同馭汽車科技：智能底盤關鍵零部件的產業(yè)化之路

汽車底盤的發(fā)展經歷了機械底盤，到機械底盤+電子控制系統(tǒng)，再到線控底盤的演進過程。

2023年11月17日，在2023第三屆汽車智能底盤大會上，上海同馭汽車科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人徐國棟談及上述三個時代的核心差異，坦言演化的過程是電子化參與率越來越高的過程。

電子化參與多意味著什么？徐國棟表示，在機械底盤時代，想要讓汽車普及化，必須降低駕駛難度，于是底盤出現(xiàn)了電子控制系統(tǒng)，最顯著的特征是電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)ESC，電子化使得汽車得以普及；另外對于特殊路面，使用電子化的控制系統(tǒng)能夠取得比人控制更好的效果。同馭科技堅持智能底盤關鍵零部件的平臺研發(fā)，更加注重項目的量產落地；致力于為行業(yè)輸送優(yōu)質的技術和產品，助力汽車智能化的持續(xù)發(fā)展。

以下為演講內容整理：

智能底盤發(fā)展歷史研判

首先談一談同馭對于智能底盤發(fā)展歷史的研判。汽車底盤部件大概經歷了三個階段，包括機械底盤、機械底盤+電子控制系統(tǒng)、再到現(xiàn)在逐步演化的線控底盤。這幾個階段的核心差異是什么？單從產品的名字可以發(fā)現(xiàn)，演化的過程是電子化參與率越來越高的過程。

電子化參與多意味著什么？

幾年前同馭剛剛發(fā)展的時候，很多投資人問我：為什么底盤還需要做很多演化？在部分消費者或者終端消費者的眼里，汽車發(fā)展了很多年但底盤層面并沒有太多演進。他們認為車能夠開起來、能剎住、能轉向，底盤的功能就實現(xiàn)了，為什么說底盤需要發(fā)展更多東西？這其實在于對底盤三個階段的變化理解。

在機械底盤的理解里，所有汽車的控制都是依賴于人的。假設這些車在偏極限的工況下保持車輛處于穩(wěn)定的運動狀態(tài)，則需要駕駛員具備非常高超的駕駛技能，這樣才能保障車輛在任何時間都處于相對安全的狀態(tài)，比如漂移就是高超駕駛技術的體現(xiàn)。在傳統(tǒng)機械底盤時代，駕駛員屬于非常專業(yè)的人，而想要讓汽車變成更普及化的產品，必須降低駕駛難度，于是在底盤上開始出現(xiàn)了一些電子控制系統(tǒng)。

最顯著的特征是電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESC，這個產品讓駕駛員可以在冬天、在冰面上平穩(wěn)駕駛汽車，這之后汽車底盤才開始真正普及起來。

但是這種狀態(tài)是無法滿足未來我們對于自動駕駛需求的，原因在于這類產品無法長時間提供自動駕駛的輔助功能?，F(xiàn)在，自動駕駛ACC、AEB等功能在實車上的應用場景越來越豐富，功能使用率已超過30%。在這樣的場景下，傳統(tǒng)類型產品無法提供足夠安全可靠和足夠壽命的制動、轉向等方面的需求，所以需要往線控底盤的方向發(fā)展。

從機械底盤到電子控制系統(tǒng)，再到線控底盤的過程中，線控執(zhí)行器的壽命和性能得到了非常明顯的提升。另外，線控底盤開始實現(xiàn)和人的駕駛實現(xiàn)解耦。在機械底盤+電子控制系統(tǒng)的時間里，駕駛員操作方向盤的時候，方向盤的角度和輪子轉向角度是有一定耦合關系的。假設駕駛員出現(xiàn)錯誤的操作，車輛往往會遇到無法挽回的錯誤情況。

對于高等級的線控底盤，為了應對高等級的自動駕駛需求，要保證底盤在一定程度上比普通的駕駛員更聰明，這就意味著規(guī)避駕駛員錯誤指令的輸入。線控底盤對于駕駛員的操作和底盤控制之間的解耦變成非常關鍵的環(huán)節(jié)，比如線控轉向系統(tǒng)需要把中間的管柱去掉，這在一定程度上保證即使駕駛員亂打方向，智能駕駛車輛、尤其是無人駕駛車輛仍然按照正確的軌跡行進。這可以朝著未來L4、L5的發(fā)展方向進行努力。

