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格陆博科技:智能线控制动及底盘域控技术发展

2024年11月27日,在第四届汽车智能底盘大会上,格陆博科技有限公司创始人董事长刘兆勇博士介绍了格陆博在智能线控制动领域的创新与发展,包括EPB、ESC、onebox等产品的量产经验,以及EMB和底盘域控制器的研发进展。格陆博作为国家级专精特新”小巨人”企业,在电磁阀、E..

2024年11月27日,在第四届汽车智能底盘大会上,格陆博科技有限公司创始人董事长刘兆勇博士介绍了格陆博在智能线控制动领域的创新与发展,包括EPB、ESC、onebox等产品的量产经验,以及EMB和底盘域控制器的研发进展。格陆博作为国家级专精特新”小巨人”企业,在电磁阀、ESCpro、onebox等核心技术方面拥有自主研发和产能,产品性能和质量均达到行业领先水平。

刘兆勇指出,EMB作为线控制动系统的前沿技术,具有响应速度快、制动能量回收效果好等优势,将成为未来智能驾驶汽车的重要组成部分。同时,底盘域控制器作为集成车辆动态控制、转向、悬架等功能的核心部件,其软件可拓展性和多域融合能力将为汽车智能化提供有力支持。

刘兆勇博士|格陆博科技有限公司创始人董事长

以下为演讲内容整理:

格陆博简介与产业布局

格陆博是一家荣获国家级专精特”小巨人”称号的企业。目前,我们的产品如EPB、ESC及onebox 已大规模量产,(EMB预计2026年量产,iCDS预计2025年量产)。我们拥有经过国家级CNAS认证的实验室,该实验室已稳定运行超过三年。此外,我们在功能安全方面已达到最高等级 ASIL D级别标准,研发能力水平达到ASPICE Ⅱ级,格陆博科技完备的体系认证,引领了企业高质量发展。

图源:格陆博科技

在南通,我们已建成一期生产基地,面积约为2万平方米,二期生产基地同样面积为2万平方米,预计2025年投入使用。格陆博的股东阵容强大,包括国内外知名的投资机构如软银中国、百度风投、中信建投资本、中金资本等以及国家政府的支持团队。国家对于车辆核心部件的支持力度极大,而我们所处的领域正是技术密集、人才密集和资金密集的高地,需要持续的大量投入,涵盖研发、验证及生产等各个环节。

电磁阀技术、研发与生产

关于电磁阀,它是线控制动系统中的核心部件。我们目前大规模应用的是线性电磁阀,从早期的开关阀发展到线性阀,主要追求的是控制精度、线性度、响应速度以及NVH。当前大规模量产的ESC新项目均为ESCpro,对全速ACC、AEB及NVH的噪音控制和响应速度要求极高,同时需确保密封性及高压下的可靠性。

图源:格陆博科技

我们进行爆破实验和脉冲实验,其中爆破实验的压力达到70兆帕以上,而常规工作压力为10-15兆帕。对于onebox产品,其工作压力可达18兆帕,甚至达到24兆帕,对电磁阀的要求极为严格。格陆博始终坚持自主研发、自主生产电磁阀,目前拥有两条自动化生产线,产能为1000万只,预计明年将达到3000万只。

电磁阀的主要应用之一是ESC,而格陆博的主要产品是支持智能驾驶的ESCpro。我们的EPB产品支持双芯双控技术,无论是ESC、ABS还是onebox、底盘域控制器,均集成了双控EPB功能,这使得车辆可以取消P档锁止机构,降低成本并满足法规要求。ESC在响应速度、噪音控制及持续工作时间等方面均有显著提升。

onebox作为ESC的升级产品,近年来开始国产化大规模应用。它将真空助力器、ESC和EPB集成于一体,技术复杂度极高。我们在研发生产过程中不断发现问题、解决问题,确保在保证质量和性能的前提下实现大规模量产。由于onebox 涉及电机、传动机构、液压系统、电磁阀系统、电磁控制及ECU等多个方面,且其核心算法高度集成于ESC中,因此没有ESC和EPB大规模量产研发经验的企业很难做好onebox 。

目前,格陆博已投入大量研发资源,拥有30万产能的一条生产线并已大规模量产,预计明年onebox的产能将达到100万左右。onebox适用于L2+级别的智能驾驶汽车,而若要支持L3以上级别的自动驾驶,则需配备RBC,onebox +RBC的组合能够真正满足功能安全要求,确保在主控单元失效时RBC能够快速接管并实现ABS功能。

目前,格陆博的RBC产品已经量产,并应用于客户L0-L5级别的智能驾驶汽车中。我们的RBC产品有两种类型:一种可以同时控制四个轮子以保证整体功能;另一种则控制前轮,后轮由EPB控制,以实现低成本方案。

底盘技术发展趋势与未来展望

线控底盘系统从研发到验证需要经历大量的测试和验证过程。格陆博在此方面投入了大量测试设备,包括国家认可的实验室。我们对电磁阀的性能、仿真、EMC等方面进行了全面测试,并拥有自己的EMC实验室。从阀的爆破测试、液压单元的爆破测试到ESC、onebox的脉冲测试以及多工位的综合耐久测试,包括EMB的性能和耐久测试等,我们都进行了全面的投入和测试。此外,我们还拥有全套的制动卡钳系统,为产品研发提供了坚实的支撑。

