從比亞迪“云輦”看汽車技術(shù)最后的堡壘-底盤懸架

最近比亞迪發(fā)布了其“云輦”技術(shù)概念，這項(xiàng)技術(shù)屬于汽車底盤技術(shù)中的懸架系統(tǒng)技術(shù)。汽車主要結(jié)構(gòu)是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，車身鈑金，內(nèi)外飾系統(tǒng)，底盤系統(tǒng)，電子系統(tǒng)五大部分。在電動(dòng)汽車時(shí)代，燃油車的精密發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)被電機(jī)和電池取代，大大降低汽車制造的門檻；山寨汽車時(shí)代我們已經(jīng)證明對(duì)于車身，國(guó)內(nèi)可以造的很漂亮；電子系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)智能汽車浪潮下也培育了強(qiáng)大的應(yīng)用體系，唯獨(dú)汽車底盤技術(shù)這可能是百年歐美汽車最后的倔強(qiáng)了。

此次比亞迪發(fā)布了其“云輦”技術(shù)概念，從陣勢(shì)上看，是拉下了百年歐美汽車最后的倔強(qiáng)，那么此次比亞迪發(fā)布的“云輦”技術(shù)概念到底是什么？汽車底盤有哪些系統(tǒng)？汽車底盤技術(shù)有哪些奧秘？比亞迪“云輦”技術(shù)到底怎么樣？

所以本文將介紹：

寬泛介紹汽車底盤系統(tǒng)。

詳解比亞迪“云輦”技術(shù)概念。

比亞迪“云輦”技術(shù)到底怎么樣？

希望給大家一些寬泛的知識(shí)，幫助了解汽車底盤，了解比亞迪“云輦”技術(shù)概念，希望能夠解開大家對(duì)于底盤，對(duì)于比亞迪“云輦”技術(shù)的謎團(tuán)。如果能啟發(fā)獨(dú)立的認(rèn)知那就太好了，歡迎留言交流。

汽車底盤系統(tǒng)寬泛介紹

汽車移動(dòng)出行屬性主要是靠底盤來承載，它能讓顧客感知駕駛乘坐舒適還是運(yùn)動(dòng)刺激，是讓你舒心還是不安。一般汽車底盤硬件分為：

• 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，顧名思義就是讓汽車轉(zhuǎn)向的系統(tǒng)零部件，方向盤輸入轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)角傳感器等傳感器感知，讓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)助力轉(zhuǎn)向，幫助汽車按照駕駛員輸入實(shí)施絲滑轉(zhuǎn)向，以及媒體老師說的“指哪打哪”等轉(zhuǎn)向動(dòng)作，這里面也是非常復(fù)雜的科學(xué)，記得巴斯大學(xué)一個(gè)老師轉(zhuǎn)向就寫本600多頁(yè)的書，本文就不展開講。
• 制動(dòng)系統(tǒng)，從制動(dòng)踏板輸入，各類傳感器感知，幫助汽車安全穩(wěn)健的減速度等零部件。當(dāng)前熱門的one 或者two ibooster，EPB,ABS,EPS都在這個(gè)范疇內(nèi)，也是影響安全非常復(fù)雜的系統(tǒng)，本文也不深講。
• 懸架系統(tǒng)，懸架系統(tǒng)就是將汽車與路面隔離的彈性元件系統(tǒng)，以及結(jié)構(gòu)件例如彈簧spring，減振器damper，襯套bushing，穩(wěn)定桿anti-roll bar等，但是傳統(tǒng)彈性元件的發(fā)展無(wú)法滿足汽車多元發(fā)展以及高性能的需求，所以后來汽車發(fā)展以豪車為牽頭開始采用主動(dòng)或者半主動(dòng)彈性元件，就產(chǎn)生了傳感器幫助識(shí)別車輛行駛狀態(tài)，處理器處理輸出不同的彈性特性給彈性元件系統(tǒng)執(zhí)行從而實(shí)現(xiàn)舒適抑或運(yùn)動(dòng)的等懸架特性。
• 行駛系統(tǒng)，主要是輪胎輪轂，半軸，差速器等旋轉(zhuǎn)零件來實(shí)行行駛功能。

