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城市工况下,底盘系统为什么更难?系统架构拆解

2026-04-01 15:56

注:本文基于《电动汽车智能底盘平台定义》(机械工业出版社)相关内容整理,并结合工程实践与行业技术进行补充与拓展。上一篇文章围绕城市运行产品平台的性能需求展开,从经济节能、驾乘舒适与使用便捷三个维度对平台能力边界进行了系统拆解。在此基础上可以进一步明确,这些性能目标并不是抽象存在的,而是需要通过具体的系统架构设计来实现。本篇将从系统架构层面出发,重点分析驱动系统、制动系统、悬架系统及轮胎等关键子系统的设计特征及其工程实现逻辑。

2 架构特征

城市运行产品平台架构包括系统架构及功能架构, 如图10 - 2 所示, 相对应的架构特征将于下文进行介绍。

智能底盘城市运行产品平台的系统架构特征主要包括驱动系统、制动系统、悬架系统和轮胎的设计特征; 智能底盘城市运行产品平台的功能架构特征主要包括智能能量管理功能、智能舒适行驶功能、智能辅助驾驶功能。

智能底盘城市运行产品平台的系统架构具有独特的设计特征, 其中, 驱动系统、制动系统、悬架系统和轮胎的设计特点尤为显著。驱动系统采用先进的动力技术, 确保产品在各种路况下都能提供稳定且高效的动力输出。制动系统则通过智能控制策略, 实现了快速且平稳的制动效果,保障行驶安全。悬架系统则注重乘坐舒适性和操纵稳定性, 通过优化减振性能, 为乘客带来平稳的乘坐体验。而轮胎设计则充分考虑了耐磨性和抓地力, 确保在各种天气和路况下都能提供稳定的行驶性能。

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10 - 2 城市运行产品平台架构

同时智能底盘城市运行产品平台的功能架构也展现出了丰富的智能化特性。智能能量管理功能通过精准控制能量的消耗和回收实现能源的高效利用,延长续驶里程。智能舒适行驶功能则通过智能调节车辆运动特性参数等方式,为乘客打造舒适平稳的乘车感受。智能辅助驾驶功能利用先进的传感器和算法,实现自动驾驶、自动泊车等高级功能提高了车辆驾驶的便捷性和安全性。

从整体架构视角来看,城市运行平台的系统设计呈现出明显的“效率优先+稳定优先”的双重导向。与高性能或极限操控导向的平台不同,城市运行平台更强调在复杂工况下的长期稳定输出能力,而不是瞬态性能极值。因此,各子系统在设计时往往以“高频工况表现”为核心优化目标,而非单一极限工况。

同时,系统架构与功能架构之间并非简单的上下层关系,而是高度耦合。系统架构决定能力边界,功能架构决定能力释放方式,两者必须在平台开发阶段同步定义,否则容易出现硬件能力无法被充分利用或软件控制无法落地的问题。

2.1 系统架构特征

智能底盘城市运行产品平台的制动系统以其独特的低拖滞阻力和智能舒适的制动特性为城市运行提供了高效且舒适的制动解决方案。低拖滞阻力设计使得制动系统在非制动状态下能够减少摩擦、降低能耗、提高行驶效率。这种设计不仅减少了车辆在城市运行中的阻力还有助于延长制动系统的使用寿命。同时智能舒适制动技术则通过先进的传感器和算法实时监测车辆的行驶状态根据驾驶员的意图和车辆状态智能调节制动力度确保制动过程平稳、舒适避免了传统制动系统可能带来的顿挫感和不适感。这种制动系统的主要特性使得智能底盘城市运行产品平台在繁忙的城市交通中能够提供更加安全、高效且舒适的制动体验。

制动系统在城市运行平台中的重要性往往被低估。实际上,在高频启停工况下,制动系统不仅承担安全功能,还直接影响能耗与舒适性。一方面,低拖滞设计可以显著降低滚动阻力,从而改善整车能耗表现;另一方面,制动平顺性直接决定拥堵工况下的乘坐体验。因此,制动系统已经从“安全执行单元”转变为“能量管理与舒适控制关键节点”。

此外,电制动与机械制动的协调控制成为当前技术重点。如何在保证制动安全性的前提下,最大化能量回收比例,同时避免制动感觉突变,是城市运行平台标定与控制策略中的核心难点之一。

