德科智控——線控轉(zhuǎn)向賦能智能底盤商業(yè)化落地
隨著汽車電動化和智能化的技術革命，底盤系統(tǒng)也迎來了從傳統(tǒng)底盤、電動底盤再到智能底盤的技術變革。智能底盤為自動駕駛系統(tǒng)、座艙系統(tǒng)、動力系統(tǒng)提供承載平臺，承載對象也正在發(fā)生快速迭代。
安全可靠的自動駕駛不僅需要強大的軟件實力，還需要更智能的底盤硬件支持。作為底盤智能化的核心技術之一，線控轉(zhuǎn)向通過數(shù)字信號對轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構進行控制，可實現(xiàn)執(zhí)行系統(tǒng)的機械解耦。
第一部分：線控底盤簡介
智能駕駛，分為三個層次——感知層，決策層，執(zhí)行層。近年來執(zhí)行層，即線控底盤的關注度持續(xù)提升。
圖1.1 智能駕駛級別
從上圖可知，人工參與程度隨自動駕駛等級提升而下降。從表面上看，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能是在弱化；實際上，為滿足高階自動駕駛，對轉(zhuǎn)向產(chǎn)品的要求卻逐級遞增。轉(zhuǎn)向產(chǎn)品在自動駕駛的發(fā)展過程中的重要性，不言而喻。
從傳統(tǒng)汽車-電動汽車-智能汽車的發(fā)展趨勢，衍生出傳統(tǒng)底盤-電動底盤-智能底盤的發(fā)展方向。線控轉(zhuǎn)向在 1.0 階段時，需要滿足 EPS 和OTA升級功能。在2.0時代，線控轉(zhuǎn)向要實現(xiàn)冗余式EPS 以及 OTA 升級。到達3.0時代，則完全過渡到線控轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向產(chǎn)品每一個階段的發(fā)展，都是迭代積累和技術飛躍。
圖1.2 智能底盤進化
線控轉(zhuǎn)向會隨智能底盤控制關鍵技術的三大板塊：E/E架構，域控技術以及功能安全進行相應調(diào)整。在E/E架構中，EPS需要實現(xiàn)信號全冗余；在域控中，線控轉(zhuǎn)向需和整個域控進行無縫對接；在電控系統(tǒng)的功能安全中，線控轉(zhuǎn)向必須完成功能安全和信息安全兩大板塊的要求。
從智能駕駛行業(yè)整體布局來看，執(zhí)行層企業(yè)，相較于感知層和決策層企業(yè)，布局相對較少。在此背景下，也為德科智控進行線控轉(zhuǎn)向的研發(fā)及量產(chǎn)，提供廣闊的市場空間和極大挑戰(zhàn)。
第二部分：線控轉(zhuǎn)向在線控底盤的應用
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有四個發(fā)展階段：第一代的機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，第二代的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，第三代的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，及第四代線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
圖2.1 智能轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進化
隨著智能化底盤的發(fā)展，對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在智能化、安全性、舒適性方面也提出更多的要求。第三代的電動助力轉(zhuǎn)向，目前處于大規(guī)模應用階段；而未來的第四代線控轉(zhuǎn)向，目前處于高速發(fā)展階段。因此，EPS和SBW均能滿足智能底盤從 1.0 到 3.0 發(fā)展的歷程。
公開統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，到 2025 年前，商用車和乘用車領域的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展增長十分可觀，保有量巨大。由下圖可知，資本市場對電動助力轉(zhuǎn)向以及未來的線控轉(zhuǎn)向發(fā)展增速保持十分樂觀的態(tài)度。
圖2.2 智能轉(zhuǎn)向市場分析
根據(jù)券商的市場預估，線控制動屬于成長期，線控驅(qū)動屬于成熟期，而線控轉(zhuǎn)向目前處于導入期。究其原因，是線控轉(zhuǎn)向在開發(fā)層面仍具有極高的技術門檻。
德科智控，作為國內(nèi)領先的智能駕駛轉(zhuǎn)向產(chǎn)品供應商，專注于線控底盤技術，特別是線控轉(zhuǎn)向技術的研發(fā)和量產(chǎn)。通過20年的研發(fā)及量產(chǎn)經(jīng)驗，形成了滿足“全場景、全車系、全冗余”的線控技術。自主研發(fā)線控轉(zhuǎn)向的三大核心技術，包括扭角一體式傳感器（TAS）、ECU及無刷電機。同時擁有L2-L4級線控智能硬件平臺和L4級車輛智能駕駛線控冗余算法。
圖2.3 德科智控簡介
德科智控形成四大核心產(chǎn)品布局。
在乘用車方面，布局從適配于A級轎車的C-EPS，到大型轎車的DP-EPS及R-EPS。商用車方面，則布局適配于輕型商用車的電動循環(huán)球轉(zhuǎn)向，及適用于重型商用車的電液循環(huán)球轉(zhuǎn)向。