图源:格陆博科技

未来的竞争将主要围绕质量展开,如果产品性能不佳、质量不过硬,那么将难以在市场中立足。研发之后便是生产环节,早期格陆博的生产设备以半自动化为主,但目前我们已投入完全自动化的生产线。例如,我们的第三条ESC生产线和onebox产线的ECU部分均为全自动生产线。此外,我们还拥有100万产能的SMT全自动化生产线,用于自己生产控制器和液压单元的总装。格陆博还拥有自己的卡钳线和总装线,液压卡钳和EMB卡钳在生产过程中有一定的相通性,这为我们升级EMB卡钳生产和实现大规模量产提供了有力支持。

目前,我们的EMB产品已经完成了多轮冬夏季实验,并实现了液压系统的所有功能,EMB的车辆动力学控制算法已上移至底盘域控制器中。在电磁阀方面,我们目前拥有两条全自动生产线,年产能达到1000万只。在液压制动系统中,拥有自主的电磁阀对于确保产品质量、性能及成本控制至关重要。因为我们需要精确了解每个电磁阀的性能,并确保其与电子硬件及软件的紧密结合。当前汽车行业的发展趋势是电动化、智能化、无人化及轻量化,这也带动了底盘技术的快速发展。

近五年来,汽车领域的技术迭代尤为迅速,其中底盘领域尤其是制动领域的迭代速度更为显著。去年大家还在讨论twobox技术,而今年新车则普遍采用了onebox技术。展望未来几年,onebox和EMB将并行发展。EMB作为EPB的升级版,其卡钳与执行机构将有所变化。目前市场上主流的方案是onebox和EMB的组合。

传统上,底盘被视为“傻大笨粗”的纯机械产品,但如今已完全转变为电子化、信息化、智能化及AI化的产品。我们提到的“小脑”即底盘域控制器是一个概念性的存在,它可能是一个独立的控制器,也可能与整车域、智驾域及底盘域等其他控制器相结合。但其功能核心在于实现集成控制、转向控制、悬架控制、纵横垂向控制及驱动控制等高安全、高协调的控制功能。这种安全协调的控制来源于车辆多姿态、多模态及多域的融合控制。未来的执行器将被称为智慧执行器,与传统执行器相比将具备更多的算法和自我升级能力。

格陆博一直强调底盘的三轴一体概念,如今这一理念正逐渐得到验证。三轴之间的融合越来越紧密,并非以某个轴为主,而是每个轴都发挥着至关重要的作用。未来底盘域控制将实现三轴一体的融合控制,各自发挥优势,从安全性、舒适性、智能化及智驾融合等方面为驾乘体验和人机交互提供更多功能。

当前制动系统主流趋势为onebox配置,而未来安全标准的提升将导向onebox+RBC的组合。相较于onebox,twobox的应用场景正逐渐减少,因为无论是在解耦效率、成本控制还是协调控制方面均显劣势。EMB的前湿后干方案作为过渡技术,正逐渐被国内市场淘汰,取而代之的是四轮EMB与底盘系统的快速融合。

未来底盘的发展趋势将是安全、舒适、智能与多功能一体化的深度融合,此过程将伴随更多算法的引入、功能的拓展以及各系统间的协同控制。早期智能汽车存在的转向不协调、刹车点头、悬架响应迟缓等问题,随着技术进步与软件算法的提升,正逐步得到解决。

EMB的规格多样,覆盖乘用车至商用车,且未来两者在EMB技术路线上趋于一致,均采用电机控制。格陆博目前专注于乘用车领域,产品覆盖4.5吨以下车型,提供35KN至65KN的不同版本。

底盘域控制器与EMB的结合方式多样,主流方案包括轮控与轴控。轮控方案中,每个EMB控制器独立运作,通过CANFD与底盘域控制器通信,实现软件算法的高效融合与可控性,即使主控失效,EMB控制器也能接管,实现ABS功能。轴控方案则利用车辆已有的轴域控制器就近控制EMB卡钳,卡钳内无控制器,主要由电机组成,此方案成本更低,环境适应性更强。

EMB的开发设计主要分为卡钳与执行器、控制器两部分。执行器方案多样,包括双电机、滚珠丝杠等,当前阶段以快速量产为主,后续将优化性能与成本。控制器方面,轴控与轮控的电机控制与动力学算法有所不同。此外,EMB电机与传统电机要求不同,需进行仿真与优化。

卡钳与执行器方面,EMB对刚度、轻量化要求更高,且对燃油经济性有显著贡献。由于EMB响应速度快,对部件传动平顺性、精度要求极高。EMB系统功能开发遵循从需求分解到执行的全过程,软件架构涵盖底层中间件、Autosar架构及应用软件,其中应用软件可能由合作伙伴或客户集成。

格陆博对EMB进行了大量测试,效果显著。通过将onebox、 ESC算法移植至EMB,实现了控制量的转换与传感器信息的融合,这是多年技术积累的结果。底盘域控制器方面,格陆博早先提出五合一概念,集成多项功能,如车辆动态控制等,现已实现小批量出货。底盘域控制器的诞生源于客户需求,格陆博从自主创造需求到响应客户真实需求,不断推动技术发展。

底盘域控制器作为软件可拓展的底盘功能平台,将整合车辆传感器输出、驾驶员意图、车辆状态控制等信息,实现各系统间的共享与协同。未来,底盘域控制器将与整车控制更加紧密融合,支持空气悬架、CDC、单腔/多腔、悬架、转向系统功能上移等,实现更高级别的车辆控制。目前,后轮转向已集成至底盘域控制器中,前轮转向完全解耦的车辆将是下一步发展目标。

(以上内容来自格陆博科技有限公司创始人董事长刘兆勇博士于2024年11月27日-28日在第四届汽车智能底盘大会发表的《智能线控制动及底盘域控技术发展》主题演讲。)

来源:盖世汽车