制動方面，對于特殊的路面，電子化控制系統(tǒng)能夠取得比人控制效果更好的情況。即使是最專業(yè)的駕駛員——F1的駕駛員用腳踩的方式實現(xiàn)ABS，他的控制頻率往往只能做到10-20赫茲，這也是非常高的。我們使用ABS最基礎的電子控制的器件，已經做到100赫茲以上，控制效率是人遠遠不能達到的。線控底盤實現(xiàn)這樣的解耦，是對于未來智能駕駛最重要的提升點。

除此之外，由于線控底盤還需要考慮自動駕駛的冗余場景和備份場景，所以往線控方向發(fā)展的執(zhí)行器必須要有冗余備份的能力?，F(xiàn)在，很多人提到制動講Onebox+RBU，或者使用Tow-box方案實現(xiàn)冗余，都是在體現(xiàn)這一點。線控轉向也會考慮類似的方案。

制動系統(tǒng)大概有這樣三代產品：最早期有真空助力器，加入電子穩(wěn)定控制之后，有了真空助力器和ESC的配合。這套產品可以實現(xiàn)的液壓力的控制精度在5bar左右，控制性能不夠理想。這個時候所有車輛依然能夠做到較高的制動距離和控制水平，但無法滿足自動駕駛的需求。5bar是什么概念？減速度控制過程中可能有正負0.5米每2次方秒的誤差，在減速度控制中，尤其在倒車、APA這種類型的工況下會帶來非常大的影響，要么是噪音問題，要么是減速度控制不好。

第二代是我們經常提到的Tow-box，也就是EHB+ESC的方案，或者One-box，把兩個產品合在一起。對這種產品來說，制動控制精度做到1bar可以滿足線控控制的應用場景，它的響應速度可以做到150毫秒以內，這對車輛來說有非常明顯的線控制動性能的提升，車輛的安全性得到很好的保障。

最后是制動方面的EMB。前面兩套方案依賴于液壓實現(xiàn)制動的控制效果。這套控制下來最大的問題不是性能不夠，而是由于有大量制動液，這就涉及到相關維護。相信很多車主有開車五六萬公里需要換制動液的體驗，這個體驗相對不夠好，而且制動液存在環(huán)保問題。由于EHB、ESC、One-box的產品是集中式的控制，對于四輪子的控制無法做到精準控制，單輪制動的特殊工況性能不夠強，難以滿足更高等級自動駕駛對于車輛矢量方面的控制要求，EMB產品則可以把這些缺陷彌補掉。

轉向層面，經歷了三類產品，首先是液壓轉向。最早期的產品沒有用到電控助力，大家一般用液壓閥的方式實現(xiàn)液壓助力，這套產品在商用車上還有一定程度的使用。但由于這個產品沒有電子化，也不具備線控能力，慢慢它被乘用車普及回了電動助力轉向EPS的產品，控制的扭矩、線控的能力方面都有了很大提升。它的方向盤和車輪轉向控制是有一定耦合性的。這個耦合性會帶來一部分的安全冗余，同時也帶來一部分駕駛員誤操作的可能性，在這個層面為了進一步提升自動駕駛的能力，需要發(fā)展線控轉向。這兩張圖片可以看到，EPS和SBW最大的差別是中間少了管柱，失去這根管柱后，在常規(guī)駕駛員行駛的模式下，人操作方向盤的時候有一個電機，這個電機模擬路感，實現(xiàn)轉向力的駕駛反饋。

圖源：演講嘉賓素材

在車輪上也有電機控制車輪的轉動，以實現(xiàn)上下的聯(lián)動。這樣的聯(lián)動關系因為是通過電信號實現(xiàn)的，可以實現(xiàn)完全的解耦。通過這個解耦保證駕駛員出現(xiàn)一些誤操作的時候，車輪可以給更好的反饋。還是可以舉漂移的例子。很多專業(yè)的駕駛員知道，當方向盤打得過度、車輛出現(xiàn)明顯的轉向的時候，通過方向盤的反打，即車子往左邊走、方向盤往右打，來保證車輛減輕轉向不足的趨勢，同時也仍然保持在向左轉的狀態(tài)，這就是漂移最明顯的方向盤操作。

很多駕駛員不知道這個操作，如何讓這部分人、包括讓自動駕駛的系統(tǒng)意識到這種情況下車輪可以往另一個方向轉？我們可以通過線控轉向實現(xiàn)，方向盤由駕駛員往左打方向，產生了制動意圖或者由ADAS的系統(tǒng)告訴轉向系統(tǒng)，希望往左邊轉向。

