汽车也能有“触觉” 仰望易四方技术平台揭秘

2023-02-28 03:31:11 作者:郭睿

  【太平洋汽车 技术频道】随着汽车智能化的逐步普及,通过摄像头、激光雷达、毫米波雷达等感知硬件,现代汽车有了越来越强的辅助驾驶甚至自动驾驶能力。如果与生物类比,汽车这一的感知能力相当于生物的眼睛,也就是汽车有了视觉。但生物感知外界环境所需的远不至于视觉,通过遍布皮肤的神经和触点产生的触觉虽不像视觉那样泛用,但是生物协调运动、躲避危险的重要感知能力。

  对于汽车而言,他与外界直接的接触主要是通过四条轮胎。历史上人们曾尝试过赋予轮胎“触觉”,但轮胎作为消耗品,这样的设计在成本上显然就难以让消费者接受。如今,比亚迪工程师在易四方技术平台上展示了一种全新的思路,通过四台轮边电机分别控制四个车轮,轮边电机可以快速的获取车辆四轮运动状态,源源不断的数据可以分析出车辆实时的运动姿态、路面情况等,让车辆形成一个类似“触觉”感知能力。这就是比亚迪应用于全新高端品牌仰望的易四方技术平台,除了四个大功率轮边电机带来的四驱和高性能等能力,这套全新的感知能力让车辆有了不同于传统汽车的精准控制力。

易四方技术平台解析

  “易四方”的名字取自“e的4次方”的谐音,与该平台全新四电机独立矢量控制技术相契合。易四方技术平台搭载的四台轮边电机单电机峰值功率达到了220-240kW,最大扭矩达到了320-420N·m,电机最高转速可达20500rpm。四台电机配合换来的是整车最大马力可超过1100PS,百公里加速能力可达到3s级。

  不过,惊人的动力参数并不是易四方技术平台所追求的。“如果只是想要出色的加速能力,用两台大功率电机就可以做到了”,在私下的沟通中,比亚迪工程师这样给我们介绍。易四方技术平台最大的魅力在于四台轮边电机的感知能力和精准的控制能力。

  易四方技术平台通过四台轮边电机可以实时感知四个车轮的运动状态,从而分析出车辆的运动姿态,以及四个车轮分别的抓地情况。通过搜集的实时数据,车辆可以自动分别控制四台电机的输出,让四个电机能更协调地运作。

  在易四方技术平台上,比亚迪自主研发了中央计算平台+域控控制架构高度协同的电子电气架构,大算力的中央控制器通过高速安全的数据信息传输与各域控制器的多模态感知信号同步融合,实现了四电机的精准和多样化控制。‘从而实现了纯粹的四轮独立驱动,让车辆四个轮胎实时有着最佳的抓地力。

  值得一提的是,轮边电机不同于轮毂电机。人们常说的轮毂电机布置在车轮内,可以最大限度的节省空间,提高车辆利用率,但受限于轮毂尺寸与形状,轮边电机想要做到大功率并不容易,且处在轮毂内的电机大幅增加了簧下质量,对行驶品质和操控性都会带来很大的影响。轮边电机仍然布置在车身上四轮的位置,“轮边”因此得名,虽然并不能提升空间利用率,但对电机的限制极少,提升不影响簧下质量,也能够做到真正的四轮独立控制。

  至于动力系统,在仰望发布后,理想创始人李想在社交平台上表示仰望采用的是“增程式”混动系统,对此仰望官方并未予以回应。通过对易四方技术平台的了解,仰望车型发动机并不直接参与车辆驱动,为可插电串联式混动,也就是我们常说的增程式。不过这样的设计与传统的增程式车型出发点并不相同,易四方技术平台的优势在于四电机对车轮的独立控制,引入发动机驱动自然就无法做到真正的四轮独立控制,可谓得不偿失。

  仰望品牌于今年1月5日正式首发,同步亮相的是一台非承载式四驱越野车型仰望U8询底价|查参配)和一台超跑车型仰望U9,大稿不少人都会有类似的疑问,硬派越野和超级跑车,一个全新品牌涉足两个完全不搭边的细分领域,是不是只是为了树立豪华品牌的形象做的噱头?其实不然,两款车型都是基于易四方技术平台的特点规划的车型。

  四台轮边电机带来的首先是强悍的四驱能力。相比传统车型通过传动轴向四个轮胎分配动力,通过差速锁锁止打滑的轮胎获得脱困能力,四台电机分别控制四个车轮的易四方技术天然不会因为轮胎打滑造成动力流失而陷车。因此将其应用在仰望U8这样的新能源硬派越野车上在适合不过了。

