第9 章 高端公务产品平台
随着国内外汽车技术的飞速发展,消费者对于汽车产品的驾乘体验提出了更高的要求｡他们不仅关注车辆的动力性能和外观设计, 更加注重驾驶的舒适度和乘坐的享受感｡高端公务乘用车, 作为汽车市场中的佼佼者, 以其先进的装备技术､舒适的驾乘性能以及全面的安全保障, 赢得了高端消费群体的青睐｡这些车型采用了先进的动力系统和悬架系统, 确保了优秀的驾驶体验和平稳的行驶感受｡同时, 内部空间的舒适性和人性化设计, 也为乘客提供了极致的乘坐感受｡此外, 高端公务乘用车还配备了先进的安全系统, 为乘客提供了全方位的安全保障｡无论是商务出行还是政府接待, 这些车型都能够展现出高品质和尊贵形象, 成为高端消费群体追求高品质驾乘体验的理想选择｡
为了满足这一日益增长的市场需求, 本章将深入探讨高端公务产品平台的定义与发展｡不仅关注此类车辆的基本配置和性能需求, 也深入剖析其在高端公务场景下的独特应用与优势, 还将聚焦于智能底盘技术在这一领域的发展趋势和方向｡因此, 对于高端公务产品平台而言, 智能底盘技术将成为其提升竞争力､满足市场需求的重要途径｡为满足市场对高端公务车型的性能需求, 本章定义乘用车高端公务产品平台, 探索该场景下智能底盘技术发展的趋势和方向｡
1 产品平台定义
高端公务产品平台定义范围如图9 -1 所示｡
图9 - 1 高端公务产品平台定义范围
1.1 场景定义
智能底盘高端公务产品平台通过搭载先进的底盘系统和控制技术, 实现智能化功能体验, 打造极致舒适､极致安全的驾乘体验｡
1) 高端公务车型往往代表着政府或企业的形象, 展示经济实力和社会地位, 对外彰显出可靠的信誉和坚实的底蕴, 对于商务接待､高级别会议等场合尤为重要｡
2) 高端公务车型通常拥有优秀的性能表现和舒适的驾乘体验, 在长途旅行或繁忙的商务活动中,可以以更加舒适的方式完成接待任务, 减少驾乘人员的疲劳和不适｡
3) 在某些特殊情况下, 高端公务车型也具备更好的安全性能和应急能力,可以更好地应对突发情况, 确保乘客的安全｡
1.2 车型级别
高端公务乘用车的车型级别主要包括C 级以上车型, 车长≥5000mm, 车宽≥1900mm, 轴距≥3000mm, 以中大型轿车､大型SUV､MPV 为主｡以下介绍一些常见的高端公务新能源汽车及其特点｡
奔驰EQS 采用了先进的空气悬架系统, 能够根据车速和路况实时调整车身高度, 在高速行驶时, 车身会适当降低, 减少风阻, 提升稳定性; 而在低速行驶或复杂路况下, 车身则会相应抬高; 配备了先进的转向辅助系统, 能够根据车速和驾驶模式自动调整转向力度和回馈感, 使得驾驶者能够感受到更加直接和精准的反馈; 配备了丰富的智能驾驶辅助系统, 如自适应巡航控制､车道保持辅助､盲点监测等｡
红旗E - HS9 作为一款高端电动SUV, 加速踏板调校线性使得驾驶者在日常驾驶中能够轻松掌控车辆; 配备了多种动能回收力度级别, 给驾驶者提供了更多的选择空间｡空气悬架系统也是其操控性能的一大亮点, 能够有效地过滤路面的细碎颠簸, 配合柔软的座椅设计, 即使是长时间的驾驶或乘坐, 驾乘人员也能保持舒适的状态｡
腾势D9 底盘设计采用了高级的悬架系统, 无论是面对沙石路面还是颠簸路面, 都能有效吸收振动, 确保车内乘客的舒适性; 转向系统响应准确, 使驾驶者在操控车辆时, 能够感受到转向的精准和直接; 搭载了高效的发动机和电机系统, 无论是起步加速还是中途超车, 都能提供充足的动力支持; 配备了智能巡航系统､车道保持系统和自动泊车系统等, 进一步提升了驾驶的安全性､便捷性和舒适性｡
