智能網(wǎng)聯(lián)汽車核心技術(shù)叢書--智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控底盤技術(shù)

《智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控底盤技術(shù)》是“智能網(wǎng)聯(lián)汽車核心技術(shù)叢書”中的一冊(cè)。本書依托“杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院文庫(kù)”，聚焦于智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)線控底盤這一核心技術(shù)領(lǐng)域，通過(guò)7章，不僅系統(tǒng)地介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)鏈布局及關(guān)鍵技術(shù)，還詳細(xì)闡述了線控底盤各子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理、技術(shù)方法與控制策略。從戰(zhàn)略規(guī)劃到具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)，從線控轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、油門、換擋到懸架系統(tǒng)，每一章都力求全面覆蓋，深入解析。書中不僅總結(jié)了國(guó)內(nèi)外智能網(wǎng)聯(lián)汽車及線控底盤技術(shù)的最新研究成果與應(yīng)用案例，還針對(duì)我國(guó)在該領(lǐng)域的現(xiàn)狀，提出了前瞻性的見(jiàn)解與建議。本書通過(guò)豐富的圖表、案例分析和技術(shù)解析，旨在幫助讀者全面理解智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控底盤技術(shù)的復(fù)雜性與前沿性，同時(shí)為行業(yè)從業(yè)者、科研人員及政策制定者提供寶貴的參考與啟示。
本書適合智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控底盤領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)工程師、產(chǎn)品測(cè)試工程師、質(zhì)量論證人員閱讀學(xué)習(xí)，也可作為國(guó)內(nèi)高校汽車相關(guān)專業(yè)的師生參考，對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車感興趣的人群也可以閱讀。

汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展向來(lái)具有很高的關(guān)注度，被世界各國(guó)視為重要的經(jīng)濟(jì)新引擎。智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為世界汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要戰(zhàn)略方向，已成為各國(guó)博弈的制高點(diǎn)。目前各國(guó)都在極力搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機(jī)，以獲得更多的市場(chǎng)份額。
比如，美國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)邁入新的發(fā)展階段，正不斷搭建綜合型道路。該道路可以實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)、道路系統(tǒng)、駕駛員和云平臺(tái)的一體化，真正做到車、路、云的協(xié)同發(fā)展，從而力爭(zhēng)在未來(lái)智能網(wǎng)聯(lián)汽車市場(chǎng)中獲得更多的市場(chǎng)份額。而以德國(guó)為首的一些歐洲國(guó)家正在探索發(fā)展智慧交通系統(tǒng)，推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)與新興技術(shù)的深度融合，不斷創(chuàng)新智能交通生活方式，推動(dòng)城市、汽車、交通和科技應(yīng)用發(fā)展的一體化建設(shè)。
現(xiàn)階段，我國(guó)的高端自主汽車品牌已經(jīng)開始在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域進(jìn)行市場(chǎng)布局，一些掌握核心技術(shù)的新型車企也紛紛加入，掀起了一波智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試與示范應(yīng)用的熱潮。此外，多項(xiàng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)取得明顯突破，智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)基本形成閉環(huán)，L2級(jí)輔助駕駛也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模落地。為推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)的發(fā)展，我國(guó)近年來(lái)出臺(tái)了一系列相關(guān)政策。得益于政策層面的支持，我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車在信息通信、道路交通、整車制造等多個(gè)領(lǐng)域均取得了突破性進(jìn)展，產(chǎn)業(yè)生態(tài)也日益豐富。相關(guān)政策的出臺(tái)為智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)頂層目標(biāo)的提出、各種規(guī)范的制定以及核心技術(shù)的發(fā)展指出了明確的方向，營(yíng)造了良好的發(fā)展環(huán)境。比如，2023年11月，工業(yè)和信息化部、公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部聯(lián)合發(fā)布了《四部委關(guān)于開展智能網(wǎng)聯(lián)汽車準(zhǔn)入和上路通行試點(diǎn)工作的通知》，以期推進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車規(guī)?；茝V和安全應(yīng)用，規(guī)范行業(yè)健康有序發(fā)展，構(gòu)建汽車、能源、智慧城市等融合互動(dòng)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，助力智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新與高質(zhì)量發(fā)展。
目前，全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入高速增長(zhǎng)快車道。與傳統(tǒng)的燃油式汽車相比，智能網(wǎng)聯(lián)汽車不僅零部件的標(biāo)準(zhǔn)化程度更高、機(jī)械結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，而且整車架構(gòu)向域集中/中央控制架構(gòu)升級(jí)。在相關(guān)技術(shù)的推動(dòng)下，汽車底盤作為智能駕駛的主要載體，其線控化已成大勢(shì)所趨。與傳統(tǒng)底盤相比，線控底盤系統(tǒng)不需要采用大量的機(jī)械連接裝置及液壓/氣壓等輔助裝置，能夠極大提升汽車的能量利用效率和續(xù)航能力。此外，伴隨線控底盤技術(shù)的發(fā)展，線控底盤系統(tǒng)還將體現(xiàn)出更多優(yōu)勢(shì)，比如：車輛響應(yīng)和執(zhí)行決策信息的效率更高，控制精度更高，零部件維護(hù)成本有效降低等。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展，無(wú)疑遵循“軟件定義汽車”的邏輯。那么，汽車的執(zhí)行機(jī)構(gòu)必然會(huì)從集中式過(guò)渡為分布式，而電氣電控架構(gòu)則會(huì)從分布式轉(zhuǎn)變?yōu)榧惺?，線控底盤是這一發(fā)展趨勢(shì)的典型代表。實(shí)際上，采埃孚（ZF Friedrichshafen AG）、博世（BOSCH）等汽車技術(shù)供應(yīng)商在20世紀(jì)90年代末已經(jīng)開始研發(fā)線控底盤相關(guān)技術(shù)，并積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。由于線控底盤技術(shù)的研發(fā)涉及硬件、軟件等多個(gè)方面，技術(shù)門檻高，我國(guó)在此領(lǐng)域的起步較晚。但憑借良好的智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展前景，國(guó)內(nèi)線控底盤研發(fā)也將迎來(lái)難得的機(jī)遇。未來(lái)，伴隨技術(shù)和政策的雙重刺激，智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)將不斷發(fā)展，線控底盤市場(chǎng)也有望迎來(lái)幾何式增長(zhǎng)。
本書研究?jī)?nèi)容依托于教育部高等學(xué)?？茖W(xué)研究發(fā)展中心中國(guó)高校產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新基金課題（課題編號(hào)：2022IT221）、2022年度浙江省“尖兵”“領(lǐng)雁”研發(fā)攻關(guān)項(xiàng)目（課題編號(hào)：2022C04023）、2024年度浙江省教育科學(xué)規(guī)劃職業(yè)教育教師教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)專項(xiàng)課題（課題編號(hào)：2024JCD017）、2022年度浙江省教育廳高校國(guó)內(nèi)訪問(wèn)工程師校企合作項(xiàng)目（課題編號(hào)：FG2022072）、杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院高層次人才科研啟動(dòng)項(xiàng)目（編號(hào)：HZYGCC202109，HZYGCC202230）、浙江省首批職業(yè)院校技能大師工作室“楊愛(ài)喜技能大師工作室”（立項(xiàng)號(hào)：浙教辦函【2023】119號(hào)）、浙江省市場(chǎng)監(jiān)督管理局2025年度科技計(jì)劃項(xiàng)目重點(diǎn)項(xiàng)目“新能源汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)EIS時(shí)頻全生命周期智能診斷與監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：ZD2025002，主持單位：浙江省質(zhì)量科學(xué)研究院），全面闡述智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控底盤模塊的基礎(chǔ)理論、技術(shù)方法與實(shí)踐策略，分別從智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展概況、控制執(zhí)行技術(shù)、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、線控制動(dòng)系統(tǒng)、線控油門系統(tǒng)、線控?fù)Q擋系統(tǒng)、線控懸架系統(tǒng)7個(gè)維度出發(fā)，對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控底盤的系統(tǒng)組成、結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行了詳細(xì)分析，并深度剖析智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控底盤的關(guān)鍵技術(shù)與控制策略，試圖為讀者提供一些有益的借鑒與思考，為實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車智能底盤產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供有力支撐。
本書對(duì)從事智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控底盤領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品測(cè)試、質(zhì)量論證等相關(guān)工作的專業(yè)人員具有一定的參考價(jià)值，可供智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)的政策制定者、企業(yè)管理者、科研工作者以及汽車第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)人員閱讀參考，也可作為國(guó)內(nèi)高校汽車相關(guān)專業(yè)本科生、研究生的參考教材。此外，由于本書是“智能網(wǎng)聯(lián)汽車核心技術(shù)叢書”中的一冊(cè)，因此推薦讀者結(jié)合叢書中的其他書籍對(duì)照閱讀，以便對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有更加全面系統(tǒng)的了解和更為深入準(zhǔn)確的把握。
特別感謝時(shí)培成教授，他為本書提供了寶貴的意見(jiàn)和建議。此外，還要感謝邵立東、張洪利、臧豫徽、許柳柳、黃瑞欽、葉昭芳等，他們?yōu)楸緯峁┝讼嚓P(guān)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)信息。
由于作者水平和時(shí)間有限，書中不足之處在所難免，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