由于當前的車輛路面、車速以及車輛穩(wěn)定性的情況，把車輪的轉動方向變成向右轉，這樣減少車輛轉向不足的情況，通過這種方式保證車身姿態(tài)仍然處于穩(wěn)定安全的狀態(tài)，保障車輛穩(wěn)定控制，穩(wěn)定轉向，達到駕駛員或者自動駕駛系統(tǒng)預期的轉向效果。應用這種線控轉向系統(tǒng)才能夠真正的幫助未來自動駕駛系統(tǒng)去實現(xiàn)超越人能力的轉向能力。

同馭汽車科技對智能底盤關鍵零部件的解決方案

同馭在底盤域方面積累了多年經驗。同馭團隊創(chuàng)始于2012年在同濟大學汽車學院學術課題組，在學術層面上取得一些成果之后，我們認為未來一定是線控底盤的時代，所以同馭這幫小伙伴在2016年成立了公司，開始做我們的產品。

公司不辱使命，在2018年推出第一代小規(guī)格的EHB，實現(xiàn)量產效果。近年推出多款產品，包括今年還推出One-box iEHB產品等等，代表了同馭的發(fā)展過程?，F(xiàn)在同馭的底盤產品包括圖中的產品，在制動和踏板有4種產品，也就是作為制動助力器的存在。我們在這個產品上嘗試集成了很多其他的控制器，包括EPB，這樣就有了EHB和EPBi的產品。我們也做了One-box，通過EHB和ESC的集成實現(xiàn)了iEHB的方案。為了應對更未來高等級自動駕駛所需要的制動冗余情況，又在iEHB基礎上減去了8個ABS電磁閥，實現(xiàn)了EHB-HD解耦式的制動產品。

圖源：演講嘉賓素材

依托于底盤行業(yè)的研究經驗，在穩(wěn)定性控制方面，我們推出了ABS和ESC產品。在轉向控制方面，今年正式研發(fā)同馭的SBW產品。在EPB方面，其實EPB也算有趣的話題，早期同馭實際上不太想往EPB方向發(fā)展，但由于很多客戶說要把行車制動能力延伸到駐車制動方面去，我們就一股腦把這幾套EPB產品做下來。

EPB是相對有差異性的產品，最大的差異點就在于商用車和乘用車用到的電子駐車方案是不一樣的，商用車往往用的是拉索式的，因為它的輪端制動器是鼓式制動器，無法利用電機在上面夾的方案實現(xiàn)EPB的控制，所以使用拉索EPB的方案會更合適。

對于乘用車來說，就可以考慮用MGU的方案，它的EPB需要控制器。在EPB控制過程中，我們又恰好趕上法規(guī)逐漸清晰化、明晰化的環(huán)境。對于EPB產品，既使對不需要高等級自動駕駛的車輛來說，也需要有備份冗余的能力，因此在這個產品上我們既做了低成本雙控EPB的方案，也為了快速集成很多現(xiàn)有平臺的車型，讓車型增加冗余EPB功能，推出了BC-EPB產品，方便多款車型作快速的產品迭代。

詳細講一下電子液壓制動系統(tǒng)。同馭在這方面積累了多年研發(fā)經驗，最早的專利是從同濟大學學術成果中汲取而來的，研發(fā)過程中我們掌握了非常多的核心技術，包括多種具有自主知識產權的構型方案，我們的高精度、快響應、高魯棒性的液壓力控制算法，包括電液復合制動、線控制動的控制算法，以及推出了適配于L3及以上的制動系統(tǒng)全冗余的方案。

在這些產品中，既可以做到EHB有制動的控制能力之外，也可以讓它適當集成一部分的穩(wěn)定性控制，實現(xiàn)低選ABS控制方式，能夠保證車輛在ESC失效后依然有完整的制動能力，同時可以讓ESC具有線控制動和穩(wěn)定性控制方面的能力，這兩套產品既可以用雙電源，又可以用備份輪速來保證高等級自動駕駛制動功能需求。

對于這套方案來說，整個平臺累計出貨量超過30萬臺，是業(yè)內排名比較靠前的出貨情況。我們基于這一套產品方案推出了One-Box，我們叫iEHB，這套產品集成了EHB、ESC和冗余式EPB、智能輪胎監(jiān)控等功能模塊，可實現(xiàn)高品質的基礎制動、線控制動、線控駐車、穩(wěn)定性控制等功能。