极氪009 配备了高性能永磁同步电驱动系统, 后电机采用碳化硅技术, 最高效率达到了98.5%, 百公里加速时间仅需4.5s; 前悬架采用双叉臂虚拟双球头独立悬架, 后悬架采用集成多连杆全铝独立悬架, 标配了全自动空气悬架系统+ 连续阻尼控制(CCD) 电磁减振系统, 可根据乘员舱前后左右质量分布实现实时智能配平; 在操纵稳定性方面, 极氪009 的侧倾梯度仅为4. 64(°) / g,最大横向G 值达到0.84g, 这意味着在驾驶过程中的俯仰和侧倾控制都很优秀;具备智能四驱系统, 能在0.4s 内实现两轮驱动与四轮驱动的切换; 支持L2 级驾驶辅助功能以及多项高阶驾驶辅助功能, 如ACC 和车道居中控制(LCC) 等｡
1.3 性能需求
智能底盘高端公务产品平台的定义: 高端公务产品平台通过搭载最先进的底盘装备, 采用底盘系统技术､零部件技术､控制技术, 实现高科技化的功能体验和极致舒适､极致安全的驾乘体验｡
智能底盘高端公务产品平台搭载先进的底盘装备, 采用一系列创新性的底盘系统技术､零部件技术以及控制技术, 具体体现在以下几个方面｡
1) 在底盘系统技术方面, 智能底盘高端公务产品平台采用了先进的悬架系统和减振技术｡悬架系统经过精心设计和优化, 能够有效吸收和分散路面不平带来的冲击, 确保车辆在行驶过程中保持平稳｡减振技术的运用进一步减少了车辆的振动和噪声, 为乘客提供了更加安静和舒适的乘坐环境｡
2) 在零部件技术方面, 智能底盘高端公务产品平台选用高品质和线控化的零部件, 不仅具有出色的耐久性和可靠性,还能够提高底盘的整体可控性｡例如, 采用高强度钢材打造的底盘结构,能够有效提升车辆的抗冲击能力,确保在突发情况下乘客的安全;采用线控制动和线控转向的底盘执行系统, 能够保证车辆运动控制的品质｡
3) 控制技术也是智能底盘高端公务产品平台实现高科技化功能体验的关键｡通过先进的电子控制系统, 车辆可以实时感知和响应路面状况､驾驶者意图以及乘客需求｡例如, 自适应巡航系统可以根据前车速度和路况自动调整车速和跟车距离, 车道保持系统则能够识别车道线并自动调整车辆行驶轨迹｡
1 . 智能化功能
在高端公务车型的性能需求方面,高科技功能不仅提升了车辆的智能化水平, 也增强了公务出行的便捷性､安全性和舒适性｡代表性技术如下｡
智能驾驶辅助系统: 高端公务车型通常配备多种智能驾驶辅助系统, 如自适应巡航､车道保持辅助､盲点监测等｡这些系统能够实时监测车辆周围的环境, 自动调整车速､保持车道, 甚至在紧急情况下可以自动采取制动措施, 大大提高了驾驶的安全性和便利性｡
智能网联技术: 高端公务车型往往具备先进的智能网联功能, 包括车载互联网､手机映射､语音识别等｡这些技术使得驾驶者和乘客能够随时保持与外界的联系, 获取实时信息, 甚至通过语音指令控制车辆的各种功能, 提升了出行的便捷性和车辆的智能化水平｡
高效动力系统: 高端公务车型通常搭载高效的动力系统, 包括先进的发动机､电机､变速器以及能量管理系统, 能够确保车辆在提供充足动力的同时,实现低油耗和环保排放, 既满足了公务出行的需求, 又符合现代社会的环保理念｡
智能辅助技术: 车辆可配备预碰撞安全系统､行人识别与保护系统等, 智能辅助技术能够在潜在危险发生前提前预警或自动采取干预措施, 有效降低事故发生的概率｡
