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車東西(公眾號:chedongxi)
作者 | 張睿
編輯 | 志豪
時速120km/h行駛高速公路上,輪胎突然發(fā)出刺耳的爆裂聲,車身瞬間向一側(cè)猛偏,方向盤不受控制地轉(zhuǎn)動,儀表盤報警燈瘋狂閃爍——這是每一位車主都不愿經(jīng)歷的危險瞬間。
曾經(jīng),高速爆胎幾乎等同于“失控倒計時”,而如今,“爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)”正在改寫這一局面,更成為國內(nèi)車企比拼的新戰(zhàn)場,從極限測試到價位下放,從CEO親身上陣到技術(shù)參數(shù)拉滿,車企們正用各種方式,把安全卷出了新高度。
就在今晚方程豹汽車舉辦的發(fā)布會上,方程豹發(fā)布了云輦P-Ultra,該技術(shù)首次應(yīng)用于豹5(參數(shù)丨圖片)及豹8的閃充版車型,帶來了全工況提輪功能,使得車輛在三個輪子著地的情況下行駛,可以運用在爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)中。
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▲云輦P-Ultra可運用在爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)中
而在近期國內(nèi)車企的新品發(fā)布會上,爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)早已不再是高端車型的“專屬配置”,而是穩(wěn)穩(wěn)占據(jù)一頁PPT的“必爭亮點”。
那么,車企為何要全力發(fā)力這項技術(shù)?又如何通過花式比拼,將爆胎穩(wěn)定控制的性能推向極致?
一、CEO上陣親測 速度卷到220km/h
當(dāng)然,車企們沒有止步在PPT上簡單羅列參數(shù),如今車企呈現(xiàn)爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)的方式,會更加注重實測展示,讓用戶更直觀感受到這項技術(shù)的實用性。
同時可以明顯地看到,爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)正從高端新能源車型,逐步下放到10萬元以內(nèi)的車型上。
爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)的初期落地,主要集中在較為高端的新能源車型,這一價位段的車企“卷”的重點集中在“極限性能”和“誠意背書”上,CEO親測、超高速爆胎測試等話題性操作,均源于此。
蔚來創(chuàng)始人、董事長、CEO李斌就曾多次親自上陣,駕駛車輛演示爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)。在最近蔚來ES9的發(fā)布會上,李斌進一步“加碼”,在雪地場景下演示同側(cè)前后輪爆胎,速度達到了153km/h,這也讓“車企開發(fā)布會真的是費CEO”的調(diào)侃再次傳遍行業(yè)。
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▲李斌親自上陣演示
在20萬級別的車型上,吉利汽車銷售公司總經(jīng)理范峻毅,也曾經(jīng)駕駛吉利銀河M9在80km/h的時速下進行了冰雪圓環(huán)路面高速爆胎測試。
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▲范峻毅親自上陣演示
爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)可以生效的最高速度自然也沒有被車企們落下,以新阿維塔12為例,其展示了220km/h時速下四胎連爆的嚴(yán)苛測試。
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▲新阿維塔12 220km/h時速下四胎連爆
近期,爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)的內(nèi)卷開始延伸至10萬以下的市場。
近期上市的零跑A10,在10萬元以下小車也搭載了該系統(tǒng),可在140km/h時速下實現(xiàn)爆胎穩(wěn)定控制,同樣在發(fā)布會上展示了實測視頻。
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▲零跑A10在雪地展示爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)