對于這一產品，我們還做了一件事情。在底盤域還沒完全到來的情況下，我們在這個產品上留夠了充足的算力冗余，這樣能配合客戶在這個產品上實現(xiàn)一定程度的底盤域控制。客戶可以把車輛很多整車層面的算法全部放在這套控制器里，用這套控制器間接控制轉向驅動等其他部件。

這樣可以達到的效果是很多智能化的車型都喜歡談OTA，希望通過OTA不斷提升車輛的智能化水平。但是在OEM層面上，這個過程往往非常痛苦，原因在于每次更新OTA的時候都需要把所有供應商拉上，讓大家一起聯(lián)合開發(fā)、聯(lián)合測試，最終實現(xiàn)新版本的功能，通過OTA的方式迭代出去。如果把這部分接管式功能全部放在iEHB里，可以實現(xiàn)在整車后續(xù)更新OTA時，只需更新iEHB和整車ADAS兩套產品，就能使整車完整功能有顯著提升，達到車輛快速實現(xiàn)OTA的效果，最后就能實現(xiàn)整個成品OTA快速化的效果，提高OEM的新功能推出效率。

同馭也有EMB方案，這一系統(tǒng)采用了雙電源、雙踏板輸入，通過X型布置的方式實現(xiàn)冗余。在四個車輪上有四套單獨的電控執(zhí)行器，分別控制四個輪子。這樣一來，就需要一個大腦控制四個輪子的制動器怎么剎車：有時只剎一個輪子，有時只剎左側或者右側輪子，有時四個輪子全要剎車，有時要做前軸和后軸的獨立式制動。所以我們在中間放一個中央域控制器。這個中央域控制器可以是EMB單獨子部件，也可以是后續(xù)提到的專用底盤域的控制器，這對我們的方案來說都可以支持。

圖源：演講嘉賓素材

總體來說，這套架構集成的冗余和高性能的考慮是在產品的核心參數(shù)方面，把這套產品做了很好的平臺化。這樣一套產品可以實現(xiàn)前軸最大60千牛，后軸最大30千牛夾緊力的控制要求，可以滿足各類乘用車對于EMB制動系統(tǒng)的需求。

在轉向方面，推出了SBW，包括上轉方面的手感反饋執(zhí)行器，和下轉、前轉向執(zhí)行器的兩套單元，這兩套單元既可以支持兩套產品都是我們供，也可以只供上端或下端，提供比較靈活的控制方式。

這一環(huán)節(jié)我們也呼吁業(yè)內朋友們，一起來做對中國底盤零部件發(fā)展更有意義的事情。在歐美國家做這類需要復雜軟件耦合功能的事時，往往會推出比較官方或者比較標準化的標準來讓大家使用相同的接口去進行開發(fā)，來避免整個行業(yè)出現(xiàn)研發(fā)資源浪費的情況。我們也非常希望能在SBW產品上，我們中國也能有類似于這樣的方案或標準出來。

圖源：演講嘉賓素材

對于制動系統(tǒng)，相信在座朋友都聽說過VDA305和VDA360這兩套標準，實際上它就定義了在線控底盤執(zhí)行器方面有核心的功能接口，為了保證這些部件有不同供應商做，能提供相同的功能性能，所以在接口層面做了很多通用化。

在線控轉向方面，個人非常希望我們國內的Tier1一起做這些事情，提前把有關接口標準定義出來，讓我們快速響應未來這些智能駕駛線控轉向產品發(fā)展的方向需求，讓中國人開始定義全球的線控轉向有關標準。感興趣的朋友可以在會后與我聯(lián)系。

線控轉向這套方案依賴于冗余架構的方案。冗余是指當上轉或下轉有電源或電機失效時，也要保證這套系統(tǒng)依然處于正常的工作狀態(tài)。為此，電機選用了雙繞組電機。我們的控制系統(tǒng)，不管是上轉還是下轉都會采用兩套控制器同時控制，這樣可以保證任何一部分出現(xiàn)了失效都能有完整備份的能力。

這套方案也可以實現(xiàn)很好的平臺化控制效果。我們也做了非常多的平臺化工作，保證了上轉下轉，上轉用的是扭矩Tas傳感器，下轉用了齒條位移的傳感器，只有傳感器這個層面上有差異，其他都是可以平臺化共用的，實現(xiàn)了很好的平臺化效果，后期推廣于客戶時也能取得更好的實現(xiàn)效果。