2. 极致舒适性
从底盘技术的角度来看, 高端公务车型在性能需求中追求的极致舒适性主要体现在以下几个方面｡
先进的悬架系统: 高端公务车型通常配备先进的悬架系统, 这是实现极致舒适性的关键｡悬架系统能够有效地吸收和分散路面不平带来的冲击和振动,保持车辆的稳定性和乘坐的平稳性｡通过采用多连杆､空气悬架等高级悬架形式, 以及精确调校的弹簧和减振器,高端公务车型能够在各种路况下提供出色的乘坐舒适性, 减轻乘客的颠簸感｡
智能底盘控制系统: 为了进一步提升乘坐舒适性, 高端公务车型可配备智能底盘控制系统｡这种系统能够实时监测车辆状态､路面情况以及驾驶者的意图, 并自动调整悬架系统的工作参数｡通过调整悬架的刚度和阻尼, 智能底盘控制系统可以适应不同的驾驶模式和路况, 确保车辆在提供良好操控性的同时,也能保持出色的乘坐舒适性｡
底盘隔声与降噪技术: 底盘是车辆噪声的主要来源之一, 采用高品质的隔声材料, 对底盘进行有效的密封和隔声处理, 可以降低底盘传递的噪声和振动｡
同时, 通过优化底盘结构和零件设计, 减少底盘部件之间的摩擦和振动, 可以进一步减少噪声的产生｡
3 . 极致安全性
从底盘技术的角度来看, 高端公务车型在性能需求中追求的极致安全性主要体现在以下几个方面｡
先进的悬架与制动系统: 采用先进的悬架系统, 能够有效地吸收和分散路面冲击, 确保车辆在行驶过程中保持稳定, 不仅提供了舒适的乘坐体验, 也增强了车辆的安全性能｡高效的制动系统采用先进的制动技术, 能够保证车辆在较短时间内迅速减速, 缩短制动距离, 为驾驶者提供更多的反应时间, 避免潜在的安全风险｡
智能底盘控制与安全辅助系统:通过实时监测车辆状态､路况以及驾驶者的意图, 能够自动调整底盘参数, 确保车辆在各种情况下都保持最佳的行驶状态｡同时, 安全辅助系统, 如自动紧急制动､车道偏离预警､盲点监测等, 能够提前预警或自动采取干预措施, 进一步增强了车辆的安全性｡
底盘结构与防护设计: 高端公务车型的底盘采用高强度材料和先进的制造工艺, 确保底盘具有足够的刚性和强度, 在发生碰撞时能有效地保护乘员安全｡
此外, 底盘还配备有防护设计, 以抵御来自路面的潜在威胁｡
从底盘安全技术和功能安全､预期功能安全､网络安全､数据安全以及被动安全等角度, 高端公务车型在性能需求中追求的极致安全性主要体现在以下几个方面｡
底盘基础安全技术: 采用先进的悬架和制动技术, 如电子控制悬架和主动制动系统, 能够在不同路况下迅速响应, 提供稳定的操控性能和制动效果, 确保行车安全｡
底盘稳定控制系统: 车辆配备底盘稳定性控制系统, 如ESP, 能够监测车辆动态并自动调整悬架和制动参数, 以防止车辆侧滑和失控, 提升行车稳定性｡
功能安全: 底盘系统具备故障检测与诊断功能, 能够实时监测底盘各部件的工作状态, 及时发现潜在故障并提醒驾驶者, 确保车辆的安全运行｡
失效安全设计: 在底盘系统中, 关键部件和功能采用失效安全设计, 即使发生故障, 也能保持一定的安全性能, 减少事故风险｡
预期功能安全: 在设计和研发阶段, 通过仿真测试和模拟分析, 预测和评估底盘系统在各种条件下的性能表现, 确保车辆在各种预期使用场景下都能保持安全性能｡
网络安全: 高端公务车型注重底盘系统的网络安全防护, 采用加密通信､防火墙等技术手段, 防止黑客攻击和恶意软件入侵, 确保底盘系统的正常运行和数据安全｡
