每经记者:孙磊 每经编辑:裴健如
“底盘电动化和智能化是实现L4级自动驾驶不可缺少的执行基础。”近期,理想汽车整车电动研发高级副总裁刘立国在接受《每日经济新闻》记者采访时谈到了对于车辆底盘的看法。
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图片来源:受访者供图
在汽车行业中,底盘被公认为“三大件”(底盘、发动机、变速箱)之首,承担着传动、制动、转向等功能,是汽车重要的执行系统。不过,随着智能汽车的快速发展,传统底盘液压技术响应速度慢、集成难度高,而且有较高的能量消耗,已经无法满足智能化汽车的需求。
以制动系统为例,当前主流方案为电子液压制动(EHB),虽然前端电子化,末端仍保留液压,彻底摒弃液压、以电信号传输的线控底盘技术被业界视为终极方向——既是智能化的“神经中枢”,也是未来出行的关键技术变量。
聚焦理想汽车,其自研的全线控底盘、800V全主动悬架与全栈自研软件协同系统首发搭载于全新理想L9 Livis,该车将于5月15日上市交付。
在刘立国看来,理想汽车的全线控底盘并非简单对底盘进行升级,而是理想具身智能的“四肢”。“全线控底盘与具身智能在技术上具有深度同源性,环境识别、决策感知、电动化执行控制和动力学模型等技术在本质上是同源的。”刘立国认为。
“底盘电动化是智能化的前提”
据刘立国透露,理想汽车在2021年就开始了全线控底盘的准备工作。“实际上,我们小团队在2021年Q3、Q4就开始筹备,通过其他项目挤出资源做前期研究,公司正式立项是在2022年上半年,当时L系列即将交付。”刘立国说。
谈及多年前就开始布局该领域的原因,刘立国表示:“从新能源车的发展来看,最先实现电动化的是动力系统,接着是座舱,我们预判下一个发展趋势必然是底盘——悬架、制动、转向等系统将逐步实现电动化。”
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图片来源:理想汽车官微
“在开发过程中,我们也逐步认识到:底盘电动化是智能化的前提。传统分布式架构下,转向、制动、悬架由不同供应商独立开发,控制器交互链路冗长,难以统一优化;唯有硬件电控化,软件才能实现统一调度与一体化设计。”刘立国告诉记者。
在被问及为何不打造滑板底盘,而是研发全线控底盘时,刘立国指出,滑板底盘将电池、电驱、下车体及自动驾驶系统全面集成,整车核心性能均由其主导。若关键能力全权外包,主机厂将更难实现差异化,加之其成本占比高达整车70%,将严重压缩主机厂的盈利空间。
“滑板底盘是一种商业模式和整车架构思路,而全线控底盘是具体的技术路线——将底盘各子系统(悬架、制动、转向)实现电动化和线控化。”刘立国总结称。
正是基于这一判断,理想汽车选择将线控转向、后轮转向、EMB线控机械制动与800V全主动悬架全部自主研发、深度整合,而非依赖外部供应商拼装。
据了解,理想汽车研发的全线控底盘包含EMB线控机械制动、线控转向与四轮转向三大线控系统,并搭载了800V全主动悬架。其中,线控转向、主动悬架并非都是全新技术,英菲尼迪、丰田、雷克萨斯、奔驰等品牌车型已经实现了“上车”。
“市场上不缺搭载主动悬架或线控转向的车,但三大系统真正协同形成系统级冗余安全的,理想汽车是第一个量产落地的。这不是堆料,而是系统工程。”刘立国认为。
“三大系统整合的挑战是系统性、全方位的,涵盖机械硬件设计、技术架构设计、软件开发、标定调校及安全可靠性等,每一项都极为艰巨。”刘立国坦言,“从零部件级到系统级再到整车级,验证实验量远超传统汽车研发。我们历时四年多,历经四大轮验证,部分环节还穿插了小轮试验,加之小批量整车实验,整体投入相当巨大。每一轮验证均需完成大几百个试验项目,而非传统做法中A轮仅做重点项目、末轮才全套推进——因我们采用全套系统,每一轮都必须全流程覆盖。”
被视为高阶智驾功能核心执行部件
正如全线控底盘由三大系统构成,理想汽车全线控底盘技术的核心价值同样可从三个维度解读:包含四轮转向的线控转向系统、主动悬架及EMB线控机械制动。其中,线控转向对用户体验最直观的提升体现在泊车场景。
“过去受限于助力系统和空间布置,方向盘一般要打2.5圈到3圈,泊车的时候免不了来回倒手。现在方向盘最小只需要单侧转230度——你握着方向盘稍微一转就到位了,基本不用换手。结合后轮转向,转弯半径可以做到五米多一些,调头、进库都轻松很多。”刘立国解释称。
他补充表示:“自动泊车的时候也可以选择方向盘静默模式——过去APA在小车位时方向盘一会儿一圈地快速旋转,体验不好,有时甚至会导致系统异常退出。现在方向盘可以几乎完全不动,整个泊车过程安静、顺畅。”刘立国补充道。