智能底盘城市运行产品平台的驱动系统普遍采用高度集成化的设计将电机、控制器、减速器等关键部件集于一体实现了结构紧凑、体积小巧的特点,为城市运行车型提供了更加灵活的驱动方案。同时该驱动系统稳定高效具备出色的动力性能和响应速度能够迅速响应驾驶员的指令实现平滑的加速和减速为城市驾驶提供了更加稳定、安全的驾驶体验。此外该驱动系统还具备高能量回收效率能够将制动过程中产生的能量有效回收并转化为电能储存提高了能源利用效率。轻量化设计则进一步提升了驱动系统的效能减轻了车辆的整体质量降低了能耗和排放符合城市运行车型对于环保和节能的要求。

驱动系统在城市工况下的核心指标,并不是峰值功率或极限加速能力,而是“响应线性度”和“低速可控性”。在拥堵环境中,驾驶者更关注的是车辆是否能够细腻地跟车、平顺起步以及精准控制速度变化。因此,驱动系统的控制精度和标定水平,往往比硬件参数更关键。

高度集成化(如电驱三合一或多合一)不仅是结构优化手段,也直接影响系统效率与热管理表现。集成化可以减少能量传递损失,提高系统响应速度,同时为整车布置与轻量化提供空间优势,这对于城市运行平台尤为重要。

智能底盘城市运行产品平台的悬架系统一般采用结构轻量化设计通过优化材料和制造工艺大幅降低整体质量提高了车辆的能量利用经济性和行驶性能。同时空间节约化布置使得悬架系统更加紧凑有效利用了车辆底部的空间为其他关键部件提供了更多的安装空间。此外高疲劳耐久性也是该悬架系统的重要特点悬架系统能够承受长时间的运行和复杂的路况挑战保证了车辆在城市运行中的稳定性和安全性。

悬架系统在城市运行平台中的核心任务,是在“舒适性”与“耐久性”之间取得平衡。城市道路虽然整体等级较高,但由于井盖、减速带、接缝等因素,实际工况中存在大量高频冲击载荷,这对悬架的疲劳寿命提出更高要求。

此外,悬架调校需要兼顾低速滤振与中速稳定性,这与高速工况下以车身姿态控制为主的调校逻辑有所不同。因此,城市运行平台更依赖细致的阻尼匹配和系统级协同控制,而非单纯提升悬架刚度或行程。

智能底盘城市运行产品平台的轮胎设计主要特性体现在耐磨、低噪声以及低滚阻三大方面。首先轮胎采用了高耐磨性材料和先进的制造工艺使得轮胎在长时间、高频率的城市运行中依然能够保持优异的耐磨性能,延长了使用寿命降低了更换频率为用户节省了维护成本。其次轮胎在设计上注重降低噪声采用了静音花纹和降噪材料有效减少了轮胎与地面摩擦产生的噪声使城市运行车型具备了更为安静的车内环境。最后轮胎采用优化的结构和材料降低了滚动时的阻力提高了车辆的行驶效率减少了能源消耗符合城市运行车型对于节能环保的要求。

轮胎在城市运行平台中不仅是接地部件,更是能量与NVH的重要影响因素。低滚阻直接影响整车能耗,而轮胎噪声则是城市低速工况下车内噪声的主要来源之一。

同时,轮胎抓地性能与耐磨性能之间存在天然矛盾,高抓地通常意味着更高磨损。因此,城市运行平台的轮胎选型必须在安全、寿命与效率之间进行综合权衡,这也是整车性能定义的重要一环。