在10萬元左右這個價位,還有2026款MG 4EV、長安啟源A06、小鵬MONA M03等等車型,都配備了爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)。
可以說,無論是在爆胎穩(wěn)定控制的功能,場景、性能和搭載車型的價位上,車企們都“卷”出了新高度。
二、爆胎事故風(fēng)險極高 傳統(tǒng)ESC系統(tǒng)難以滿足要求
車企們之所以如此激烈地比拼這項技術(shù),核心是為了直面高速爆胎的致命威脅——作為高速公路交通事故的主要元兇,爆胎事故的危害遠(yuǎn)超想象。
根據(jù)公開數(shù)據(jù),在2024年,全國18.7%的交通事故由輪胎問題引發(fā),在高速公路事故中,這一比例飆升至46%,而因爆胎導(dǎo)致的死亡率,是普通事故的3.2倍。
當(dāng)然,爆胎事故如此危險,車企們自然也不是現(xiàn)在才關(guān)注到這個問題,比如較為傳統(tǒng)的ESC(電子穩(wěn)定控制系統(tǒng))。
ESC系統(tǒng)的歷史可以追溯到20世紀(jì)80年代末至90年代初,核心工作邏輯是通過車身傳感器實時監(jiān)測車輛行駛姿態(tài),當(dāng)檢測到車輛出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足、轉(zhuǎn)向過度等常規(guī)失控趨勢時,通過對單個或多個車輪施加制動力,修正車身行駛軌跡,主要用于應(yīng)對濕滑路面?zhèn)然⒕o急變道等常規(guī)危險場景。
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▲ESC系統(tǒng)原理圖(圖源網(wǎng)絡(luò))
爆胎后,車輛會不受控制地向爆胎一側(cè)偏航,當(dāng)車輛檢測到偏航時,ESC系統(tǒng)會通過“差動制動”來施加糾正。
簡單來說,就是向車輛偏航方向的對側(cè)車輪,例如右前輪爆胎導(dǎo)致車頭向右偏,ESC可能對左后輪施加制動力,產(chǎn)生一個反向的力矩,幫助將車頭“拉回”正軌。
但是,ESC系統(tǒng)存在一些局限,也是爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)需要面對的難點。
傳統(tǒng)ESC依賴的傳感器關(guān)注的是“當(dāng)下失控狀態(tài)”——它只能在車輛已經(jīng)出現(xiàn)偏航、側(cè)滑等異常姿態(tài)時才能感知到問題,而在爆胎這種千鈞一發(fā)的情況下,系統(tǒng)需要能更快地得到預(yù)警,可以比喻為爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)的“眼睛”需要更靈敏,同時“大腦”的反應(yīng)需要更快。
另外,在控制上,傳統(tǒng)ESC的核心能力還是制動,通常不直接控制轉(zhuǎn)向和懸架,也就是爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)需要更敏捷的“手腳”。
三、“眼睛”、“大腦”和“手腳”成升級核心 電機懸架多維度協(xié)同
車企能實現(xiàn)160km/h、甚至220km/h時速下的爆胎穩(wěn)定控制,絕非單一傳感器或算法的功勞,而是一套“感知-決策-執(zhí)行”三位一體的閉環(huán)系統(tǒng)協(xié)同作用的結(jié)果。
爆胎穩(wěn)定系統(tǒng)能實現(xiàn)穩(wěn)住車身的核心邏輯是:快速捕捉爆胎信號→精準(zhǔn)判斷失控趨勢→瞬時執(zhí)行控制指令,對應(yīng)之前提到的“眼睛”、“大腦”、“手腳”,每一部分都有明確的技術(shù)拆解和具體工作流程。
那么,爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)如何在“眼睛”、“大腦”和“手腳”上進行了提升?
1、“眼睛”:感知——捕捉爆胎信號,不誤判、漏判
在“眼睛”方面,首先是實時感知與數(shù)據(jù)融合。現(xiàn)在的新能源車型普遍搭載了高精度直采式胎壓傳感器(直接式TPMS),配合輪速傳感器、姿態(tài)傳感器等,實現(xiàn)從胎壓驟降到車身姿態(tài)的全方位感知。
高精度直采式胎壓傳感器通過安裝在每個輪胎內(nèi)部的高精度傳感器,直接采集氣壓和溫度數(shù)據(jù),并實時、精確地顯示具體數(shù)值的裝置。
高精度直采式胎壓傳感器的具體工作流程是通過傳感器內(nèi)置的壓力芯片,會以一定的頻率實時監(jiān)測胎壓變化,正常行駛時胎壓波動較小,而爆胎時,輪胎內(nèi)部氣壓會在瞬間驟降——比如從2.5bar降至0.5bar以下。
