷史機(jī)遇13主要內(nèi)容汽車底盤技術(shù)的變革關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀行業(yè)行動(dòng)發(fā)展趨勢(shì)和展望1414關(guān)鍵技術(shù)底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)和測(cè)試技術(shù)15關(guān)鍵技術(shù)：底盤物理架構(gòu)底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)16底盤物理架構(gòu)現(xiàn)狀電池模組模塊化結(jié)構(gòu)電芯托盤電池上蓋模組車身地板電池“三明治”結(jié)構(gòu)：CTP粘接劑托盤粘接劑電池上蓋電芯車身地板整車“三明治”結(jié)構(gòu)：CTC/CTB

粘接劑托盤粘接劑車身地板集成電池上蓋電芯電池與底盤集成程度不斷加深電池與底盤集成技術(shù)（CTC）、電池與車身集成技術(shù)（CTB）逐步推向量產(chǎn)CTB技術(shù)Tesla比亞迪應(yīng)用車型:海豹CTC技術(shù)應(yīng)用車型:ModelY底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)17底盤物理架構(gòu)現(xiàn)狀Rivian滑板底盤解構(gòu)三電系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)與下車體承載結(jié)構(gòu)高度集成滑板底盤成為底盤創(chuàng)新構(gòu)型底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)18底盤物理架構(gòu)現(xiàn)狀舍弗勒驅(qū)轉(zhuǎn)一體滑板底盤主銷轉(zhuǎn)向傳統(tǒng)減振器+螺旋彈簧MOBIS-eCornerSystem驅(qū)動(dòng)+制動(dòng)+轉(zhuǎn)向+懸架高度集成驅(qū)轉(zhuǎn)一體角模塊概念已初露端倪底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)19關(guān)鍵技術(shù)：底盤電子電氣架構(gòu)“電氣電子架構(gòu)”是指電子硬件、網(wǎng)絡(luò)通信、軟件應(yīng)用和布線融合成的集成系統(tǒng)，該系統(tǒng)管理車輛控制、車身和安全、信息娛樂(lè)、主動(dòng)安全以及其他舒適、便利和連接功能等領(lǐng)域中越來(lái)越多的車輛功能。電子電氣架構(gòu)是實(shí)現(xiàn)智能底盤功能的基礎(chǔ)融合發(fā)展給底盤電子電氣架構(gòu)帶來(lái)新挑戰(zhàn)電子電氣架構(gòu)數(shù)據(jù)交換底盤內(nèi)各系統(tǒng)協(xié)同控制通訊帶寬對(duì)外通訊拓展性和靈活性計(jì)算能力底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)20底盤電子電氣架構(gòu)現(xiàn)狀底盤域控可實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦和軟件分層控制，實(shí)現(xiàn)核心算法上移至域控制器或中央控制器并進(jìn)行協(xié)同控制由獨(dú)立分散控制架構(gòu)向集中式域控架構(gòu)進(jìn)化分散控制懸架ECU轉(zhuǎn)向ECU制動(dòng)ECU驅(qū)動(dòng)ECU集中式域控懸架ECU轉(zhuǎn)向ECU制動(dòng)ECU驅(qū)動(dòng)ECU底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)21關(guān)鍵技術(shù)：電動(dòng)化動(dòng)力總成底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)電機(jī)/電控/減速器八合一電驅(qū)動(dòng)集中式多合一驅(qū)動(dòng)輪邊/輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)單元DC-DC電控電機(jī)&減速器驅(qū)動(dòng)部件分立前/后車輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)裝置/差速器/減速器高集成化分布式驅(qū)動(dòng)是電動(dòng)化動(dòng)力總成的重要發(fā)展方向電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成化水平不斷提升22電動(dòng)化動(dòng)力總成現(xiàn)狀我國(guó)自主品牌車企推出四電機(jī)構(gòu)型產(chǎn)品，分布式驅(qū)動(dòng)發(fā)展迎來(lái)新的需求分布式電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)一步提升四輪縱、橫向附著控制能力底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)23制動(dòng)系統(tǒng)類型傳統(tǒng)制動(dòng)線控制動(dòng)傳統(tǒng)液壓電控液壓（EHB）機(jī)械電子（EMB）輸入制動(dòng)踏板制動(dòng)踏板制動(dòng)踏板傳遞真空助力器+液壓管路液壓管路+電信號(hào)電信號(hào)執(zhí)行壓力調(diào)節(jié)器+制動(dòng)器電動(dòng)助力壓力調(diào)節(jié)器+制動(dòng)器EMB制動(dòng)器關(guān)鍵技術(shù)：線控制動(dòng)線控制動(dòng)取消了制動(dòng)踏板和制動(dòng)器之間的機(jī)械連接，通過(guò)踏板傳感器采集駕駛員制動(dòng)意圖或者接收智能駕駛控制器的制動(dòng)請(qǐng)求，進(jìn)而由制動(dòng)控制單元處理電子信號(hào)并控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出制動(dòng)力。底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)24線控制動(dòng)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)EMB發(fā)展速度遠(yuǎn)超預(yù)期，產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度與國(guó)外基本同步EHB是當(dāng)前線控制動(dòng)主流方案布雷博菲格智能格陸博華為博世-IPB大陸-MKC1evo伯特利-WCBS弗迪動(dòng)力-BSCEMB是線控制動(dòng)最優(yōu)方案底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)25關(guān)鍵技術(shù)：線控轉(zhuǎn)向線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)把依靠轉(zhuǎn)向管柱連接轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的傳統(tǒng)方式，改變?yōu)橛呻娍叵到y(tǒng)直接進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制，完全由電信號(hào)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的信息傳遞和控制。其最顯著的特征是去掉了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中從轉(zhuǎn)向盤到與轉(zhuǎn)向輪（轉(zhuǎn)向執(zhí)行器）間的機(jī)械連接，采用機(jī)電執(zhí)行器代替了傳統(tǒng)的機(jī)械控制機(jī)構(gòu)。底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)26舍弗勒Z(yǔ)F耐世特TeslaCybertruck雷克薩斯RZ豐田bZ4X世寶蜂巢轉(zhuǎn)向德科智控線控轉(zhuǎn)向現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)線控轉(zhuǎn)向已有較好基礎(chǔ)，具備裝車應(yīng)用條件線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展迅速，國(guó)外部分車型已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)27關(guān)鍵技術(shù)：底盤狀態(tài)估計(jì)準(zhǔn)確實(shí)時(shí)獲取底盤關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)是智能汽車發(fā)展的必然要求高性能控制依賴高精度狀態(tài)參數(shù)時(shí)變、非線性、動(dòng)力學(xué)耦合無(wú)法通過(guò)量產(chǎn)傳感器直接測(cè)量準(zhǔn)確估計(jì)對(duì)車輛穩(wěn)定性控制至關(guān)重要智能汽車運(yùn)動(dòng)控制需要向全工況發(fā)展?fàn)顟B(tài)參數(shù)不同控制能力不同應(yīng)用場(chǎng)景不同底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)28底盤狀態(tài)估計(jì)技術(shù)現(xiàn)狀輪胎-路面峰值附著系數(shù)估計(jì)感知信息車輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)質(zhì)心側(cè)偏角估計(jì)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型車輛動(dòng)力學(xué)模型視覺(jué)信息多源信息融合是底盤狀態(tài)估計(jì)的最佳途徑基于動(dòng)力學(xué)和感知信息的輪胎-路面峰值附著系數(shù)融合估計(jì)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)與視覺(jué)信息融合估計(jì)底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)29關(guān)鍵技術(shù)：運(yùn)動(dòng)安全控制運(yùn)動(dòng)安全控制是智能電動(dòng)底盤的重要賦能技術(shù)智能化為底盤運(yùn)動(dòng)安全控制提供了極大的技術(shù)空間高速過(guò)彎緊急避撞濕滑路面為車輛提供傳統(tǒng)底盤無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能和性能底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)30運(yùn)動(dòng)安全控制技術(shù)現(xiàn)狀華為xMotion2.0車身運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、懸架進(jìn)行中央?yún)f(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)了全方位車身姿態(tài)控制。博世VDC2.0車輛動(dòng)態(tài)控制通過(guò)制動(dòng)、動(dòng)力總成系統(tǒng)、線控轉(zhuǎn)向協(xié)同控制，最大化底盤運(yùn)動(dòng)安全性能。比亞迪iADC智能漂移控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)車身姿態(tài)監(jiān)控，計(jì)算出合適的前后軸電機(jī)扭矩分配比，輔助駕駛員靈敏進(jìn)入漂移狀態(tài)。底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)31關(guān)鍵技術(shù)：底盤功能安全功能安全技術(shù)通過(guò)確保系統(tǒng)在預(yù)期操作條件下，即便遇到硬件故障、軟件錯(cuò)誤或其他不可預(yù)見(jiàn)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，仍能執(zhí)行必要的安全功能，從而保障人身安全、避免重大財(cái)產(chǎn)損失，成為智能電動(dòng)底盤不可或缺的一部分。