此外,刘立国还表示,就主动悬架而言,侧倾控制是用户感知最为明显的性能亮点。“大(尺寸)SUV侧倾偏大,需要悬架有较大的力能支撑车身,800V全主动悬架面对侧倾响应极快、幅度极小,快速过弯时车内稳定性提升非常明显。过减速带和长波路面的舒适性提升也非常直观。在开车较快的情况下,老人也不会产生晕车的感觉。”刘立国说。
EMB线控机械制动的优势则主要体现在制动距离缩短、响应速度更快,尤其在辅助驾驶场景下能够提供更大的安全冗余。同时,制动踏板反馈的线性度也更为出色——实现“踩多少有多少”的精准制动力输出。
此外,线控底盘还被业界视为高阶智驾功能核心执行部件。“随着自动驾驶级别向L3级及以上提升,系统对响应速度与控制精度提出了更高要求,线控底盘在响应速度和精度上具备突出优势,是L3级以上高阶智驾功能的核心执行部件。”爱建证券方面在研报中表示。
“自动驾驶需要智能底盘,核心价值在于算力集中带来的协同效率提升:底盘控制与AD部署在同一颗自研芯片上,芯片内通信延迟控制在1毫秒以内,这带来了天然的响应优势。此外,三大系统共享高算力芯片,可运行更大、更精确的整车模型,工况识别能力显著提升,同时单一模型统一输出协同指令,避免了多控制器信号对齐问题。”刘立国解释道。
“现在三大系统协同后,AD发出指令的同时,底盘通过整车模型主动计算三个维度的最优响应,加入前馈控制,让整车姿态控制更及时、更自然,驾乘的舒适性也会更好。同时,三套系统互为备份,任意一套失效,其余两套可独立接管补偿,实现真正的功能冗余。”刘立国说。
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图片来源:理想汽车官微
规模化量产将推动成本持续下降
据记者了解,上述全线控底盘技术将率先应用于理想L9 Livis车型,而该车的市场售价为55.98万元。这一价格定位也从侧面反映出该全线控底盘系统具备较高的制造成本和技术成本。
“不管是主动悬架、线控转向还是EMB,在研发成本上,都是增加的。”刘立国透露,“(这些技术的)前期研发投入巨大(A、B、C、D轮实验验证、模具、整车验证、对应的人力等),整套系统开发下来投入是一个战略级投入。”
据悉,理想汽车在全线控底盘技术研发上已投入数亿元资金。“随着(产品数)量的增加和成本降低,(全线控底盘)会逐步向更多车型下放。”刘立国表示。
零部件企业通常需要年产百万以上才能形成显著规模效应。在谈及线控成本下降的路径时,刘立国表示:“未来成本下降需要规模支撑,这是所有新技术的必经路径。随着量产规模扩大,这套系统的成本会持续下降——类似电池和电机在过去十几年经历的技术迭代,底盘电动化的成本曲线同样会随规模加速下行。”
新技术所带来的成本变化将如何影响终端用户,也是业界关注的热点话题。不同于用户普遍认为的“成本更高,维护更贵”,刘立国强调:“对用户来说,(底盘)电动化后维护成本会更低,拿动力系统举例来说,从发动机/变速箱(需定期保养机油、变速箱油、到一定里程需要保养)到电驱动(基本终身免维护),底盘系统正在经历同样的转变。”
“传统制动液每4年左右必须更换(因老化杂质和含水量影响制动性能)。在更换时,还需要对制动片等零部件进行保养检查,也需要一定的检查成本,但EMB无需制动液,也就不需要制动液维护;系统接近零拖滞,制动盘片的使用寿命也更长。同时,全主动悬架系统近乎免维护。此外,得益于更为简洁的系统结构,车辆的维修效率也将得到显著提升。”刘立国解释道。
而免维护的背后,是安全性在系统层面的根本提升。传统液压制动定期换液,本质是在对抗一个随使用年限持续积累的安全隐患——液压油老化吸水,制动性能会随时间悄然下降。EMB以电机直接驱动制动力,性能不随时间衰减,安全边界从交付第一天到最后一天保持一致。四轮独立控制的架构天然具备冗余能力,单轮失效不牵连其他三轮。用户得到的,不只是更低的养护账单,而是一套会随里程增长始终如一的制动安全体验。总体来看,用户的维护成本会变得更低。
在刘立国看来,理想在底盘领域的护城河不只来自包含线控转向、后轮转向和EMB线控机械制动在内的“完全体”线控底盘,同样来自800V全主动悬架四年的自主攻坚——国内既无成熟方案、也无现成供应链,理想从零担当"总包"角色,逐一打通空气弹簧、减震器、液压泵每一个子系统的性能边界。而最难被复制的,是将三套硬件真正协同起来的全栈自研软件。
“硬件可以采购,但让线控转向、主动悬架、EMB线控机械制动在毫秒级内协同运转的算法和整车模型,需要真实路况数据的持续积累和迭代——这一层壁垒,只会随时间越来越厚。”刘立国表示。
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