總的來講，汽車底盤的主要結(jié)構(gòu)由以上部分組成，而底盤零部件的發(fā)展也從純機(jī)械發(fā)展到液力再到電動(dòng)的驅(qū)動(dòng)模式，同理電動(dòng)化為汽車底盤電子化和智能化提供了基礎(chǔ)。而比亞迪此次推出的“云輦”技術(shù)概念也就是上文講到的懸架系統(tǒng)以及其電子化智能化。

比亞迪“云輦”技術(shù)概念

比亞迪將其“云輦”技術(shù)概念總結(jié)為四個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用合集，其實(shí)這種產(chǎn)品技術(shù)合集比較好，讓消費(fèi)者獲得一個(gè)高深又貌似直觀易懂的概念和蘋果手機(jī)理想汽車定義其產(chǎn)品配置類似。這四個(gè)合集分別為：

云輦-C 為連續(xù)可變阻尼減振器為主的懸架控制系統(tǒng)，C是Continous （連續(xù)的）的首字母，所以它用C字母來表示?？偨Y(jié)他的亮點(diǎn)就是連續(xù)可變阻尼減振器，其實(shí)這并不是什么新鮮技術(shù)，豪車應(yīng)用超過30多年歷史，當(dāng)前相對(duì)高檔汽車應(yīng)用非常普遍。減振器主要是由里面的閥系來控制液體流速度，從而實(shí)現(xiàn)減振器阻尼，傳統(tǒng)減振器基本上調(diào)教工程師多種工況駕駛評(píng)價(jià)，然后通過不同閥系的選型最終確定了減振器阻尼特性。

而連續(xù)可變阻尼減振器由加速度傳感器、高度傳感器、ECU和電控減振器等構(gòu)成，傳感器采集路面信息，對(duì)電控減振器進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)阻尼的自適應(yīng)變化，具體可以點(diǎn)擊《懸架系統(tǒng)簡(jiǎn)介101以及自動(dòng)化，電氣化未來發(fā)展》有介紹，當(dāng)前減振器實(shí)現(xiàn)可變阻尼主要是兩種方式：

• 通過變化的電流改變流經(jīng)固定的閥系的磁流體黏度來實(shí)現(xiàn)可變的液體流速，從而實(shí)現(xiàn)可變阻尼。
• 通過可變的閥系孔徑來實(shí)現(xiàn)可變的液體流速，從而實(shí)現(xiàn)可變阻尼。

一般來講磁流體的電磁產(chǎn)生特性，其響應(yīng)慢于可變閥門的響應(yīng)速度，原理上可變閥門更優(yōu)，我迪牛逼了表示采用可變閥門減振器，同時(shí)還支持支持磁流變減振器技術(shù)。

比亞迪的云輦-C的硬件已在比亞迪漢、唐以及騰勢(shì)D9的三款車型部分配置上搭載，根據(jù)比亞迪的宣稱批量裝車的已經(jīng)超過4萬(wàn)臺(tái)。

云輦-A就是可變阻尼減振器+可調(diào)高度和剛度的空氣懸架控制系統(tǒng)，亮點(diǎn)是在C的基礎(chǔ)上增加了空氣彈簧，所以Air （空氣）采用首字母A?？梢愿淖儜壹芨叨?、彈簧剛度配合減振器可變阻尼和座椅側(cè)翼的主動(dòng)調(diào)節(jié)功能，讓整車具備極致的舒適性、支撐性和通過性。這項(xiàng)技術(shù)路虎一直采用已經(jīng)超20年，目前也是豪華SUV的標(biāo)配，空氣彈簧國(guó)內(nèi)的孔輝和寶隆都已經(jīng)上車。