功能安全是智能電動(dòng)底盤的基礎(chǔ)支撐技術(shù)底盤智能化后，制動(dòng)、轉(zhuǎn)向都已線控化，須防止系統(tǒng)故障導(dǎo)致的不可接受風(fēng)險(xiǎn)底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)32底盤功能安全技術(shù)現(xiàn)狀線控轉(zhuǎn)向冗余架構(gòu)控制模式33底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)底盤功能安全技術(shù)現(xiàn)狀ZF線控轉(zhuǎn)向-部分冗余方案34底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)底盤功能安全技術(shù)現(xiàn)狀ZF線控轉(zhuǎn)向-完全冗余方案35底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)底盤功能安全技術(shù)現(xiàn)狀博世IPB+RBU線控制動(dòng)冗余方案36底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)：失效運(yùn)行控制線控底盤取消機(jī)械連接對(duì)安全策略提出了更高要求機(jī)械底盤機(jī)械硬連接與駕駛員操作耦合不支持自動(dòng)駕駛故障后駕駛員自動(dòng)備份助力轉(zhuǎn)向助力制動(dòng)被動(dòng)懸架燃油發(fā)動(dòng)機(jī)智能底盤電氣軟連接與駕駛員操作解耦線控轉(zhuǎn)向線控制動(dòng)線控懸架電驅(qū)/制動(dòng)自動(dòng)駕駛的執(zhí)行基礎(chǔ)故障后依賴安全策略底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)37失效運(yùn)行控制技術(shù)現(xiàn)狀前EHB后EMB左后右后IPB右前左前MMM電動(dòng)轉(zhuǎn)向失效差扭轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向故障驅(qū)制動(dòng)差動(dòng)轉(zhuǎn)向容錯(cuò)切換控制異構(gòu)冗余機(jī)構(gòu)容錯(cuò)切換控制制動(dòng)故障EHB/EMB容錯(cuò)切換控制底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)38關(guān)鍵技術(shù)：軟件架構(gòu)面向服務(wù)的SOA架構(gòu)適合座艙域，亟需設(shè)計(jì)符合底盤特性的軟件架構(gòu)SOA架構(gòu)資源開銷大，實(shí)時(shí)性低分層架構(gòu)資源開銷小實(shí)時(shí)性高SOA架構(gòu)分層架構(gòu)數(shù)據(jù)組件服務(wù)API應(yīng)用服務(wù)總線關(guān)車門調(diào)燈光調(diào)座椅看視頻車門服務(wù)視頻燈光座椅服務(wù)燈光控制座椅控制視頻控制車門控制車輛數(shù)據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)行為數(shù)據(jù)感知數(shù)據(jù)底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)39底盤軟件架構(gòu)技術(shù)現(xiàn)狀具備跨域/跨系統(tǒng)協(xié)同控制能力，支撐縱橫垂融合控制具備失效運(yùn)行控制能力具備極限動(dòng)力學(xué)控制能力底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)40關(guān)鍵技術(shù)：開發(fā)和測(cè)試技術(shù)1）智能電動(dòng)底盤及其所屬總成開發(fā)驗(yàn)證流程。2）涵蓋車輛動(dòng)力學(xué)、機(jī)/電/液執(zhí)行系統(tǒng)、底盤各傳感器、E/E架構(gòu)、底盤域控制器及總成控制單元的智能底盤模型、測(cè)試場(chǎng)景及測(cè)試用例。3）支撐開發(fā)和測(cè)試的通用系統(tǒng)，包括工具鏈（測(cè)試支持軟件、測(cè)試管理軟件、評(píng)價(jià)分析軟件、報(bào)告生成軟件等）、測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)、仿真器硬件等。4）一系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（包括測(cè)試方法、開發(fā)方法、模型接口、測(cè)試場(chǎng)景/工況、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等）。經(jīng)緯恒潤(rùn)基礎(chǔ)軟件解決方案系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)V形流程底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)41底盤測(cè)試技術(shù)現(xiàn)狀場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)下的虛實(shí)結(jié)合仿真測(cè)試技術(shù)基于模型的XiL多層級(jí)在環(huán)測(cè)試流程基于模型的XiL多層級(jí)在環(huán)的虛實(shí)結(jié)合仿真測(cè)試技術(shù)是當(dāng)前研究熱點(diǎn)實(shí)車場(chǎng)地測(cè)試無(wú)法精準(zhǔn)、穩(wěn)定復(fù)現(xiàn)極限邊界場(chǎng)景底盤架構(gòu)電動(dòng)化動(dòng)力總成線控制動(dòng)線控轉(zhuǎn)向狀態(tài)估計(jì)運(yùn)動(dòng)安全控制底盤功能安全失效運(yùn)行控制軟件架構(gòu)開發(fā)測(cè)試技術(shù)42主要內(nèi)容汽車底盤技術(shù)的變革關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀行業(yè)行動(dòng)發(fā)展趨勢(shì)和展望43432022年：《電動(dòng)汽車智能底盤技術(shù)路線圖》線控制動(dòng)與底盤智能控制工作組50多家企業(yè)100多名專家23萬(wàn)字44第一部分智能底盤總體技術(shù)路線圖第一章汽車底盤的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)第二章智能底盤的技術(shù)范圍及基本屬性第三章智能底盤總體路線圖第二部分乘用車智能底盤技術(shù)路線圖第四章乘用車智能底盤第五章乘用車智能底盤構(gòu)型的組成要素第六章乘用車智能底盤控制第七章乘用車智能底盤的冗余第三部分商用車智能底盤技術(shù)路線圖第八章商用車智能底盤第九章商用車智能底盤構(gòu)型的組成要素第十章商用車智能底盤控制第十一章商用車智能底盤的冗余第四部分線控制動(dòng)與線控轉(zhuǎn)向技術(shù)路線圖第十二章線控制動(dòng)系統(tǒng)第十三章線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第五部分開發(fā)測(cè)試平臺(tái)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范技術(shù)路線圖第十四章智能底盤的開發(fā)測(cè)試平臺(tái)第十五章智能底盤標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范2022年：《電動(dòng)汽車智能底盤技術(shù)路線圖》452025電動(dòng)汽車智能底盤技術(shù)平臺(tái)與產(chǎn)品平臺(tái)定義發(fā)布啟動(dòng)平臺(tái)定義技術(shù)平臺(tái)組定義面向2025年的智能底盤技術(shù)體系、細(xì)化描述牽引性技術(shù)、確定牽引性指標(biāo)總體組總體目標(biāo)、重點(diǎn)行動(dòng)、總體協(xié)調(diào)咨詢組工信部相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)會(huì)領(lǐng)導(dǎo)、電動(dòng)汽車聯(lián)盟技術(shù)專家組乘用車產(chǎn)品平臺(tái)組極限運(yùn)動(dòng)小組&城市運(yùn)行小組&高端公務(wù)小組&智能越野小組產(chǎn)品平臺(tái)細(xì)化描述及對(duì)應(yīng)的牽引性技術(shù)商用車產(chǎn)品平臺(tái)組重卡小組&輕卡小組&客車小組&礦用等特種車小組產(chǎn)品平臺(tái)細(xì)化描述及對(duì)應(yīng)的牽引性技術(shù)線控制動(dòng)系統(tǒng)組線控液壓制動(dòng)、線控氣壓制動(dòng)、EMB等牽引性技術(shù)和產(chǎn)品描述線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組乘用車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、商用車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等牽引性技術(shù)和產(chǎn)品描述開發(fā)與測(cè)試平臺(tái)組2025年智能底盤牽引性測(cè)試場(chǎng)景、開發(fā)工具鏈等的細(xì)化描述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范組智能底盤關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)、牽引性指標(biāo)等的標(biāo)準(zhǔn)化描述，并推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)工作2023年：“電動(dòng)汽車智能底盤平臺(tái)定義”462023年：“電動(dòng)汽車智能底盤平臺(tái)定義”乘用車底盤產(chǎn)品平臺(tái)商用車底盤產(chǎn)品平臺(tái)面向2025智能底盤技術(shù)平臺(tái)定義二、智能底盤總體架構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)三、智能底盤切換控制技術(shù)四、智能底盤健康狀態(tài)管理技術(shù)五、智能底盤開發(fā)測(cè)試技術(shù)一、智能底盤關(guān)鍵零部件技術(shù)1.輪邊電機(jī)與EMB集成的雙電制動(dòng)系統(tǒng)2.線控轉(zhuǎn)向與差動(dòng)轉(zhuǎn)向集成的多模轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.可變行程和可變特性的自適應(yīng)主動(dòng)懸架4.智能底盤軟硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)5.新構(gòu)型底盤的集成設(shè)計(jì)6.多模式時(shí)序協(xié)同的底盤切換控制7.自駕-座艙-底盤多域融合控制8.底盤關(guān)鍵部件壽命預(yù)測(cè)與性能演化9.底盤異常狀態(tài)的感知與管理10.執(zhí)行機(jī)構(gòu)在環(huán)的駕駛模擬器測(cè)試定義面向智能駕駛的智能底盤十大牽引性技術(shù)472024年：?jiǎn)?dòng)智能底盤技術(shù)與指標(biāo)體系重構(gòu)工作48重構(gòu)智能電動(dòng)底盤技術(shù)體系底盤設(shè)計(jì)底盤控制開發(fā)測(cè)試關(guān)鍵零部件面向2030年的智能電動(dòng)底盤技術(shù)體系復(fù)合線控制動(dòng)多模式轉(zhuǎn)向多域深度集成的智能底盤設(shè)計(jì)跨域協(xié)同的智能底盤全過(guò)程控制面向綜合安全開發(fā)的智能底盤測(cè)試裝備49復(fù)合線控制動(dòng)-確定增量技術(shù)、增量指標(biāo)，給出具體定義、定量或定性描述電驅(qū)動(dòng)復(fù)合制動(dòng)一體化、全線控、分布式；深度改變傳統(tǒng)防滑、防抱死、穩(wěn)定性控制的具體實(shí)施。1.

輪邊電機(jī)+EMB制動(dòng)；2.輪轂電機(jī)+EMB制動(dòng)；3.電機(jī)+單輪獨(dú)立線控液壓；4.其它機(jī)電復(fù)合的分布式制動(dòng)等。最大回饋制動(dòng)能力、復(fù)合制動(dòng)一致性、電機(jī)介入縱向動(dòng)力學(xué)控制程度、冗余與功能安全等體系重構(gòu)工作：關(guān)鍵零部件方面50體系重構(gòu)工作：關(guān)鍵零部件方面多模式轉(zhuǎn)向-確定增量技術(shù)、增量指標(biāo)，給出具體定義、定量或定性描述轉(zhuǎn)向逐漸實(shí)現(xiàn)異構(gòu)冗余、全線控、縱橫向深度協(xié)同；重新定義極限工況下可操縱性、高速工況下的穩(wěn)定性、低速工況下靈活性。1.