数据安全: 车辆底盘系统产生的数据, 如传感器数据､控制指令等, 采用加密存储和传输, 防止数据泄露和滥用, 保护乘客和车辆的隐私安全｡
被动安全: 高端公务车型的底盘结构经过优化和加固, 采用高强度材料和先进制造工艺, 具备较高的碰撞安全性能, 在发生事故时能够减少乘员受到伤害的风险｡
2 架构特征
高端公务产品平台架构包括系统架构及功能架构, 如图9 -2 所示, 相对应的架构特征将于下文进行介绍｡
图9 - 2 高端公务产品平台架构
智能底盘高端公务产品平台系统架构特征主要包括驱动系统､悬架系统､电子电气架构和融合安全的设计特征; 高端公务产品的智能底盘功能架构特征主要包括极致舒适和极致安全｡
智能底盘高端公务产品平台系统架构中的驱动系统､悬架系统､电子电气架构以及融合安全设计是其核心要素｡驱动系统运用先进的动力技术, 确保车辆在各类路况下都能提供稳定且高效的动力输出; 悬架系统通过精密的减振设计和控制技术, 实现了极致的乘坐舒适性, 为乘客带来平稳而宁静的乘坐体验;电子电气架构实现底盘系统高效､可靠的通信与信息交互, 提升了整车的性能和响应速度;融合安全设计综合考虑多种安全因素, 为车辆提供全方位的安全保障｡
在功能架构方面, 极致舒适功能通过智能调节车辆参数, 如座椅舒适度､车内温度等, 为乘客打造了一个舒适且豪华的乘车环境; 极致安全功能通过先进的安全技术和系统, 如主动安全预警､紧急制动辅助等, 为乘客提供了全方位的安全保护｡
综上所述, 高端公务产品的智能底盘系统架构和功能架构设计均体现了高度的智能化和人性化,为高端公务出行提供了更加安全､舒适且高效的解决方案｡
2.1 系统架构特征
智能底盘高端公务产品平台的驱动系统具有单电机､双电机､三电机或四电机配置, 具备智能转矩控制技术, 完成驾驶性转矩滤波以及轴间､轮间转矩矢量分配, 实现车辆“零”纵向冲击感､“零”侧滑稳定控制, 提升车辆的驾驶性､牵引性和操纵稳定性｡这意味着在车辆加速或减速时, 驾驶者几乎感觉不到纵向的顿挫感, 提升了乘坐的舒适性; 而在转弯或紧急变道时, 车辆则能够保持稳定, 几乎不会出现侧滑现象, 极大增强了行驶的安全性｡
智能底盘高端公务产品平台的悬架系统以其卓越的设计和先进的技术脱颖而出｡其主要特性体现在前双叉臂和后五连杆/ 梯形臂独立悬架的完美结合上,这种独特的配置不仅提升了车辆的操纵稳定性, 还确保了行驶的舒适性｡同时,该平台还搭载了电控减振器和空气弹簧等先进设备, 通过智能调节减振力度和弹簧刚度, 实现了路面“零”冲击和转弯“零”侧倾的出色效果｡在行驶过程中, 无论是遇到颠簸不平的路面还是进行高速转弯, 车辆都能保持平稳的姿态,将驾驶者和乘客所受的横､纵､垂三个方向的冲击强度和车身侧倾幅度尽可能降低,从而大幅提升了乘坐的舒适性和安全性｡
智能底盘高端公务产品平台的转向系统具备两大主要特性, 即线控转向与机械解耦｡线控转向技术是该平台的一大亮点, 电控系统采用全冗余设计, 具备单点失效可执行的能力, 支持L2､L3 等级别的自动驾驶功能, 功能安全等级达到ASIL D 级, 具备安全性高､智能化程度高､响应快的技术特点｡机械解耦作为另一项重要特性, 确保了转向系统在突发情况下能够迅速脱离机械束缚,避免因机械故障导致的安全隐患,这种设计不仅增强了车辆的安全性能, 也提升了转向系统的可靠性和耐久性｡