著者 

第1章　智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展概況	001
1.1　智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)基本情況	002
1.1.1　智能網(wǎng)聯(lián)汽車的概念與發(fā)展歷程	002
1.1.2　智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈全景	005
1.1.3　智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)	008
1.1.4　5G賦能智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展	011
1.2　全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車戰(zhàn)略布局	013
1.2.1　國(guó)外智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展戰(zhàn)略	013
1.2.2　我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車政策體系	016
1.2.3　我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展路徑	018
1.2.4　我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議	020
1.3　基于車路協(xié)同的自動(dòng)駕駛應(yīng)用	021
1.3.1　車路協(xié)同技術(shù)簡(jiǎn)介	021
1.3.2　車路協(xié)同的四個(gè)發(fā)展階段	023
1.3.3　車路協(xié)同驅(qū)動(dòng)未來(lái)自動(dòng)駕駛	025
1.3.4　基于車路協(xié)同的自動(dòng)駕駛平臺(tái)	026

第2章　智能網(wǎng)聯(lián)汽車控制執(zhí)行技術(shù)	031
2.1　智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控底盤的系統(tǒng)構(gòu)成	032
2.1.1　線控底盤技術(shù)	032
2.1.2　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)	034
2.1.3　線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)	036
2.1.4　線控制動(dòng)系統(tǒng)	037
2.1.5　線控懸架系統(tǒng)	039
2.2　智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤穩(wěn)定控制技術(shù)	040
2.2.1　車輛動(dòng)力學(xué)建模與分析	040
2.2.2　動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性關(guān)鍵參數(shù)	042
2.2.3　動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)	044
2.2.4　電子穩(wěn)定系統(tǒng)	046
2.3　智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控技術(shù)	049
2.3.1　智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控關(guān)鍵技術(shù)	049
2.3.2　防抱死制動(dòng)系統(tǒng)	050
2.3.3　牽引力控制系統(tǒng)	052
2.3.4　主動(dòng)式舵角控制器	055

第3章　智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)	057
3.1　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述	058
3.1.1　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能優(yōu)勢(shì)	059
3.1.2　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理	060
3.1.3　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)	063
3.1.4　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的案例分析	065
3.2　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行控制策略	068
3.2.1　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向控制方法	068
3.2.2　位移特性控制策略	070
3.2.3　轉(zhuǎn)向力矩控制策略	074
3.2.4　路感模擬控制策略	076
3.3　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)容錯(cuò)技術(shù)與故障診斷	079
3.3.1　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障分析	079
3.3.2　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)容錯(cuò)技術(shù)	082
3.3.3　雙轉(zhuǎn)向電機(jī)冗余同步控制	083
3.3.4　路感反饋反作用力矩控制	085
3.4　電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）	089
3.4.1　EPS系統(tǒng)的工作原理與分類	089
3.4.2　EPS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)	092
3.4.3　EPS系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)	094
3.4.4　EPS操縱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)	096
3.4.5　EPS對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的影響	098