前軸線控轉(zhuǎn)向；2.后軸轉(zhuǎn)向；3.差動(dòng)轉(zhuǎn)向；4.

單輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向等。差動(dòng)介入橫向動(dòng)力學(xué)控制程度、異構(gòu)轉(zhuǎn)向能力極限、冗余與功能安全等51體系重構(gòu)工作：底盤設(shè)計(jì)方面多域深度集成的智能底盤設(shè)計(jì)-確定增量技術(shù)、增量指標(biāo)，給出具體定義、定量或定性描述集成度更高、結(jié)構(gòu)更安全、軟件定義；駕乘更安全、更舒適，能效更優(yōu)越。1.電機(jī)電池與底盤的集成；2.面向功能安全的機(jī)械電子電氣融合設(shè)計(jì)等。底盤電池動(dòng)力系統(tǒng)集成程度、底盤輕量化水平與碰撞安全性、功能安全、信息安全等52體系重構(gòu)工作：底盤控制方面跨域協(xié)同的智能底盤全過(guò)程控制-確定增量技術(shù)、增量指標(biāo)，給出具體定義、定量或定性描述協(xié)同/融合程度更高、可控工況更復(fù)雜、控制模式自適應(yīng)；重新定義底盤縱橫垂控制方式、重新定義底盤控制的交互邊界。1.動(dòng)力與底盤一體化控制；2.自駕與底盤一體化控制；3.正常-故障-失效運(yùn)行切換控制等?？v橫垂協(xié)調(diào)控制水平、首次故障后縱橫向協(xié)同可控性、跨系統(tǒng)冗余切換時(shí)間等53體系重構(gòu)工作：開發(fā)測(cè)試方面面向綜合安全開發(fā)的智能底盤測(cè)試裝備-確定增量技術(shù)、增量指標(biāo)，給出具體定義、定量或定性描述負(fù)載高動(dòng)態(tài)、場(chǎng)景高擬真、系統(tǒng)多聯(lián)動(dòng)；從測(cè)試評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)橹尉C合安全算法的實(shí)時(shí)研發(fā)，降低實(shí)車標(biāo)定工作量，且提供更為豐富的智能底盤安全場(chǎng)景。1.面向功能安全的測(cè)試技術(shù)與裝備；2.面向極限安全的測(cè)試技術(shù)與裝備；3.底盤執(zhí)行機(jī)構(gòu)在環(huán)的駕駛模擬設(shè)備等。底盤執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)載模擬水平、故障注入覆蓋度、底盤極端工況擬真度、面向綜合安全測(cè)試的場(chǎng)景覆蓋度等54重構(gòu)智能電動(dòng)底盤指標(biāo)體系電動(dòng)汽車智能底盤指標(biāo)體系增量的牽引性指標(biāo)底盤電池動(dòng)力系統(tǒng)集成程度底盤輕量化水平與碰撞安全性縱橫垂協(xié)調(diào)控制水平……故障注入覆蓋度底盤極端工況擬真度底盤執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)載模擬水平面向綜合安全測(cè)試的場(chǎng)景覆蓋度……底盤設(shè)計(jì)與控制底盤開發(fā)測(cè)試首次故障后縱橫向協(xié)同可控性復(fù)合制動(dòng)一致性電機(jī)介入縱向動(dòng)力學(xué)控制程度首次故障后制動(dòng)可控性冗余制動(dòng)安全性……多模式轉(zhuǎn)向復(fù)合線控制動(dòng)異構(gòu)轉(zhuǎn)向能力極限首次故障后轉(zhuǎn)向可控性主冗協(xié)同控制性能……差動(dòng)介入橫向動(dòng)力學(xué)控制程度55主要內(nèi)容汽車底盤技術(shù)的變革關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀行業(yè)行動(dòng)發(fā)展趨勢(shì)和展望5656線控液壓、半主動(dòng)懸架等實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)國(guó)內(nèi)線控制動(dòng)搭載情況國(guó)內(nèi)半主動(dòng)懸架搭載情況底盤部件線控化程度加深，逐漸實(shí)現(xiàn)全線控集中式線控液壓EHB正在成為主流方案空氣懸架成為主流市場(chǎng)熱門配置之一57EMB處于量產(chǎn)落地前夕四輪EMB/全干式EMB正在成為量產(chǎn)方向EMB國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)25-26年落地技術(shù)趨于成熟，多家企業(yè)多輪冬標(biāo)58驅(qū)動(dòng)制動(dòng)一體化正在成為智能底盤新特征分布式驅(qū)動(dòng)電機(jī)與EMB互補(bǔ)，加快二者技術(shù)量產(chǎn)落地步伐輪邊電機(jī)+EMB輪轂電機(jī)+EMB電機(jī)介入底盤，引發(fā)了底盤零部件系統(tǒng)的深度變革59驅(qū)制轉(zhuǎn)懸集成的行駛單元技術(shù)成為熱點(diǎn)面向高速運(yùn)行的行駛單元有望在2030年滿足量產(chǎn)要求集成化高壓化低壓電氣系統(tǒng)進(jìn)入“高壓化”時(shí)代60智能底盤跨域協(xié)同程度加深底盤與動(dòng)力的深度協(xié)同，促進(jìn)底盤控制的飛躍發(fā)展基于電機(jī)的動(dòng)力學(xué)控制縱橫垂的融合控制比亞迪+BoschdTCS清華基于運(yùn)動(dòng)力矩解耦的底盤運(yùn)動(dòng)安全控制架構(gòu)動(dòng)力域與底盤域的跨域協(xié)同底盤內(nèi)制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、懸架的智能融合清華智能底盤應(yīng)用層軟件架構(gòu)長(zhǎng)城融合了EMB、線控轉(zhuǎn)向、后輪轉(zhuǎn)向、主動(dòng)力懸架等61智能底盤安全功能逐步擴(kuò)展構(gòu)建正常、故障、容錯(cuò)等狀態(tài)的時(shí)序協(xié)同與統(tǒng)一切換控制體系主動(dòng)安全故障安全復(fù)合ABS-機(jī)電切換復(fù)合ESC-機(jī)電切換轉(zhuǎn)向嚴(yán)重故障-差動(dòng)轉(zhuǎn)向制動(dòng)嚴(yán)重故障-極限漂移62智能底盤安全功能逐步擴(kuò)展極限運(yùn)動(dòng)控制、二次運(yùn)動(dòng)規(guī)劃等是底盤控制體系的增量創(chuàng)新功能極限場(chǎng)景復(fù)雜多變，嚴(yán)重威脅車輛行駛安全丁字路口碰撞濕滑路面高速AEB避撞難題高速過(guò)彎極限運(yùn)動(dòng)控制二次運(yùn)動(dòng)規(guī)劃63底盤與自動(dòng)駕駛正在深度融合底盤智能控制成為自動(dòng)駕駛的安全保障一段式端到端兩段式端到端感知增強(qiáng)機(jī)器視覺(jué)與動(dòng)力學(xué)融合的附著估計(jì)感知規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)、軌跡控制網(wǎng)絡(luò)感知-規(guī)劃-控制的網(wǎng)絡(luò)一體化充分激勵(lì)的精確估計(jì)+視覺(jué)近似估計(jì)安全保障：智能底盤運(yùn)動(dòng)軌跡二次規(guī)劃安全保障：智能底盤最小自駕功能64第二章智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)智能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)課前小討論66比亞迪電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了顯著的迭代和進(jìn)步。該系統(tǒng)從分立式發(fā)展起步，逐步演進(jìn)至“3+3”模式，最終發(fā)展到目前的多合一高集成度生產(chǎn)平臺(tái)。其中，第四代電驅(qū)動(dòng)技術(shù)尤為突出，作為全球首款量產(chǎn)的集成八大部件的深度集成動(dòng)力模塊，其不僅集成了驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器、減速器、整車控制器等關(guān)鍵部件，還顯著減少了體積和重量，提升了系統(tǒng)綜合效率至89%。此外，基于e平臺(tái)3.0開發(fā)，該電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已成功搭載于比亞迪的e3.0首款轎車及純電動(dòng)SUV上，展現(xiàn)了其輕量化、小型化、高效率和高智能的核心優(yōu)勢(shì)。這一系列的發(fā)展表明，比亞迪在電驅(qū)動(dòng)技術(shù)方面持續(xù)創(chuàng)新，致力于提供更為先進(jìn)、高效的新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)。目前汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要類型有哪些？其發(fā)展趨勢(shì)是什么？第二章