智能底盘高端公务产品平台的电子电气架构具备三大主要特性, 即中央计算､区域控制以及车云一体化｡中央计算作为该架构的核心, 通过高度集成的中央处理器, 实现了车辆各项功能的集中管理和高效运算, 提升了数据处理速度和准确性, 为车辆提供了更强大的智能化能力｡区域控制则通过分布式的控制模块, 实现了对车辆各个区域的精准控制, 使得车辆在不同场景下都能实现最优的性能表现｡同时, 车云一体化将车辆与云端服务器紧密相连, 实现了车辆数据的实时上传和下载, 以及远程控制和升级等功能, 为公务出行提供了更加便捷和高效的服务｡通过对整车电子电气架构进行部署方案､接口设计等方面的优化, 充分发挥底盘系统的性能; 通过构建高带宽､高可靠性的传输通路,支撑底盘系统的功能安全目标达成｡
智能底盘高端公务产品平台的融合安全特性显著, 它支持功能安全与信息安全两大核心要素, 确保在各种场景下都能实现全功能的安全保障｡在功能安全方面, 该平台通过先进的传感器､控制器和执行器等硬件设备的协同工作,实现了对车辆行驶状态的实时监测和精准控制, 有效避免了机械故障或操作失误导致的安全事故｡同时, 在信息安全方面, 平台采用了先进的加密技术和安全防护措施, 确保车辆通信和数据传输的安全可靠, 防止了信息泄露和黑客攻击等风险｡这种融合安全的设计理念, 使得智能底盘高端公务产品平台能够在不同场景下, 如高速行驶､复杂路况､紧急制动等场景, 都能保持高度的安全性和稳定性, 为公务出行提供更加安全可靠的保障｡
2.2 功能架构特征
1 . 极致舒适
基于高端公务产品平台架构的底盘系统, 不仅具备出色的稳定性和耐久性,在机械素质上也保证了高端公务车型底盘性能的基础和下限｡
先进的电子电气系统, 通过软硬件高度集成､信息交互与数据管理, 不仅提升了车辆的响应速度, 还增强了系统的稳定性和可靠性｡
智能悬架系统能够实时监测路况和车辆状态, 自动调整悬架参数, 以消除颠簸和振动, 保障乘客的乘坐舒适性｡冗余/ 线控转向和线控制动系统则通过精确的控制算法和快速的响应机制, 实现了对车辆行驶轨迹和制动性能的精准控制｡
通过横､纵､垂融合控制技术,高端公务产品平台将底盘､电子电气架构和先进装备进行有机整合, 实现了对车辆舒适性的全方位优化, 根据乘客的需求和喜好进行个性化设置, 根据不同路况和驾驶模式进行智能调整, 确保乘客在任何情况下都能享受到极致的舒适体验｡
2. 极致安全
功能安全是极致安全追求的首要目标｡高端公务车型的安全系统必须覆盖车辆运行的每一个环节, 包括但不限于主动安全系统､被动安全系统以及辅助驾驶系统等｡每一个安全功能都要经过严格的设计和测试, 确保其在实际使用中能够稳定､可靠地发挥作用｡
在预期功能安全方面, 不仅要确保安全系统在正常情况下的功能完备性,还要考虑到可能出现的异常情况, 并对这些情况进行充分的分析和测试｡通过采用先进的算法和预测模型, 能够预测并防止潜在的安全风险, 确保车辆在任何预期的使用场景下都能保持卓越的安全性能｡
高端公务车型必须配备先进的网络安全防护系统, 以有效抵御来自外部的网络攻击和恶意入侵｡通过采用加密技术､防火墙等手段, 确保车辆数据的安全传输和存储,防止敏感信息的泄露和滥用｡
车辆在运行过程中会产生大量数据, 这些数据不仅涉及乘客的隐私,还直接关系到车辆的安全性能｡因此, 需要建立完善的数据安全管理制度, 对车辆数据进行严格的保护和管理｡通过采用数据脱敏､匿名化等技术手段, 确保数据的安全性和隐私性, 避免数据泄露和滥用带来的潜在风险｡