结语

城市运行产品平台的系统架构,本质上是对性能需求的工程化实现路径。从驱动系统到制动系统,从悬架到轮胎,各子系统在设计上都围绕“高频城市工况”这一核心约束展开。

与单一性能导向的平台不同,城市运行平台更强调系统之间的协同优化,通过降低能耗、提升平顺性和增强稳定性,实现长期使用中的综合最优表现。

随着电动化与智能化的持续推进,系统架构将进一步向高集成化、高效率和高可控性方向发展,而底盘系统也将从传统执行层逐步演变为整车控制与性能输出的核心基础。

下一篇将进一步展开功能架构与功能特征,重点分析智能能量管理、智能舒适行驶以及智能辅助驾驶等核心功能如何在城市运行场景中实现协同控制与能力落地。


《电动汽车智能底盘平台定义》目录

前 言

第1 部分 智能底盘技术平台定义

第1 章 智能底盘关键零部件技术...003

1 轮边电机与EMB 集成的双电制动系统...003

2 线控与差动集成的多模式转向系统...005

3 可变行程和可变特性的自适应主动悬架...008

第2 章 智能底盘总体架构设计技术...010

1 智能底盘软硬件架构设计...011

2 新构型底盘集成设计...013

第3 章 智能底盘切换控制技术...015

1 健康- 异常- 容错多模式时序协同的底盘切换控制...016

2 自动驾驶、座舱、底盘多域融合控制...017

第4 章 智能底盘健康状态管理技术...020

1 底盘关键部件寿命预测与性能演化...020

2 底盘异常状态的感知与管理...022

第5 章 智能底盘开发测试技术...024

1 驾驶模拟器...025

2 驱动/制动硬件在环...026

3 转向硬件在环...026

第2 部分 乘用车智能底盘产品平台定义

第6 章 乘用车智能底盘产品平台定义编制思路...029

1 智能底盘产品平台概述...029

2 乘用车智能底盘产品平台定义框架...033

第7 章 乘用车智能底盘产品平台共性特征...036

1 乘用车智能底盘产品平台系统架构...036

2 乘用车智能底盘产品平台功能架构...046

第8 章 极限运动产品平台...051

1 产品平台定义...051

2 架构特征...055

3 功能特征...058

第9 章 高端公务产品平台...061

1 产品平台定义...061

2 架构特征...066

3 功能特征...070

第10 章 城市运行产品平台...075

1 产品平台定义...075

2 架构特征...079

3 功能特征...083

第11 章 智能越野产品平台...087

1 产品平台定义...087

2 架构特征...092

3 功能特征...097

第12 章 展望与建议...100

1 共性技术...100

2 产品平台...101

第3 部分 商用车智能底盘产品平台定义

第13 章 商用车智能底盘产品平台共性技术...108

1 总体框架...109

2 底盘系统架构及控制技术...110

3 底盘系统基础技术...118

第14 章 公路重型货车产品平台...127

1 重型货车运行场景...127

2 重型货车底盘关键子系统...130

第15 章 轻型货车产品平台...150

1 轻型货车运行场景...150

2 轻型货车底盘关键子系统...152

第16 章 载人客车产品平台...167

1 客车运行场景...167

2 客车底盘关键子系统...169

第17 章 特种车产品平台...178

1 特种车运行场景...178

2 特种车底盘关键子系统...183

第18 章 展望与建议...197

1 共性技术...197

2 产品平台...198

附 录...203

附录A 缩略语表...203

附录B 主要参与单位...208

 


本书内容简介

依托中国汽车工程学会, 电动汽车智能底盘平台定义工作得到了来自汽车、电子、通信等不同产业背景众多行业顶级专家的大力支持, 定义了面向2025 年的智能底盘技术平台和特色产品平台, 指明了技术和产业的具体发展路线, 给出了关键技术指标的提升方向。

本书主要包括3 部分内容: 第1 部分重点介绍了智能底盘技术平台定义, 包括智能底盘关键零部件技术、智能底盘总体架构设计技术、智能底盘切换控制技术、智能底盘健康状态管理技术、智能底盘开发测试技术; 第2 部分重点介绍了乘用车智能底盘产品平台定义, 包括乘用车智能底盘产品平台定义编制思路、乘用车智能底盘产品平台共性特征、极限运动产品平台、高端公务产品平台、城市运行产品平台、智能越野产品平台、展望与建议; 第3 部分重点介绍了商用车智能底盘产品平台定义, 包括商用车智能底盘产品平台共性技术、公路重型货车产品平台、轻型货车产品平台、载人客车产品平台、特种车产品平台、展望与建议。

本书适合汽车行业, 尤其是电动化、智能化底盘领域相关技术研发、企业战略研究人员, 以及负责制定和实施汽车产业相关政策的各级政府工作人员阅读, 也适合作为对汽车产业发展感兴趣的人员了解汽车技术发展方向的专业读物。 

来源:汽车测试网

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