智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

67智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理1.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由傳感器、電子控制單元及執(zhí)行器三大部分組成智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛的狀態(tài)和駕駛員的操作將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛動(dòng)力的精確控制智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理69電路磁路機(jī)械能電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)是依據(jù)電磁感應(yīng)定律和電磁力定律實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換和信號(hào)傳遞的裝置。1.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理70交流異步電機(jī)永磁同步電機(jī)變壓器旋轉(zhuǎn)電機(jī)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)1）按運(yùn)動(dòng)方式分類：2）按功能方式分類：電機(jī)發(fā)電機(jī)：由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能電動(dòng)機(jī)：將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)電力機(jī)械變壓器、變流機(jī)、變頻機(jī)、移相器：分別用于改變電壓、電流、頻率和相位控制電機(jī)：進(jìn)行信號(hào)的傳遞和轉(zhuǎn)換，控制系統(tǒng)中的執(zhí)行，檢測(cè)或解算元件電機(jī)1.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)分類智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理71定子：主要包括定子繞組和定子鐵心兩部分。定子繞組主要分為分布式和集中式兩種形式；轉(zhuǎn)子：包含永磁體、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)軸、軸承等。根據(jù)永磁體在轉(zhuǎn)子上的不同安放位置，永磁同步電機(jī)通常被分為表貼式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。1.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)永磁同步電機(jī)（PMSM）是一種先進(jìn)的電動(dòng)機(jī)，其核心部件包括定子、轉(zhuǎn)子以及端蓋等，這些部件共同協(xié)作以實(shí)現(xiàn)高效的能量轉(zhuǎn)換和動(dòng)力輸出。智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理72基本原理：當(dāng)向定子繞組通入交流電時(shí)，會(huì)在定子內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。由于永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)與定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間存在相互作用，轉(zhuǎn)子會(huì)受到定子磁場(chǎng)的吸引和排斥力，從而跟隨定子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)。由于其幅值大小不變，這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的軌跡便形成一個(gè)圓，稱為圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。1.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)在電機(jī)內(nèi)部，轉(zhuǎn)子上安裝了永磁體，而定子上則繞有繞組永磁體提供的恒定磁場(chǎng)使得電機(jī)在不同負(fù)載下都能保持較好的性能，并且具有較寬的調(diào)速范圍通過(guò)精確控制定子電流的頻率和相位，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的精確調(diào)節(jié)智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理73定子：主要包括定子繞組和定子鐵心兩部分。鐵心是電動(dòng)機(jī)主磁路的關(guān)鍵部分，繞組主要功能是產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩；轉(zhuǎn)子：作為電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，同樣由鐵心和繞組組成，分為鼠籠式和繞線式兩種。1.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)異步電機(jī)異步電機(jī)是一種常見(jiàn)的交流電機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)主要包括定子和轉(zhuǎn)子兩部分。智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理74基本原理：當(dāng)定子磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在導(dǎo)條中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)E，因轉(zhuǎn)子導(dǎo)條彼此在端部短路，則感應(yīng)電勢(shì)在閉合回路內(nèi)產(chǎn)生電流i。電流方向與感應(yīng)電勢(shì)同方向。轉(zhuǎn)子受力后產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同方向。1.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)異步電機(jī)n

--電機(jī)轉(zhuǎn)速，單位：r/min；s--轉(zhuǎn)差率。電機(jī)轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速不相同，

即定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不同步，存在轉(zhuǎn)速差，

因此叫“異步電機(jī)”。通過(guò)改變轉(zhuǎn)差、

極數(shù)和定子頻率可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速的改變。在異步驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)中，

采用的是改變定子頻率，即采用所謂的變頻調(diào)速，通過(guò)改變電機(jī)控制器的輸出頻率來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理75概念：電機(jī)控制器是控制動(dòng)力電源與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間能量傳輸?shù)难b置，是電動(dòng)汽車三電核心部件之一。電機(jī)控制器的整體結(jié)構(gòu)如右圖所示。原理：電機(jī)控制器通過(guò)逆變電路輸出三相交流電壓，控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。其主要由功率模塊、高壓連接器、母線電容、低壓連接器、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、電流傳感器等部分構(gòu)成。1-母線維修蓋；2-上蓋；3-高壓連接器；4-控制和驅(qū)動(dòng)電路；5-旋變線束；6-電流傳感器；7-磁環(huán)；8-IGBT三相導(dǎo)電柱；9-母線電容；10-功率模塊；11-水道密封圈；12-低壓連接器屏蔽罩；13-三相銅排及支架；14-殼體；15-低壓連接器；16-出水口密封圈電機(jī)控制器基本組成1.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)電機(jī)控制器智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理76功率模塊是電機(jī)控制器的核心部件，主要作用是將動(dòng)力電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作。功率模塊的典型封裝結(jié)構(gòu)如圖所示，主要包括外殼、芯片、鍵合線、端子、陶瓷覆銅板和基板功率模塊典型封裝結(jié)構(gòu)1.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)電機(jī)控制器——功率模塊智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理77目前行業(yè)主流的功率模塊為：Si基IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）和SiC基MOSFET（金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管）。Si-IGBT及SiC-MOSFET功率模塊Si-IGBT功率模塊SiC-MOSFET功率模塊Si-IGBT芯片SiC-MOSFET芯片Si-IGBT及SiC-MOSFET芯片同規(guī)格下，SiC-MOSTET芯片和功率模塊顯著小于Si-IGBT芯片和功率模塊，可大幅提升控制器功率密度1.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)電機(jī)控制器——功率模塊智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理與Si-IGBT相比，SiC-MOSFET具有以下優(yōu)勢(shì)：更高的熱導(dǎo)率，即在高溫運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定性明顯提升。更高的電子飽和速度，故該功率器件導(dǎo)通損耗更低。更高的電子遷移率，使功率器件的工作頻率可以更高。更寬的禁帶寬度使其具有更高的耐壓能力。78SiC-MOSFET具備高頻、高壓、高效等多種優(yōu)勢(shì)，因此在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越多1.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)電機(jī)控制器——功率模塊智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理高壓連接器是在高壓電纜與高壓部件間，提供連接和分離功能的具有一組或者多組導(dǎo)體端子的部件。其工作電壓在60Vdc以上，主要由端子、絕緣體、塑殼、屏蔽環(huán)、密封件、高壓互鎖機(jī)構(gòu)等組成。高壓連接器791.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)電機(jī)控制器——高壓連接器高壓連接器在設(shè)計(jì)上集成了高壓安全、電磁屏蔽和防護(hù)結(jié)構(gòu)。高壓連接器廣泛應(yīng)用于電池系統(tǒng)、電機(jī)控制器、電機(jī)、DC/DC轉(zhuǎn)換器及車載充電器等設(shè)備。智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理母線電容位于母線正負(fù)極之間，可以穩(wěn)定動(dòng)力電池輸出母線電壓進(jìn)而減小電壓波動(dòng)，以及降低功率器件和母線回路中電感進(jìn)而抑制器件兩端的尖峰電壓。母線電容801.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)電機(jī)控制器——母線電容智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理母線電容主要是薄膜電容，它是以有機(jī)薄膜為絕緣介質(zhì)，在有機(jī)薄膜表面蒸鍍而成的金屬層作為電極，成對(duì)卷繞而成的電力電容器，具有容量穩(wěn)定，自感量小等優(yōu)點(diǎn)。適合應(yīng)用于使用條件苛刻、感量低、長(zhǎng)壽命、性能要求高的變流器中。81母線電容主要類型1.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)電機(jī)控制器——母線電容智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理低壓連接器負(fù)責(zé)連接電纜、信號(hào)線及電氣元件，適用于60VDC以下電壓的電流與信號(hào)傳輸。其主要包括外殼、插頭、插座、密封圈、鎖止機(jī)構(gòu)以及其他附件等。低壓連接器的應(yīng)用：①車內(nèi)照明、儀表盤、空調(diào)等基礎(chǔ)電氣系統(tǒng)；②制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及懸架控制系統(tǒng)等車輛關(guān)鍵外部控制器。82低壓連接器1.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)電機(jī)控制器——低壓連接器智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理低壓連接器一旦發(fā)生松動(dòng)，可能會(huì)引起動(dòng)力系統(tǒng)故障、安全功能失效、充電系統(tǒng)監(jiān)測(cè)異常等，嚴(yán)重影響車輛的安全性與可靠性。連接器設(shè)計(jì)需求：防塵防水要求:電驅(qū)安裝于車輛后副車架或前艙，工作環(huán)境較為惡劣，連接器須達(dá)到IP67、IPX9K防護(hù)等級(jí)；對(duì)外通信接共需要16~20位信號(hào)針及4位電源針（12V或24V,5AMax.）；防錯(cuò)設(shè)計(jì)、阻燃材料。83低壓連接器1.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)電機(jī)控制器——低壓連接器智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理84控制電路控制電路包括主控芯片及外圍電路、CAN通訊電路、模擬采樣電路、旋變解碼電路、過(guò)流和過(guò)壓保護(hù)電路以及PWM信號(hào)電路。1.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)電機(jī)控制器——控制電路工作原理：信號(hào)接收與處理：負(fù)責(zé)接收來(lái)自VCU和其他系統(tǒng)的信號(hào)，并通過(guò)內(nèi)置的微處理器處理這些信號(hào)。電機(jī)控制算法：控制板運(yùn)用預(yù)設(shè)的控制算法來(lái)計(jì)算出電機(jī)需要的電流、電壓或頻率等參數(shù)。安全與保護(hù)：控制板集成多種保護(hù)機(jī)制，如過(guò)溫保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)等。智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理85驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路主要包括電源電路、驅(qū)動(dòng)電路及保護(hù)電路。1.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)電機(jī)控制器——驅(qū)動(dòng)電路工作原理：功率轉(zhuǎn)換：負(fù)責(zé)將電池提供的直流電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的交流電。電機(jī)控制：驅(qū)動(dòng)板通過(guò)控制逆變器的開關(guān)狀態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩。信號(hào)處理：驅(qū)動(dòng)板中的微處理器或數(shù)字信號(hào)處理器解析指令，并計(jì)算出合適的電機(jī)控制策略。反饋回路：驅(qū)動(dòng)板中的傳感器（如電流傳感器），持續(xù)監(jiān)測(cè)電機(jī)的狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)反饋給控制器。智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理

霍爾傳感器861.1智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)電機(jī)控制器——電流傳感器智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理1.2電機(jī)控制原理直流交流位置傳感器電流傳感器電壓采樣電流反饋位置(角度)反饋母線電容