被动安全也是实现极致安全性能不可或缺的一部分｡高端公务车型必须采用高强度车身结构､先进的碰撞吸能技术等, 以在发生事故时最大限度地减轻对乘客的伤害｡此外, 车辆还应配备完善的安全气囊､安全带等被动安全装置,确保在突发情况下能够为乘客提供有效的保护｡
3 功能特征
3.1 极致舒适特征
1 . 功能定义
基于智能底盘高端公务产品平台架构､电子电气架构, 利用智能悬架､冗余/ 线控转向和线控制动等先进装备, 通过横､纵､垂融合控制技术, 实现极致舒适性, 如图9 -3 所示｡
2. 技术路径
研究底盘平台架构集成技术､底盘硬点及性能优化技术｡
研究新型电子电气架构下智能底盘系统部署方案及标准化软件接口技术｡
研究半主动悬架智能阻尼控制技术, 多腔空气弹簧高度､刚度控制技术,全主动悬架四象限主动力控制技术｡
研究冗余转向控制与匹配技术,实现高安全等级冗余转向系统;研究线控转向系统控制策略, 提升转向控制的响应速度和精度｡
图9 - 3 基于智能底盘实现极致舒适控制功能
研究冗余制动控制与匹配技术,实现高安全等级冗余线控制动系统; 研究电机､电磁阀控制技术, 提升线控制动控制的响应速度和精度｡研究横､纵､垂向动力学控制技术｡
3 . 评价指标
(1) 横､纵､垂融合控制
座椅加速度均方根≤0.2m/ s2｡
最大侧向加速度提升>5%｡
纵向加速度跟踪误差<0.1g｡
(2) 智能悬架
主动力值≥2500N｡
响应带宽≥20Hz｡
最大最小阻尼力调节比>4｡
最大最小刚度调节比>1.6｡
(3) 智能转向
路感模拟器力矩波动≤0.2N·m｡
转角响应时间≤30ms｡
转角控制精度≤0.5°｡
主- 从系统切换时间≤20ms｡
(4) 智能制动
1g 减速度主系统响应时间≤180ms｡
冗余系统减速度响应范围≥0.64g｡
主- 冗系统切换时间≤100ms｡
3.2 极致安全特征
1 . 功能定义
基于高端公务产品平台底盘融合安全技术, 秉持“全链､可探测､可控制”的安全研发理念, 打造全功能､全场景､动态防控的车辆融合安全(功能安全+ 预期功能安全+ 网络安全+ 数据安全+ 被动安全) 技术平台｡利用底盘各子系统冗余容错技术, 结合底盘跨系统冗余控制技术,实现极致安全性, 如图9 -4 所示｡
图9 - 4 基于智能底盘实现极致安全控制功能
图9 - 4 基于智能底盘实现极致安全控制功能(续)
2. 技术路径
以典型C 级纯电动轿车为例, 极致安全的技术路径如下｡
研究将安全等级目标分解至线控转向､线控制动､智能悬架等系统的控制技术中｡
研究底盘跨系统冗余､多重安全冗余技术, 以及单一系统失效的安全性｡
研究全功能､全场景､全周期的车辆功能安全和预期功能安全技术｡
研究全周期､动态防控的车辆网络安全和数据安全技术｡
聚焦结构耐撞､乘员保护､行人保护三大技术领域, 研究乘员远端保护､被动安全融合等技术｡
3 . 评价指标
以典型C 级纯电动轿车为例, 极致安全的评价指标如下｡
满足功能安全2.0 的要求｡
全链路: 整车级功能安全设计
可探测: 整车系统组件失效模式探测技术应用｡
可控制: 功能失效后仍人为可控的安全设计应用｡
预期功能安全: 采用四维安全设计和车端监控｡
信息安全: 满足GB 44495—2024 《汽车整车信息安全技术要求》的外部连接安全､通信安全､软件升级安全､数据安全等要求｡
被动安全: Euro NCAP 2024 版五星, C - IASI 2024 版优秀｡
来源：汽车测试网