第4章　智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)	101
4.1　線控制動(dòng)系統(tǒng)概述	102
4.1.1　線控制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展概況	102
4.1.2　線控制動(dòng)系統(tǒng)的分類	104
4.1.3　線控制動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)	108
4.2　電子液壓制動(dòng)（EHB）系統(tǒng)	110
4.2.1　EHB系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理	110
4.2.2　EHB系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與不足	113
4.2.3　國(guó)內(nèi)外EHB技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀	114
4.2.4　One-Box線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)	115
4.2.5　I-EHB系統(tǒng)原理與控制方法	117
4.3　電子機(jī)械制動(dòng)（EMB）系統(tǒng)	120
4.3.1　EMB系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理	120
4.3.2　EMB系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與不足	121
4.3.3　EMB系統(tǒng)的制動(dòng)器及運(yùn)行模式	122
4.3.4　EMB系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求	124
4.3.5　EMB系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)路徑	125

第5章　智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控油門系統(tǒng)	129
5.1　線控油門系統(tǒng)概述	130
5.1.1　線控油門系統(tǒng)的概念與優(yōu)勢(shì)	130
5.1.2　線控油門系統(tǒng)的基本架構(gòu)	131
5.1.3　線控油門系統(tǒng)的工作原理	134
5.1.4　線控油門踏板的結(jié)構(gòu)與原理	137
5.2　電子節(jié)氣門	141
5.2.1　電子節(jié)氣門的發(fā)展歷程	141
5.2.2　電子節(jié)氣門的類型劃分	143
5.2.3　電子節(jié)氣門的結(jié)構(gòu)	145
5.2.4　電子節(jié)氣門的控制策略	149

第6章　智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控?fù)Q擋系統(tǒng)	153
6.1　線控?fù)Q擋系統(tǒng)概述	154
6.1.1　線控?fù)Q擋系統(tǒng)的演變	154
6.1.2　線控?fù)Q擋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理	155
6.1.3　換擋器的工作原理	158
6.1.4　線控?fù)Q擋系統(tǒng)的案例分析	160
6.2　線控?fù)Q擋系統(tǒng)的故障與診斷	164
6.2.1　線控?fù)Q擋系統(tǒng)的外部故障	164
6.2.2　線控?fù)Q擋系統(tǒng)的內(nèi)部故障	165
6.2.3　自動(dòng)變速器故障診斷流程	167
6.2.4　自動(dòng)變速器常見(jiàn)故障維修	170
6.3　線控?fù)Q擋控制器硬件安全設(shè)計(jì)	171
6.3.1　控制器硬件電路設(shè)計(jì)	171
6.3.2　控制器硬件安全架構(gòu)	172
6.3.3　電源及監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)	173
6.3.4　電機(jī)驅(qū)動(dòng)及安全機(jī)制	176
6.3.5　硬件功能安全指標(biāo)驗(yàn)證	178

第7章　智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控懸架系統(tǒng)	181
7.1　線控懸架系統(tǒng)概述	182
7.1.1　汽車懸架技術(shù)的發(fā)展歷程	182
7.1.2　汽車懸架結(jié)構(gòu)及主要參數(shù)	185
7.1.3　線控懸架系統(tǒng)的工作原理	186
7.1.4　線控懸架系統(tǒng)的控制方式與優(yōu)缺點(diǎn)	189
7.1.5　線控懸架系統(tǒng)的發(fā)展前景	190
7.2　空氣懸架系統(tǒng)	191
7.2.1　我國(guó)汽車空氣懸架發(fā)展歷程	192
7.2.2　空氣彈簧結(jié)構(gòu)與參數(shù)化模型	194
7.2.3　空氣彈簧減振器的工作原理	196
7.2.4　汽車空氣懸架電子控制系統(tǒng)	198
7.3　CDC懸架系統(tǒng)及其相關(guān)系統(tǒng)	200
7.3.1　CDC懸架系統(tǒng)的工作原理及優(yōu)勢(shì)	200
7.3.2　CDC減振系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理	201
7.3.3　CDC懸架控制系統(tǒng)的組成、工作原理及故障診斷	204
7.4　MRC電磁懸架系統(tǒng)	206
7.4.1　MRC電磁懸架技術(shù)簡(jiǎn)介	206
7.4.2　MRC電磁懸架系統(tǒng)的應(yīng)用情況與工作原理	208

參考文獻(xiàn)	211