電機(jī)控制算法電機(jī)控制器能夠?qū)?dòng)力電池的直流電轉(zhuǎn)換成幅值、頻率可控的交流電，用于控制電機(jī)輸出車輛需求的扭矩，其中電機(jī)控制算法發(fā)揮了核心的作用。智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理22自然坐標(biāo)系(ABC)兩相靜止坐標(biāo)系(αβ)兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系(dq)Clark變換Park變換反Clark變換反Park變換

Clark變換矩陣：Park變換矩陣：

逆Clark變換矩陣：

Clark變換：逆Clark變換：逆Park變換矩陣：

Park變換：逆Park變換：

1.2電機(jī)控制原理坐標(biāo)變化前饋解耦

智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理23傳統(tǒng)PID控制器的位置式表達(dá)式：

增量型表達(dá)式（由①-②得）：

永磁同步電機(jī)d、q軸電壓方程：

解耦后：d、q軸存在耦合d、q軸各自獨(dú)立PID的增量型算法可以消除位置型算法中的累加誤差，減少存儲(chǔ)單元，便于程序的編寫。

解耦后d、q軸的被控對(duì)象不存在相互間的參數(shù)擾動(dòng)，大大提高控制性能。

PID控制前饋解耦1.2電機(jī)控制原理電流閉環(huán)調(diào)節(jié)智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理24

三相電壓合成的空間矢量：

能夠最大化直流母線電壓的利用率，是正弦PWM輸出電壓的1.154倍；減小諧波含量，從而減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更平滑的電機(jī)控制。

SVPWM是一種脈寬調(diào)制技術(shù)，相比傳統(tǒng)的正弦PWM可提高直流母線電壓利用率，降低諧波含量，提高電機(jī)性能和效率。1.2電機(jī)控制原理空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)第二章

智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

91智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)其工作原理是通過(guò)主電機(jī)與傳動(dòng)軸的直接連接，從而有效地驅(qū)動(dòng)車輛。該系統(tǒng)的核心組件包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)總成、一個(gè)差速器以及雙傳動(dòng)半軸，這些構(gòu)成了其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)單元。根據(jù)驅(qū)動(dòng)總成在車輛中的具體布局，集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以采取不同的配置形式。由于電機(jī)的體積和重量相較于內(nèi)燃機(jī)顯著減小，可以進(jìn)一步分為單電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

單電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)概念及分類類型動(dòng)力架構(gòu)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)傳統(tǒng)燃油汽車復(fù)雜的多檔變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高2.傳遞路徑長(zhǎng)，效率低3.換檔過(guò)程車輛平順性差電動(dòng)汽車一檔變速器的動(dòng)力架構(gòu)1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單2.傳遞路徑短，效率高3.無(wú)檔位切換全速域駕駛平順集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、一檔減速器或多檔變速器及差速器構(gòu)成，每個(gè)組件在系統(tǒng)中都扮演著不可或缺的角色，共同影響著車輛的性能、效率和駕駛體驗(yàn)。2.1單電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成類型動(dòng)力架構(gòu)系統(tǒng)外特性特點(diǎn)局限性單電機(jī)+一檔減速器1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)潔明了2.驅(qū)動(dòng)過(guò)程平順性較好1.受的扭矩相對(duì)較小，無(wú)法適應(yīng)大負(fù)載或高扭矩的應(yīng)用場(chǎng)景2.速度調(diào)節(jié)范圍相對(duì)有限單電機(jī)+多檔變速器1.在高速行駛時(shí)，可以有效降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速2.在爬坡或加速等工況，可讓電機(jī)釋放出更大的轉(zhuǎn)矩1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜和尺寸較大,不利于車輛的布置2.控制復(fù)雜，換檔過(guò)程容易出現(xiàn)頓挫感或沖擊感集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)隨著車輛動(dòng)力性需求的不斷增長(zhǎng)，一檔減速器逐漸顯露出其局限性，而多檔變速器具備動(dòng)力性方面的優(yōu)勢(shì)2.1單電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單電機(jī)+多檔變速器集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.2多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)雙電機(jī)+固定傳動(dòng)比定義：多電機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)構(gòu)型是采用兩個(gè)或多個(gè)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)車輛的一種技術(shù)方案。多電機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)構(gòu)型與傳統(tǒng)的單電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，多電機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)構(gòu)型通過(guò)電機(jī)之間的協(xié)調(diào)控制和動(dòng)力耦合，能夠顯著提升車輛的動(dòng)力性能和扭矩輸出。通過(guò)智能控制策略，該系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)電機(jī)之間的靈活切換和協(xié)同工作，以適應(yīng)不同工況下的動(dòng)力需求。集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.2多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

目標(biāo)：應(yīng)能承受兩個(gè)電機(jī)輸出的高扭矩和高轉(zhuǎn)速，還能實(shí)現(xiàn)電機(jī)之間的動(dòng)力耦合和傳遞，為此常采用先進(jìn)的齒輪傳動(dòng)技術(shù)和精密的控制系統(tǒng)，此外還需具備電機(jī)空檔操作功能，實(shí)現(xiàn)與單電機(jī)相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)性能。換擋機(jī)構(gòu)電機(jī)換檔基本控制模塊齒輪設(shè)計(jì)：采用多檔變速設(shè)計(jì)，通過(guò)調(diào)整齒輪傳動(dòng)比實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出扭矩的靈活調(diào)節(jié)。采用了輕量化材料和先進(jìn)的潤(rùn)滑技術(shù)，降低傳動(dòng)損失和提高傳動(dòng)效率?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)：電機(jī)控制單元負(fù)責(zé)接收來(lái)自車輛控制器的指令，并根據(jù)指令控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。傳感器負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、溫度、電流等參數(shù)，并將數(shù)據(jù)反饋給電機(jī)控制單元和車輛控制器。耦合變速器的設(shè)計(jì)與功能集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.2.2多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

優(yōu)勢(shì)：更高的動(dòng)力輸出：通過(guò)同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)電機(jī)，將各個(gè)電機(jī)的動(dòng)力疊加，從而提供比單電機(jī)更高的動(dòng)力輸出。提高能源效率：通過(guò)不同電機(jī)的搭配和協(xié)調(diào)控制擴(kuò)大系統(tǒng)高效區(qū)，有助于在不同工況下保持較高的能源利用效率。增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性：根據(jù)實(shí)時(shí)工況動(dòng)態(tài)調(diào)整各電機(jī)的輸出，以適應(yīng)復(fù)雜多變的行駛環(huán)境。

挑戰(zhàn)：復(fù)雜性和成本相對(duì)較高?？刂齐y度較大。為實(shí)現(xiàn)電機(jī)之間的精確配合和協(xié)同工作，需采用先進(jìn)的無(wú)沖擊換檔控制算法和傳感器技術(shù)?？煽啃?、耐久性需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試和驗(yàn)證。雙電機(jī)輸出扭矩特性圖多電機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)構(gòu)型的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)第二章