圖2.4 德科智控產(chǎn)品矩陣
在線控轉(zhuǎn)向方面，德科智控已實現(xiàn)了在低速場景和干線物流所需的智能轉(zhuǎn)向產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。
以下是德科智控在商用車方面的研發(fā)線路圖，即產(chǎn)品迭代方式，預計 2024 年可實現(xiàn)全冗余SBW的量產(chǎn)。
圖2.5 EPS/SBW研發(fā)線路圖
第三部分：線控轉(zhuǎn)向開發(fā)流程
一個標準的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包含路感反饋和執(zhí)行總成。中國汽車工程學會智能底盤技術路線圖工作組給出了 2025年 到 2030 年線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的目標，包括技術發(fā)展的目標，零部件的發(fā)展目標、系統(tǒng)特性目標和量產(chǎn)目標。比如 2022 年，實現(xiàn)基礎功能；2023年，實現(xiàn)高級功能；到 2025 年，實現(xiàn)線控轉(zhuǎn)向量產(chǎn)；到 2030 年，智能底盤完全支持，如獨立的四輪轉(zhuǎn)向等。
轉(zhuǎn)向開發(fā)過程中，首先是進行智能轉(zhuǎn)向控制功能需求確定。根據(jù)客戶需求不同，德科智控會根據(jù)每款車型所定義的底盤功能要求，進行轉(zhuǎn)向部分功能提煉和開發(fā)。
整體開發(fā)架構，其中包括生命周期管理和過程管理。依據(jù)以上邏輯進行項目的開發(fā)。
圖3.1 設計開發(fā)架構
軟件部分主要按照建模、仿真、自動代碼下載、實驗室標定以及整車標定、數(shù)據(jù)反饋，再進行模具修正的循環(huán)來保證整體項目的模塊化及安全運行，最后通過黑盒白盒測試，保證代碼安全高效。
軟件基于AUTOSAR的軟件設計規(guī)范，從需求分析到系統(tǒng)測試，MIL, SIL, HIL等，按照以上流程進行開發(fā)。之前提及的整體規(guī)范，保證了系統(tǒng)的模塊化設計及可靠性設計。V字型的開發(fā)保證整個開發(fā)流程是在大框架下完成。
同時，軟件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)大框架下包括三個板塊，最底層是硬件支撐平臺，同時嵌入搜索系統(tǒng)，最上層是應用程序。由此保證在系統(tǒng)開發(fā)過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的移植。
硬件部分，以L4級別的轉(zhuǎn)向方案作為參考。方案采用全冗余六相電機，（如為了追求更高的自動駕駛等級，也可采用九相電機或是十二相電機）雙冗余的控制系統(tǒng)，及驅(qū)動系統(tǒng)。根據(jù)客戶不同的需求，會對應不同的硬件設計方案。
第四部分：線控轉(zhuǎn)向應用
德科智控已和數(shù)十家行業(yè)頭部企業(yè)戰(zhàn)略合作，服務多家高校無人駕駛團隊，依托二十余年在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研發(fā)的經(jīng)驗，和近160萬臺市場交付，融合車規(guī)級產(chǎn)品化能力，助力合作伙伴的L4級無人車產(chǎn)品商業(yè)化落地和規(guī)模化交付。
在智慧城市物流、L4級自主代客泊車、無人駕駛礦車、無人駕駛割草機、無人邊防巡邏車、商用車ADAS等多個場景中率先落地。
圖4.1 車規(guī)級智能轉(zhuǎn)向系統(tǒng)P-EPS
德科智控明星產(chǎn)品—齒條式電動助力轉(zhuǎn)向器（R-EPS），是目前全球推力最大的EPS，目前已批量使用到乘用車和輕客上。如采用6相永磁同步電機作為執(zhí)行機構，電源模塊、通訊模塊、MCU、傳感器、MOS驅(qū)動模塊全部進行冗余設計，則可以滿足L4級自動駕駛的使用需求和安全性要求。
圖4.2 車規(guī)級智能轉(zhuǎn)向系統(tǒng)R-EPS
德科智控電液伺服循環(huán)球轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，采用了領先的一體式的集成化設計，可應用于重卡、大型客車以及公交，支持 L2-L3 級別ADAS和LKA功能。
圖4.3 車規(guī)級智能轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EHRBS
德科智控電動循環(huán)球產(chǎn)品，可覆蓋4.5 噸以下所有輕卡，最大輸出力矩可達2200 Nm。且滿足國五和國六的標準，具有極佳的節(jié)能體驗。
圖4.4 車規(guī)級智能轉(zhuǎn)向系統(tǒng)RB-EPS
德科智控為國家級“專精特新”小巨人企業(yè)，位于天津，占地16500m2。擁有獨立的總裝車間、防塵防靜電恒溫恒濕控制器裝配車間、高效的無刷電機生產(chǎn)線以及完整的實驗室。公司還獲得了歐盟的ECE認證及IATF16949 質(zhì)量體系認證。德科智控與合作伙伴建立了良好的合作關系，連續(xù)8年保持同行業(yè)出口第一，產(chǎn)品在多個細分領域保持第一。