  同时,四轮边电机高效的感知能力和精准的控制能力,可以让车辆更容易获得更好的抓地力。尤其是在赛道上,四个车轮独立控制时刻保持最佳的抓地力,不仅能提高车辆上限,同时也能让车辆更易操控,从而让非专业车手也能更轻松的让车辆逼近极限,从而提高圈数。因此基于易四方平台规划超跑车型仰望U9也能够更好的发挥平台特性。

能原地掉头、能应急浮水

  基于四电机独立控制,仰望给我们带来了诸多不同以往的有趣使用场景,包括原地掉头、敏捷转向、应急浮水功能以及极限防滑控制、车身稳定性控制等等。

  原地掉头的实现原理是内外侧车轮反向转动,这在非四轮独立控制的传统车型上实现极其困难。不过,仰望并非全球首个采用四电机独立控制实现原地掉头的车企,美国造车新势力Rivian奔驰EQG等车型都展示了类似的能力,仰望的独特之处在于能够实现在柏油马路、水泥路等高附着力地面完成这一动作,并且可以很慢。

  在初中物理中我们就学过,物体的静摩擦力大于滑动摩擦力,快速的原地画圈只需要一次突破静摩擦力就能连续的画圆。而如果要让这个动作慢下来,就需要车辆不断的在静摩擦与滑动摩擦间切换,对电机的扭矩和系统对电机的控制力要求将大幅提高。

  在快速的旋转中,一旦地面摩擦力出现波动,车辆很容易出现一定的失控,在非空旷场地,这样的失误会十分危险。更慢速的原地掉头能够更精准的进行控制、停止,同时能够在日常更频繁使用的柏油马路、水泥路等高附着力地面使用,仰望这一能力就从一根炫技大于实际的功能,成为更具实用意义的能力。

  应急浮水功能同样基于仰望U8的四轮矢量控制能力。这一功能的核心不在于车辆可以防水飘在水面上,而是飘在水面四轮离地时同样可以控制车辆。在车辆完全漂浮在水面上时可以独立控制车轮输出,让车辆保持受控,沿前轮指向的方向继续前进。基于轮边电机的感知能力和独立控制能力,四个车轮可以在水中自动保持不同的转速,从而让车辆沿着驾驶员方向盘所指的方向前进。

  但一定要注意,仰望U8车型整车核心系统防护能力达到 IP68 级别,具有不错的防水能力和密闭性,但绝没达到如行船般的能力。应急浮水功能是在车辆不慎误入深水区时,控制车辆脱离险境时使用,绝不可主动将车当做船开进深水区。车轮快速转动能够让车辆在水中获得一定的行驶动力,但远没达到船桨般的驱动能力。

  此外,四轮独立控制还让易四方技术平台获得了更高的安全性,例如在高速爆胎这种极其危险的场景,在高速行驶时一个轮胎突然失去抓地力,即便是经验丰富的老司机也很难确保车辆的安全。“易四方”技术能够以每秒 1000 次的频率精准调整剩余三轮的扭矩,通过驱动轮及时对车身姿态进行强有力的补偿干预,帮助驾驶员将车辆稳定可控地停下来。这一功能将有望从动力的根源最大限度避免二次事故的发生。这也是“易四方”主打的安全性能的重要体现。

  而易四方技术平台凭借精准的四轮独立控制技术和车身稳定控制能力,让U8这款硬派越野车能在沙漠越野中能够保持稳定行驶,降低翻车陷车的几率。同时四电机系统超强的动力,也能让U8完成干拔冲坡挑战。在附着力极低的冰面上,易四方技术平台精准计算并充分利用地面最佳附着力,提升车辆操稳极限,使仰望U8冰雪定圆极限车速提升了10%,零百加速达行业领先水平,起步不打滑。

结语

  在仰望首场发布会上,王传福表示一个高端品牌的诞生是伴随着一项新的核心技术的成熟落地,而非为了豪华堆砌现有的技术。易四方技术平台绝非简单的将电机增加到了四台,而是基于四台电机开发了一整套完整的感知、控制、执行系统,将比亚迪这些年来在汽车智能化、电动化领域积累的技术进行了一次大融合,开发出的一个有“触觉”,能够精准控制的全新技术。目前,仰望尚未透露U8、U9两款车型的更详细细节技术,我们期待后续能够了解新车的更全面的资料,也期待仰望车型在实际驾驶中能给我们更大的惊喜。(文:太平洋汽车 郭睿)

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    郭睿 高级编辑

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