智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

98智能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)99分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的類型主要有輪邊驅(qū)動(dòng)和輪轂驅(qū)動(dòng)兩種形式，其工作原理是將驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接安裝在車輪內(nèi)或車輪附近，從而取消了差速器等傳動(dòng)部件，使得傳動(dòng)鏈路更簡(jiǎn)單、緊湊。該構(gòu)型將動(dòng)力源直接分散至每個(gè)車輪，使驅(qū)動(dòng)力分配變得均衡與靈活，且賦予每個(gè)車輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的能力，可以實(shí)現(xiàn)多種集中式驅(qū)動(dòng)構(gòu)型無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能，如扭矩矢量控制、原地轉(zhuǎn)向和應(yīng)急浮水等。原地轉(zhuǎn)向功能分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)急浮水功能分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)概念及分類分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)3.1輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由輪邊電機(jī)、減速器、控制器、電池組、傳動(dòng)軸、制動(dòng)器等構(gòu)成。其中，減速器的布置和集成方式?jīng)Q定了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)型。集成位置因車輛類型和設(shè)計(jì)需求而異，目前主要有兩種構(gòu)型，構(gòu)型一是減速器位于電機(jī)與輪轂之間，構(gòu)型二是減速器位于兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的近旁。兩種輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)型輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)構(gòu)型的組成分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)3.1輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)101輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)構(gòu)型的類型輪邊電機(jī)構(gòu)型可以根據(jù)其安裝位置和功能特點(diǎn)進(jìn)行分類：輪邊電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)構(gòu)型：輪邊電機(jī)直接安裝在車輪邊上，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳遞給車輪。該構(gòu)型簡(jiǎn)化了傳動(dòng)系統(tǒng)，提高了傳動(dòng)效率，并且可以獨(dú)立控制每個(gè)車輪的扭矩。輪邊電機(jī)-減速驅(qū)動(dòng)構(gòu)型：輪邊電機(jī)通過(guò)減速機(jī)構(gòu)（如齒輪、帶輪或鏈輪等）來(lái)驅(qū)動(dòng)車輪。該構(gòu)型可提高扭矩輸出，適用于需要較大驅(qū)動(dòng)力的應(yīng)用場(chǎng)景。輪邊電機(jī)的位置可以是固定的，也可以與懸架集成，形成擺動(dòng)式結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同的懸架設(shè)計(jì)。動(dòng)態(tài)吸振式輪邊電驅(qū)動(dòng)構(gòu)型：利用動(dòng)態(tài)吸振原理來(lái)抑制由于簧下質(zhì)量增加導(dǎo)致的車輛振動(dòng)問(wèn)題。電機(jī)可以懸置于轉(zhuǎn)向節(jié)或車身，通過(guò)設(shè)計(jì)移動(dòng)副安裝彈簧和減震器來(lái)吸收車輛振動(dòng)。該構(gòu)型可以提高車輛的平順性和車輪接地性。分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)3.1輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)102動(dòng)力性能優(yōu)越：輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)構(gòu)型能夠直接為車輪提供驅(qū)動(dòng)力，減少了動(dòng)力傳遞的損耗，使得電動(dòng)汽車在加速、爬坡等工況下具有更好的動(dòng)力性能。能量利用效率高：由于動(dòng)力傳遞路徑的簡(jiǎn)化，輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)構(gòu)型能夠降低傳動(dòng)損失，提高系統(tǒng)的能量利用效率。同時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行精確控制，因此可以進(jìn)一步降低能耗?？蓴U(kuò)展性強(qiáng)：輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)構(gòu)型可以方便地?cái)U(kuò)展為多動(dòng)力源分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，滿足不同車型和用途的需求。比亞迪仰望易四方分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)東風(fēng)猛士分布式電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)極氪001FR分布式電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)構(gòu)型優(yōu)勢(shì)分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)3.1輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)103輪邊電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)新需求新一代的輪邊驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)集成化設(shè)計(jì)、智能化協(xié)同控制、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可靠性和節(jié)能環(huán)保輕量化四個(gè)方面提出了更高的要求，以達(dá)到更優(yōu)異的性能表現(xiàn)。分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)3.2輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)104輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)構(gòu)型的結(jié)構(gòu)輪轂電機(jī)示意圖輪轂電機(jī)是一種集電力電子、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電機(jī)制造技術(shù)于一體的智能電機(jī)，是將車子的“動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)”集成到一起而設(shè)計(jì)出來(lái)的電機(jī)。輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)構(gòu)型的核心在于將驅(qū)動(dòng)電機(jī)及減速器直接集成于車輪之中。輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)構(gòu)型主要由：驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、制動(dòng)系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)組成。分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)3.2輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)105驅(qū)動(dòng)電機(jī)減速器制動(dòng)系統(tǒng)：懸掛系統(tǒng)輪轂電機(jī)組成部分示意圖懸掛系統(tǒng)用于支撐車輪和車身，并緩沖路面不平度對(duì)車身的沖擊。由于電機(jī)和減速器屬于簧下質(zhì)量，因此懸掛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化尤為重要。通常采用電子制動(dòng)方式，通過(guò)控制電機(jī)的電流和磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能。減速器用于降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速，提高扭矩輸出，以適應(yīng)車輪的驅(qū)動(dòng)需求。是輪轂電機(jī)的核心部件，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，為車輪提供動(dòng)力。電機(jī)定子固定在輪廓上，轉(zhuǎn)子則與車輪連接。當(dāng)電流通過(guò)定子時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子上的永磁體或繞組相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)構(gòu)型的結(jié)構(gòu)分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1063.2輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輪轂電機(jī)類型內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)外轉(zhuǎn)子電機(jī)轉(zhuǎn)速高，電機(jī)的轉(zhuǎn)速可高達(dá)15000r/min低，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與車輪的轉(zhuǎn)速同步，轉(zhuǎn)速范圍通常在800-1500轉(zhuǎn)/分鐘（r/min）扭矩低高減速機(jī)構(gòu)配備固定傳動(dòng)比的減速器無(wú)優(yōu)點(diǎn)集成度高，結(jié)構(gòu)緊湊，能量密度高動(dòng)力性能好，降低故障率，傳遞效率更高缺點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，電機(jī)最高轉(zhuǎn)速易受限制2.難以實(shí)現(xiàn)液態(tài)潤(rùn)滑，齒輪磨損較快、使用壽命短，不易散熱，噪聲偏大1.電機(jī)效率峰值區(qū)域小，負(fù)載電流超過(guò)一定值后效率下降很快2.電機(jī)的體積和質(zhì)量均偏大，成本高樣件圖輪轂電機(jī)類型分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1073.2輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)構(gòu)型的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊：驅(qū)動(dòng)電機(jī)及減速器集成于車輪之中，節(jié)省前艙的布置空間，乘員艙空間增加，整車重量和體積降低。傳動(dòng)鏈短：動(dòng)力直接由電機(jī)傳遞給車輪，傳動(dòng)鏈大大縮短，減少能量損失和傳動(dòng)噪聲。高效能：電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪，能量傳遞效率更高，相對(duì)于傳統(tǒng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，輪轂電機(jī)可以提高8%-15%左右的效率，對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，可以增加續(xù)航里程。靈活性強(qiáng)：實(shí)現(xiàn)每個(gè)車輪的獨(dú)立控制、實(shí)現(xiàn)更加靈活的駕駛模式和操控性能、可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)控制，如全輪驅(qū)動(dòng)(AWD)、差速控制、甚至是輪間扭矩分配(TorqueVectoring)。分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1082.3.2輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)現(xiàn)代摩比斯90°轉(zhuǎn)向的e-Corner

Protean360°轉(zhuǎn)向的新型行駛單元現(xiàn)代摩比斯90°轉(zhuǎn)向的e-Corner允許車輛的四個(gè)車輪均進(jìn)行90度轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)橫向行駛、原地360度掉頭等特殊動(dòng)作，每個(gè)車輪都可以獨(dú)立加速、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向，適應(yīng)從SUV到中型緊湊型汽車的各種車輛。英國(guó)的輪轂電機(jī)技術(shù)公司ProteanElectric推出了可360°轉(zhuǎn)向的新型行駛單元，使車輛具有極高的機(jī)動(dòng)性和靈活性，該模塊的尺寸緊湊，適用于城市Podcar等短途交通工具，提供平坦的內(nèi)部底板和便捷的進(jìn)出方式。輪轂電機(jī)典型應(yīng)用例子分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1093.2輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)構(gòu)型的未來(lái)發(fā)展輕量化設(shè)計(jì)：采用高強(qiáng)度、輕量化的材料來(lái)制造電機(jī)和減速器外殼等部件，降低整車重量和成本。模塊化設(shè)計(jì)：通過(guò)將電機(jī)、減速器、制動(dòng)系統(tǒng)等部件集成在一個(gè)模塊中，方便更換和維修，降低整車維護(hù)成本?？臻g限制冷卻問(wèn)題舒適性問(wèn)題耐久性問(wèn)題電機(jī)和減速器集成在車輪內(nèi)部，空間布置困難輪轂電機(jī)集成度高，散熱困難簧上質(zhì)量下降，簧下載質(zhì)量增加，車輛平順性和穩(wěn)定性變差，直接影響乘坐體驗(yàn)。輪轂電機(jī)和減速器布置在簧下受外界因素影響大，耐久性和可靠性要求較高輪轂電機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)構(gòu)型的挑戰(zhàn)第三章線控制動(dòng)系統(tǒng)線控制動(dòng)系統(tǒng)課前小討論111浙江亞太機(jī)電股份有限公司（亞太股份）自1976年成立以來(lái)，一直致力于汽車制動(dòng)系統(tǒng)的研發(fā)與創(chuàng)新，其制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)歷了從傳統(tǒng)的機(jī)械制動(dòng)產(chǎn)品到高度電子化、智能化制動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。亞太股份的產(chǎn)品線已經(jīng)從最初的鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器總成擴(kuò)展到了包括ABS（防抱死制動(dòng)系統(tǒng)）、EPB（電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)）、ESC（汽車電子操縱穩(wěn)定系統(tǒng)）、IBS（智能剎車系統(tǒng)）、IEHB（集成式線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)）等先進(jìn)的電子制動(dòng)系統(tǒng)。隨著智能駕駛技術(shù)的興起，亞太股份還成功開發(fā)并實(shí)現(xiàn)了ADAS（高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)）的量產(chǎn)，進(jìn)一步鞏固了其在汽車制動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，并為未來(lái)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級(jí)，亞太股份的制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品已經(jīng)能夠滿足從傳統(tǒng)汽車到新能源汽車，再到智能網(wǎng)聯(lián)汽車的多樣化需求。浙江亞太I(xiàn)BS(One-box)-集成式電子液壓線控制動(dòng)系統(tǒng)汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)是什么？汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)需要相應(yīng)開展哪些工作？第三章

線控制動(dòng)系統(tǒng)

112線控制動(dòng)系統(tǒng)工作原理線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電復(fù)合式線控制動(dòng)系統(tǒng)線控制動(dòng)系統(tǒng)工作原理2.1線控制動(dòng)系統(tǒng)工作原理113通過(guò)線束傳輸?shù)碾娮涌刂苼?lái)實(shí)現(xiàn)汽車行駛速度強(qiáng)制降低的一系列專門裝置。主要特征是取消了制動(dòng)踏板和制動(dòng)器之間的機(jī)械連接，通過(guò)踏板傳感器采集駕駛員制動(dòng)意圖或者通過(guò)整車通訊網(wǎng)絡(luò)接收智能駕駛控制器的制動(dòng)請(qǐng)求，進(jìn)而由制動(dòng)控制單元（ECU）處理電子信號(hào)并控制制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出制動(dòng)力。線控制動(dòng)系統(tǒng)概念傳統(tǒng)的機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)取消了制動(dòng)踏板和制動(dòng)器之間的機(jī)械連接線控制動(dòng)系統(tǒng)線控制動(dòng)系統(tǒng)工作原理2.1線控制動(dòng)系統(tǒng)工作原理114根據(jù)不同的制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，線控制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)一步細(xì)分:線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)：在保留傳統(tǒng)液壓制動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用電子信號(hào)代替了駕駛員的機(jī)械輸入；通過(guò)電子踏板傳感器檢測(cè)駕駛員的制動(dòng)意圖，并將此信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送至控制單元；控制單元控制液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)建立所需的制動(dòng)壓力。線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)：利用電子信號(hào)控制氣壓的生成和分配，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)操作，這種系統(tǒng)特別適合于需要快速響應(yīng)和大功率制動(dòng)的場(chǎng)景，通常應(yīng)用于商用車或特殊作業(yè)車輛上。線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)：完全摒棄了液壓或氣壓作為制動(dòng)介質(zhì)，而是直接通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器產(chǎn)生制動(dòng)力。這種系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于響應(yīng)速度快、維護(hù)簡(jiǎn)單，且能夠?qū)崿F(xiàn)更精細(xì)的制動(dòng)控制。線控制動(dòng)系統(tǒng)分類第三章