云輦-A將首搭騰勢(shì)的N7。

云輦-P其實(shí)是智能液壓氣動(dòng)懸架系統(tǒng)，Pneumatic （氣體）首字母P，其實(shí)他的源頭是hydropneumatic液壓氣動(dòng)懸架，而且最早用的是咋們最不能理解的法國(guó)車上，最早1952年出現(xiàn)在雪鐵龍上面，目前，奔馳GLS,S以及雷克薩斯LX有采用，其實(shí)通過BYD現(xiàn)場(chǎng)發(fā)布圖片來看云輦-P與豐田的技術(shù)最類似。

液壓氣動(dòng)懸架利用了可以壓縮氣體但不能壓縮流體原理，因此，氣體充當(dāng)彈性介質(zhì)，而液壓流體則完成所有巧妙的事情，例如提供阻尼和調(diào)平。所以可以看到BYD宣傳的自動(dòng)調(diào)平、可變行駛高度、輔助頂升和零側(cè)傾的三輪行駛等等功能。

但液壓氣動(dòng)系統(tǒng)，由于系統(tǒng)復(fù)雜，所以可靠性是難題，車輛布置也是難題，NVH不友好，所以做好舒適性也難。所以在電子系統(tǒng)越來越好的前提下，歐美日對(duì)其應(yīng)用也是相對(duì)較小和小眾的發(fā)燒技術(shù)。

云輦-P將首搭仰望U8

云輦-X，宣稱是云輦技術(shù)序列的旗艦產(chǎn)品，他除了融合前面三種懸架的技術(shù)，還利用雙目攝像頭或激光雷達(dá)來識(shí)別前方路面起伏，預(yù)判式主動(dòng)調(diào)整懸架系統(tǒng)狀態(tài)?；谧枘峥刂萍夹g(shù)、高度控制技術(shù)、智能感知技術(shù)、剛度控制技術(shù)、四輪聯(lián)動(dòng)技術(shù)以及全主動(dòng)控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)零側(cè)傾、零俯仰等高階的功能。這項(xiàng)技術(shù)其實(shí)在豪華品牌也在做很多應(yīng)用，例如奔馳S利用雙目攝像頭預(yù)判路面情況，路虎攬勝利用地圖信息預(yù)判道路情況，等等來實(shí)現(xiàn)對(duì)主動(dòng)式底盤的高階控制。

比亞迪“云輦”技術(shù)怎么樣？

那么比亞迪的“云輦”技術(shù)到底怎么樣呢？在發(fā)布會(huì)上，BYD發(fā)布了一連續(xù)的數(shù)據(jù)，例如：

云輦-C以高頻小阻尼提升車輛的平順性， 60 公里每小時(shí)的連續(xù)震動(dòng)路面下，隔震率高達(dá) 96%。百公里每小時(shí)緊急制動(dòng)時(shí)，車身俯仰角速度減小約 36. 7%，百公里每小時(shí)的雙移線工況下，車傾角速度的減小約 39. 7%，有效提升操控的穩(wěn)定性，讓駕駛的信心倍增。

云輦-A的空簧和電控減振器雙加持，做到 1 + 1 大于 2 的效果，從容應(yīng)對(duì)多種路況，穩(wěn)如泰山如履平地。在 30 公里每小時(shí)的減速帶的工況下，地板垂向加速度降低51%，高效律震彰顯得極致的舒適。同時(shí)，云輦-A的智能阻尼及剛度的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能，可有效抑制車輛的高速過彎的側(cè)傾，智能維持車身姿態(tài)的穩(wěn)定，高速過彎時(shí)車身的側(cè)傾角速度減小46%，讓用戶操控自如，駕馭隨心。

云輦-A可配備多腔的空簧，多級(jí)剛度的可調(diào)，剛度隨時(shí)提升 50% 以上，降低側(cè)翻的風(fēng)險(xiǎn)，在急加減速時(shí)車輛的俯仰抑制能力提升了25%，大幅提升了駕乘的舒適感，為用戶帶來更加安全自如的操控體驗(yàn)。

云輦-P可舉升5噸，關(guān)鍵零部件承壓高達(dá)53Mpa，具備從零下 40 度到 85 度的寬溫域自適應(yīng)的能力。IP68 的高防水防塵的等級(jí)和超 30 萬(wàn)次車輛的舉升，帶來了非凡的穩(wěn)定性和耐用性。