在底盤域控方面，同馭推出了幾款產品。目前來說同馭這套產品不僅僅是一套硬件，更多層面上是軟件，我們希望這套軟件可以集成在One-box或者比較強算力的控制器上，也可以支持我們自己的蒜販。在同馭的認知來說，我們認為底盤域加一個控制器，它的成本依然會有上升。但底盤上很多部件對算力本身要求就很高，所以把這部分成本疊加到其他One-box、SBW控制器上，是完全有可能的。所以在這個層面上同馭會采用很開放的方式，與客戶包括友商進行探討，來保證這個產品在長遠的發(fā)展方向上能實現(xiàn)落地。

圖源：演講嘉賓素材

對于這個產品本身，我們在硬件層面同樣會做很多冗余的控制方式，在軟件方面充分考慮了功能安全和信息安全的策略，同步保證底盤域控主控和輔控具有完整的控制能力，這樣便能滿足高等級自動駕駛帶來的行業(yè)需求。

產業(yè)化之路——平臺研發(fā)+項目落地

最后談一下“產業(yè)化”這個詞。個人認為“產業(yè)化”是個很光鮮亮麗的詞，同馭在這幾年也算實現(xiàn)了很多“光鮮亮麗”的小目標，包括完成了多輪連續(xù)融資，企業(yè)規(guī)模迅速得到了擴張。現(xiàn)在國內有三大研發(fā)基地，在產品開發(fā)和項目應用上也取得了很多成績。在產品開發(fā)上，底盤上的線控產品均推出了我們的方案，在項目應用上完成了近200個車型匹配的成績。這些成績實際上是我們全體同馭篳路藍縷的過程。

很多朋友做產業(yè)化的過程中，很多人尤其關注平臺研發(fā)。對于同馭來說，實際上我們真正花了更多力氣的還不是平臺研發(fā)，而是后者的項目落地。雖然說底盤制動產品是特定的產品，按理來說，這些產品的需求有很明確的需求導向，假設平臺研發(fā)足夠好，項目落地應該是一件很輕松的事情。但結合同馭多年來自己的研發(fā)經驗來看，實際上平臺研發(fā)只是第一步，后者才是最難的事情。

為了應對不同客戶的挑戰(zhàn)以及各種類型項目落地需求，同馭在這方面花了非常多精力。首先，我們推出了一套快響應的研發(fā)標定流程，讓各類產品都能基于這樣的標定流程和標定概念進行推廣落地，這樣客戶反饋能夠得到非常好的體驗?？蛻羰褂昧宋覀兊闹苿赢a品，使用完一個產品之后就能很方便了解后續(xù)產品是什么樣的開發(fā)過程，雙邊可以建立起很好的溝通橋梁。在文檔交互層面，我們做了很多通用化平臺文檔，這些文檔很大程度上幫助我們客戶理解我們?yōu)槭裁匆@么研發(fā)我們的平臺，在這個過程中我們也可以更好理解我們的客戶為什么提出了和我們平臺有很大區(qū)別的需求。

圖源：演講嘉賓素材

基于以上通用材料，我們能夠與客戶產生更優(yōu)匹配，讓我們的產品更加適合于所有客戶，也包括適合于終端的消費者。在產線、軟件、對手件接口層面，我們也做了很多解釋型的工作。這里有一個有趣案例，我們以往做產品的接口時，往往按照固化思維直接開發(fā)，結果發(fā)現(xiàn)這樣的接口對于不同的人理解上容易產生差異，這直接導致產品上表現(xiàn)出現(xiàn)問題。為了解決這些問題，我們進一步精簡了接口的方案，讓客戶對這些產品有更好的理解，我們也能為200多個車型和客戶服務好我們最終產品的效果。

2023年11月，上海嘉定也正式官宣了同馭即將在嘉定區(qū)安亭鎮(zhèn)，同濟大學周邊部署我們同馭未來的全球總部，始于同濟，長于同濟，我們要回家了。

也歡迎各位朋友在后面有機會可以到我們總部參觀，謝謝大家。

（以上內容來自上海同馭汽車科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人徐國棟于2023年11月16日-17日在第三屆汽車智能底盤大會發(fā)表的《智能底盤關鍵零部件的產業(yè)化之路》主題演講。）