線控制動(dòng)系統(tǒng)

115線控制動(dòng)系統(tǒng)工作原理線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電復(fù)合式線控制動(dòng)系統(tǒng)線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)2.1線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)116蓄能器式線控液壓系統(tǒng)電助力主缸式線控液壓系統(tǒng)線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)：線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)電子控制單元（ECU）來(lái)調(diào)節(jié)和控制液壓系統(tǒng)中的各個(gè)部件，以實(shí)現(xiàn)快速、精確的制動(dòng)力輸出。線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)的分類：線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，又可具體分為：（1）蓄能器式線控液壓系統(tǒng)以蓄能器為能量源的線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)（2）電助力主缸式線控液壓系統(tǒng)以電機(jī)為動(dòng)力、制動(dòng)液為介質(zhì)的電動(dòng)助力主缸線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)2.2蓄能器式線控液壓系統(tǒng)117蓄能器式線控液壓系統(tǒng)蓄能器式線控液壓系統(tǒng)組成蓄能器結(jié)合泵電機(jī)提供所需的液壓能，以高壓制動(dòng)液體為介質(zhì)，輔以電磁閥組件進(jìn)行液壓力的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)線控制動(dòng)的功能。主要由蓄能器、順序閥、液壓泵/馬達(dá)、控制閥和管路組成。蓄能器是液壓系統(tǒng)中用于存儲(chǔ)能量、減小壓力沖擊及吸收壓力脈動(dòng)的重要元件，可以是活塞式或皮囊式。順序閥用于控制液壓油在系統(tǒng)中的流向，以實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的精確控制。液壓泵或電機(jī)提供必要的流體壓力，驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)中的各個(gè)部件?？梢耘c蓄能器配合使用，通過(guò)儲(chǔ)存能量來(lái)平衡負(fù)載變化，從而提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性?？刂崎y用于調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中的流量和壓力，確保系統(tǒng)在各種工況下都能保持最佳性能。管路是連接各個(gè)液壓元件的通道，其設(shè)計(jì)和材料選擇對(duì)系統(tǒng)的整體性能有顯著影響。線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)2.2蓄能器式線控液壓系統(tǒng)118日本愛(ài)德克斯第三代ECB典型例子—日本愛(ài)德克斯ECB（ElectronicallyControlledBrake)第三代ECB是由1套泵電機(jī)-蓄能器總成作為制動(dòng)系統(tǒng)的能量源，以及4對(duì)電磁閥（線性閥/開關(guān)閥）配合4路輪缸壓力傳感器實(shí)現(xiàn)四輪液壓力的完全解耦獨(dú)立控制。踏板感覺(jué)模擬器與主缸直接相連。特點(diǎn)：（1）具有?獨(dú)立壓力調(diào)節(jié)下的快速制動(dòng)反饋?，提供快速且穩(wěn)定的制動(dòng)反饋；（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且兼容性強(qiáng)?，易于集成到現(xiàn)有的汽車系統(tǒng)中；（3）長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)衰退慢?，能確保制動(dòng)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)2.2蓄能器式線控液壓系統(tǒng)119德國(guó)博世的SBC典型例子—德國(guó)博世的SBC（SensotronicBrakeControl)德國(guó)博世的SBC采用泵電機(jī)-蓄能器作為制動(dòng)能量源，包括1套泵電機(jī)-蓄能器總成作為制動(dòng)系統(tǒng)的能量源，及4對(duì)電磁閥（線性閥/開關(guān)閥）配合4路輪缸壓力傳感器實(shí)現(xiàn)四輪液壓力的完全解耦獨(dú)立控制。特點(diǎn)：（1）踏板感覺(jué)模擬器與主缸直接相連，在緊急接管人力制動(dòng)時(shí)，同樣可能出現(xiàn)制動(dòng)液不足、制動(dòng)效能衰退問(wèn)題。（2）SBC制動(dòng)系統(tǒng)在一些奔馳W211車型上長(zhǎng)期使用后頻繁出現(xiàn)了制動(dòng)故障和制動(dòng)效能降低等問(wèn)題。線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)2.2蓄能器式線控液壓系統(tǒng)120蓄能器式線控液壓系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：以蓄能器作為能量源的線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)輪缸壓力控制性能良好，預(yù)壓縮的高壓制動(dòng)液能夠伺服地實(shí)現(xiàn)快速液壓力響應(yīng)。缺點(diǎn)：考慮到系統(tǒng)成本和耐久性，蓄能器及調(diào)壓電磁閥組不宜長(zhǎng)時(shí)間大強(qiáng)度持續(xù)工作。在制動(dòng)失效冗余備份方面，由于制動(dòng)能量源單一，在突發(fā)極端工況下，蓄能器式線控液壓系統(tǒng)通常需要依賴人力制動(dòng)進(jìn)行緊急接管。線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)2.3電助力主缸式線控液壓系統(tǒng)121電助力主缸式線控液壓系統(tǒng)組成典型的電助力主缸式線控液壓系統(tǒng)主要由微控制單元、制動(dòng)閥體、電動(dòng)助力模塊、儲(chǔ)液壺和傳感模塊等幾個(gè)關(guān)鍵零部件和組成部分構(gòu)成。微控制單元（MCU）負(fù)責(zé)接收傳感器傳來(lái)的數(shù)據(jù)并根據(jù)這些信息計(jì)算所需的制動(dòng)力度，還負(fù)責(zé)控制電動(dòng)泵的工作狀態(tài)，以產(chǎn)生相應(yīng)的液壓壓力。制動(dòng)閥體負(fù)責(zé)控制液壓油在系統(tǒng)中的流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能。通常，制動(dòng)閥體包括多個(gè)通道，以滿足不同的制動(dòng)需求。電動(dòng)助力模塊一般包含電動(dòng)泵和相關(guān)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，用于產(chǎn)生和調(diào)節(jié)液壓壓力。電動(dòng)泵能夠迅速響應(yīng)駕駛員的操作，提供所需的制動(dòng)力。在某些系統(tǒng)中，還會(huì)應(yīng)用儲(chǔ)液壺，用于儲(chǔ)存液壓油，以確保系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后仍能維持良好的性能。傳感模塊主要包括位置傳感器、速度傳感器等，用于監(jiān)測(cè)駕駛員的操作和車輛的當(dāng)前狀態(tài)，并將這些數(shù)據(jù)傳輸給MCU進(jìn)行處理。電助力主缸式線控液壓系統(tǒng)線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)2.3電助力主缸式線控液壓系統(tǒng)122第一代iBooster與ESC（ElectronicStabilityControl）和SmartActuator（電控儲(chǔ)液器）組成了3-box制動(dòng)系統(tǒng)第二代iBooster配備了性能更優(yōu)秀的ESP（ElectronicStabilityProgram）hev液壓調(diào)節(jié)單元BoschiBooster電助力主缸典型例子—博世公司iBoosteriBooster制動(dòng)系統(tǒng)的能量源為電助力主缸，通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為主缸推桿的直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)主缸制動(dòng)液的壓縮和釋放。這一設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了助力制動(dòng)（部分解耦）和自主制動(dòng)（完全解耦）的功能。線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)2.3電助力主缸式線控液壓系統(tǒng)123在正常工作模式下，制動(dòng)控制器協(xié)調(diào)制動(dòng)副缸和4對(duì)電磁閥，以實(shí)現(xiàn)對(duì)四輪輪缸壓力的獨(dú)立、解耦、精密控制。在輪缸與制動(dòng)主缸/副缸之間，MKC1系統(tǒng)配備了4個(gè)隔離閥，用于在解耦式液路和非解耦式液路之間進(jìn)行切換，從而實(shí)現(xiàn)不同的制動(dòng)模式以及制動(dòng)失效安全控制。與2-box制動(dòng)系統(tǒng)方案相比，MKC1具有結(jié)構(gòu)高度集成、制動(dòng)功能完備的優(yōu)點(diǎn)，但加工制造難度較高。典型例子—大陸公司研發(fā)的MKC1制動(dòng)系統(tǒng)綜合了助力制動(dòng)、再生制動(dòng)和ESC的1-box方案，采用了制動(dòng)副缸（電動(dòng)缸）的設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)主缸與輪缸的完全解耦。同時(shí)，踏板感覺(jué)模擬器用于提供制動(dòng)感覺(jué)反饋，而與踏板直接連接的制動(dòng)主缸則裝置了壓力傳感器，以便識(shí)別制動(dòng)需求。線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)2.3電助力主缸式線控液壓系統(tǒng)124在該系統(tǒng)中，制動(dòng)主缸和副缸均可采用串聯(lián)式液壓缸。通過(guò)使用1對(duì)隔離閥對(duì)主/副缸之間的液路進(jìn)行隔離，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)不同制動(dòng)模式的切換。液壓調(diào)節(jié)單元采用了傳統(tǒng)的車輛穩(wěn)定性控制模塊，以確保制動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。典型例子—本田公司的ESB（ElectricServoBrake）制動(dòng)系統(tǒng)用了3-box構(gòu)型，與MKC1在原理上基本相似，但在構(gòu)型上進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，從而降低了集成難度。線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)2.3電助力主缸式線控液壓系統(tǒng)125IBS系統(tǒng)具有緊湊的結(jié)構(gòu)、快速的壓力響應(yīng)和高度精確的控制，但其硬件壁壘較為突出。在IBS的基礎(chǔ)上，LSP公司為電動(dòng)方程式賽車開發(fā)了IBSe制動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)增加了直接作用于輪缸制動(dòng)器的電動(dòng)缸，提高了調(diào)壓性能，并與原有的IBS部分形成了雙重冗余備份方案。典型例子—德國(guó)LSP公司的IBS（IntegratedBrakingSystem）與傳統(tǒng)的每路輪缸對(duì)應(yīng)1對(duì)電磁閥的調(diào)壓方式相比，IBS每路制動(dòng)液壓通道僅設(shè)1個(gè)常開閥，在常規(guī)制動(dòng)工況下，電助力主缸對(duì)輪缸壓力進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)節(jié)；而當(dāng)四路輪缸壓力需求不一致時(shí)，電動(dòng)缸需要與各路功能復(fù)用型電磁閥配合，逐個(gè)對(duì)各輪缸進(jìn)行增減壓控制。線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)2.3電助力主缸式線控液壓系統(tǒng)126在失效安全模式下，IBC只能依賴駕駛者的人力制動(dòng)，因此其制動(dòng)系統(tǒng)的冗余性相對(duì)較低。典型例子—TRW公司的IBC（IntegratedBrakeControl，IBC）基于電動(dòng)缸技術(shù)重新設(shè)計(jì)了串聯(lián)式三腔電助力主缸，并采用了多路復(fù)用的電磁閥控制方法來(lái)調(diào)節(jié)輪缸的壓力。為了解決主缸壓力快速增減時(shí)液壓腔補(bǔ)液不及的問(wèn)題，IBC在液壓腔和補(bǔ)償腔之間設(shè)置了一個(gè)隔離閥。第三章