但其實(shí)以上眾多數(shù)據(jù)，對(duì)于懸架的好壞判定來說幫助不大，首先是比較的基礎(chǔ)不明確，如果基礎(chǔ)很差那么提升也不明顯；另外懸架的好壞對(duì)消費(fèi)者來講主要體現(xiàn)以下兩個(gè)方面：

• 是否能夠滿足功能性能需求，也就是讓乘客感覺到所需的舒適或者運(yùn)動(dòng)。
• 是否滿足質(zhì)量和耐久需求，也就是是否穩(wěn)健可靠性。

對(duì)于穩(wěn)健可靠，可能相對(duì)容易量化，從虛擬仿真以及測(cè)試可以獲取信息。但懸架的消費(fèi)者感知，例如運(yùn)動(dòng)還是舒適是很難簡(jiǎn)單通過幾個(gè)數(shù)據(jù)能表明，這也是懸架當(dāng)前開發(fā)的難點(diǎn)。

滿足功能性能需求，首先需明白懸架解決的問題是汽車運(yùn)動(dòng)學(xué)的問題，回歸到客戶感知就是車輛在面對(duì)不同路況和駕駛情況時(shí)候的跳動(dòng)，晃動(dòng)，響應(yīng)快慢等，落到運(yùn)動(dòng)學(xué)就是6個(gè)自由度模型和描述他們的加速度，頻率，振幅等數(shù)學(xué)。汽車懸架對(duì)于整車由于自由度多，所以他呈現(xiàn)的客戶感知沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)答案，有得更多是調(diào)和之后的特性和個(gè)性。如下圖6個(gè)自由度中相對(duì)簡(jiǎn)單的垂向運(yùn)動(dòng)特性。

所以比亞迪懸架的好壞，絕非通過以上數(shù)據(jù)能夠表明好壞，同時(shí)由于懸架的可調(diào)參數(shù)多，是人類觸覺等多種感知的綜合體，所以要讓冰冷的鋼鐵和橡膠產(chǎn)生有溫度的人類感知，還需要異常多的人類感知數(shù)據(jù)閉環(huán)反饋形成，而我熟悉的汽車行業(yè)一般是由有過大量不同車型和大量不同路況駕駛經(jīng)驗(yàn)的老師傅來通過一些客觀和主觀的數(shù)據(jù)來圈定和調(diào)教。而目前雖然各類傳感器已經(jīng)形成大量的大數(shù)據(jù)可以用來幫助汽車底盤的調(diào)教，但是人在此類環(huán)境的感知數(shù)據(jù)并沒有閉環(huán)，這是目前汽車底盤開發(fā)產(chǎn)品定義的難點(diǎn)，也是未來大數(shù)據(jù)AI幫助汽車底盤開發(fā)調(diào)教潛力點(diǎn)。

寫在結(jié)尾

比亞迪此次發(fā)布的“云輦”技術(shù)概念標(biāo)志著中國(guó)汽車制造對(duì)百年外資主導(dǎo)的汽車技術(shù)全面發(fā)起進(jìn)攻，當(dāng)然其實(shí)這幾年一直喊的國(guó)產(chǎn)替代也是很多汽車底盤技術(shù)國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈的崛起信號(hào)，比亞迪的“云輦”技術(shù)概念發(fā)布是一個(gè)標(biāo)志性事件。

最后其實(shí)機(jī)械和電子是類似的，創(chuàng)新應(yīng)用之后的底層卷的都是材料，制造工藝和精度，所以國(guó)產(chǎn)技術(shù)從有到優(yōu)最后都需要回歸到做好最底層的制造，打造工匠精神。

參考文章以及圖片

Semi-active suspension systems from 2021, Vol. 40(2) 1005–1023 research to mass-market – A review -AMA Soliman1 and MMS Kaldas

Performance Improvement of Automotive Suspension Systems using Inerters and an Adaptive Controller - Ankur Agrawal

toyota active height control overview and bleeding

超越奔馳魔毯底盤 比亞迪云輦技術(shù)解讀 - 汽車之家 常慶林