線控制動(dòng)系統(tǒng)

127線控制動(dòng)系統(tǒng)工作原理線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電復(fù)合式線控制動(dòng)系統(tǒng)線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)3.1線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)128線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)：取消了制動(dòng)踏板與制動(dòng)器之間的直接機(jī)械連接，改為通過(guò)踏板傳感器采集駕駛員的制動(dòng)意圖，將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)后傳遞給電控單元（ECU）。ECU接收并分析這些信號(hào)，然后控制氣壓調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)制動(dòng)氣室的氣壓，從而驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器產(chǎn)生制動(dòng)力。2通道電子充氣模塊拖車控制模塊制動(dòng)踏板1通道電子充氣模塊壓力控制閥電控單元優(yōu)點(diǎn)：更高的精確性與穩(wěn)定性：通過(guò)電子信號(hào)傳遞制動(dòng)指令，實(shí)現(xiàn)了對(duì)制動(dòng)力的精確控制更快的響應(yīng)速度：通過(guò)電子信號(hào)傳遞制動(dòng)指令大大縮短了制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間，更高的能量回收效率：通過(guò)回收制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的能量更輕的重量：不在需要負(fù)責(zé)的機(jī)械連和液壓管路線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)3.1線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)129傳統(tǒng)氣壓制動(dòng)系統(tǒng)：氣壓制動(dòng)系統(tǒng)能夠產(chǎn)生顯著的氣壓制動(dòng)力，以滿足大型商用車輛對(duì)制動(dòng)性能的需求；其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，利用空氣作為制動(dòng)介質(zhì)，無(wú)污染且無(wú)需回收，僅需簡(jiǎn)單的雜質(zhì)和水汽去除即可使用。組成：主要由制動(dòng)踏板、氣壓源、氣壓控制單元、制動(dòng)閥組、制動(dòng)氣缸和制動(dòng)盤等組成。缺點(diǎn)：響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，制動(dòng)力矩難以控制，需要高壓氣體，環(huán)境適應(yīng)性較差，操作復(fù)雜，聲音大，制動(dòng)遲滯效應(yīng)線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)3.1線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)130線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)線控氣壓系統(tǒng)架構(gòu)主要分為集中式和分布式兩種類型：集中式架構(gòu)分布式架構(gòu)線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)3.2線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)131集中式線控氣壓系統(tǒng)集中式線控氣壓系統(tǒng)基于傳統(tǒng)氣壓ABS系統(tǒng)演化而來(lái)，通過(guò)增加電控比例閥實(shí)現(xiàn)ESC、線控制動(dòng)功能。特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)成本低；（2）制動(dòng)響應(yīng)速度快；（3）系統(tǒng)的電路、氣路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。集中式架構(gòu)集中式線控氣壓系統(tǒng)架構(gòu)中所有主要組件，如氣泵、儲(chǔ)氣罐、控制閥和執(zhí)行器等，都集中在車輛的一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)位置。通常由一個(gè)或多個(gè)中央控制單元（ECU）來(lái)管理整個(gè)系統(tǒng)的氣壓分配和控制。線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)132分布式線控氣壓系統(tǒng)特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)建造、維護(hù)成本高；（2）由于系統(tǒng)分散，某一組件的故障不會(huì)立即影響整個(gè)系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)可靠性更高；（3）系統(tǒng)的電路、氣路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。3.2線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)分布式架構(gòu)在分布式架構(gòu)中，氣泵、儲(chǔ)氣罐、控制閥和執(zhí)行器等組件分布在車輛的不同位置，每個(gè)車輪或制動(dòng)系統(tǒng)可能都有自己的獨(dú)立組件。每個(gè)車輪或制動(dòng)系統(tǒng)可以獨(dú)立控制其氣壓，實(shí)現(xiàn)更精確和快速的響應(yīng)。線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)133WABCO公司的氣壓系統(tǒng)原理圖3.2線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)分布式線控氣壓系統(tǒng)典型例子Knorr公司的氣壓系統(tǒng)原理圖這種布置方案中的關(guān)鍵組件包括位于輪邊的ABS閥和前/后橋控閥。這些壓力控制單元構(gòu)成了氣壓系統(tǒng)中壓力控制的核心執(zhí)行機(jī)構(gòu)。線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)1343.2線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)底盤域控架構(gòu)在車輛智能化持續(xù)演進(jìn)的浪潮中，整車電子電氣架構(gòu)正經(jīng)歷由傳統(tǒng)集中控制向區(qū)域化控制的轉(zhuǎn)變，通過(guò)整合車輛驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、懸架等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了底盤層面的綜合協(xié)調(diào)控制。第三章

線控制動(dòng)系統(tǒng)

135線控制動(dòng)系統(tǒng)工作原理線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)線控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電復(fù)合式線控制動(dòng)系統(tǒng)線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)4線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)136線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)：線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)（Electro-MechanicalBrakeSystem，EMB）是將傳統(tǒng)機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)與電子控制相結(jié)合，它通過(guò)電子控制單元（ECU）改變輸出電流的大小和方向來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的力矩和運(yùn)動(dòng)方向的改變，從而將電機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)變換為制動(dòng)鉗塊的開合。關(guān)鍵零部件為：制動(dòng)踏板：駕駛員通過(guò)踩踏制動(dòng)踏板來(lái)啟動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)；制動(dòng)執(zhí)行器：負(fù)責(zé)產(chǎn)生制動(dòng)力的部件，通常由電機(jī)、液壓缸或者電磁閥組成；傳感器：用于感知車輛狀態(tài)、駕駛員意圖等信息，常見(jiàn)的傳感器包括制動(dòng)踏板傳感器、車速傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器等；電子控制單元：負(fù)責(zé)接收傳感器信號(hào)，并根據(jù)這些信息來(lái)控制制動(dòng)執(zhí)行器產(chǎn)生適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)力。線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)4.1線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)型137線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)的分類：綜合考量減速增力機(jī)構(gòu)以及運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的不同，線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)可分為：（1）滾珠絲杠式EMB制動(dòng)系統(tǒng)（2）楔式自增力式EMB制動(dòng)系統(tǒng)（3）滾珠坡道式EMB制動(dòng)系統(tǒng)（4）凸輪式EMB制動(dòng)系統(tǒng)線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)4.1線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)型138Continental提出的滾珠絲杠式線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)滾珠絲杠式構(gòu)型基于多級(jí)減速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)增轉(zhuǎn)矩的功能，通過(guò)滾珠絲杠將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為平移運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)操作。該系統(tǒng)結(jié)合了滾珠絲杠的高精度、高效率傳動(dòng)特性與電子制動(dòng)系統(tǒng)的智能控制優(yōu)勢(shì)。該系統(tǒng)采用中空式電機(jī)、行星輪系、內(nèi)置滾珠絲杠的緊湊結(jié)構(gòu)，并通過(guò)電磁閥驅(qū)動(dòng)挺桿，利用滾子-凹槽結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)駐車鎖止。具有如下特點(diǎn)：（1）減速比大、傳動(dòng)效率高；（2）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、同步性好；（3）制造精度要求高、存在傾斜卡死的問(wèn)題。滾珠絲杠式EMB制動(dòng)系統(tǒng)線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)139Siemens提出的楔式自增力式EMB楔式自增力式構(gòu)型，又稱電子楔式制動(dòng)器，利用楔形面的自增力效應(yīng)產(chǎn)生較大的制動(dòng)力。Siemens提出的典型構(gòu)型采用線性驅(qū)動(dòng)單元和多楔形面結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)雙向自增功能。特點(diǎn)：（1）驅(qū)動(dòng)功率需求小、執(zhí)行器體積?。唬?）壓緊力分布均勻；（3）增力效果與位移呈非線性關(guān)系，同時(shí)受磨

損、溫度等因素影響，控制難度較大。4.1線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)型楔式自增力式EMB制動(dòng)系統(tǒng)線控電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)140典型的滾珠坡道式EMB滾珠坡道式構(gòu)型運(yùn)用滾珠和傾斜的引導(dǎo)坡道實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)