此時,TPMS傳感器會立即觸發(fā)“爆胎預(yù)警”,并通過信號在以毫秒級的速度將“爆胎位置、胎壓驟降速率、當(dāng)前胎壓”這三個核心數(shù)據(jù),傳遞給車輛的中央域控制器。
輪速傳感器同樣是安裝在每個車輪的輪轂上,核心功能是實時采集車輪的轉(zhuǎn)速,它本身無法直接檢測爆胎,但能輔助TPMS驗證爆胎信號,同時定位爆胎車輪,避免誤判。
其原理是爆胎后,輪胎瞬間癟掉,車輪的有效直徑會變小,在車輛行駛速度不變的情況下,爆胎車輪的轉(zhuǎn)速會突然升高。此時,輪速傳感器會將“某一車輪轉(zhuǎn)速驟升”的信號,同步傳遞給中央域控制器,與TPMS傳遞的“胎壓驟降”信號進行交叉驗證。
只有當(dāng)“胎壓驟降+對應(yīng)車輪轉(zhuǎn)速驟升”兩個信號同時滿足時,系統(tǒng)才會最終判定為“爆胎”,避免因TPMS傳感器故障、信號干擾導(dǎo)致的誤判。
慣性測量單元也就是常說的姿態(tài)傳感器,核心功能是實時采集車輛的“姿態(tài)數(shù)據(jù)”,包括:車身偏航角(車輛是否跑偏)、側(cè)傾角(車輛是否側(cè)傾)、縱向加速度(車輛是否減速/加速)、橫向加速度(車輛是否側(cè)滑),相當(dāng)于監(jiān)測車身姿態(tài)的“動態(tài)檢測儀”。
爆胎后,車輛會立即向爆胎一側(cè)偏航(比如右前輪爆胎,車頭會向右偏),此時慣性測量單元會捕捉到“車身偏航角異常”,同時檢測到橫向加速度的變化,這些數(shù)據(jù)會同步傳遞給中央域控制器,與TPMS、輪速傳感器的數(shù)據(jù)融合,一方面進一步確認(rèn)爆胎,另一方面提前預(yù)判車身的失控趨勢——比如偏航速度過快,可能會導(dǎo)致車輛側(cè)滑,為“大腦”制定控制策略提供依據(jù)。
總結(jié)感知的工作流程:爆胎發(fā)生→直采式TPMS捕捉胎壓降低,傳遞爆胎位置和胎壓數(shù)據(jù)→輪速傳感器捕捉對應(yīng)車輪轉(zhuǎn)速升高,驗證爆胎信號→姿態(tài)傳感器捕捉車身姿態(tài)偏移,判斷失控趨勢→三大傳感器數(shù)據(jù)融合,傳遞給中央域控制器,完成“爆胎識別”。
2、“大腦”:決策層——分析數(shù)據(jù),制定控制策略
依托中央域控制器和爆胎專屬控制算法,系統(tǒng)在識別爆胎后,會快速分析車輛速度、爆胎位置、車身姿態(tài)等多維度數(shù)據(jù),精準(zhǔn)判斷失控趨勢,并制定最優(yōu)的控制策略。
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▲華為途靈龍行平臺的中央集中式架構(gòu)
中央集中式架構(gòu)的核心硬件是中央域控制器,中央域控制器是整個系統(tǒng)的“算力中樞”,它的性能直接決定了決策速度和控制精度。
不同于傳統(tǒng)車型的“分布式控制器”(每個系統(tǒng)有獨立控制器,通訊延遲會更高),現(xiàn)在新能源車型普遍采用“中央集中式架構(gòu)”,傳感器的數(shù)據(jù)都直接傳遞給中央域控制器,無需經(jīng)過多個中間節(jié)點,大幅降低通訊延遲。
主流中央域控制器能同時處理TPMS、輪速傳感器、姿態(tài)傳感器等多個傳感器的實時數(shù)據(jù),并且能同步控制動力、制動、轉(zhuǎn)向、懸架四個系統(tǒng)。
比如華為途靈龍行平臺的中央集中式架構(gòu)、蔚來的VMC車輛運動管理系統(tǒng),都能實現(xiàn)決策指令的瞬時下達,確保控制的及時性和精準(zhǔn)性,避免因決策延遲導(dǎo)致車輛失控,這就是反應(yīng)更快的“大腦”。
3、“手腳”:執(zhí)行——多系統(tǒng)協(xié)同,精準(zhǔn)落地控制指令
有了反應(yīng)更快的“大腦”后,還需要更強大的“手腳”來執(zhí)行命令,也就是對底盤進行“全家桶”式的協(xié)同控制。
首先在動力方面,電動車型可利用電機毫秒級響應(yīng)的優(yōu)勢,對爆胎側(cè)車輪實施扭矩矢量控制,精準(zhǔn)調(diào)整動力輸出。
就比如前文舉例中提到的新阿維塔12,通過后軸雙電機左右布置,能一側(cè)補力一側(cè)制動,還有比亞迪易四方/易三方等等同軸擁有多電機的車型基本上都擁有此項技術(shù)。
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▲仰望U7爆胎測試成績
以后軸雙電機為例,若左后輪爆胎,“大腦”下達“左后輪切斷輸出、右后輪補扭”的指令,后軸左電機切斷動力輸出,后軸右電機增加扭矩,通過右后輪的動力補充,抵消車尾偏移趨勢,輔助車身穩(wěn)定。
制動系統(tǒng)也是爆胎控制中最核心的執(zhí)行部件之一,核心作用是通過對不同車輪施加不同大小的制動力,產(chǎn)生反向力矩,糾正車身偏航,同時緩慢降低車速,這里的制動系統(tǒng)是由系統(tǒng)自動控制的“電子液壓制動系統(tǒng)(EHB)”,響應(yīng)速度更快、制動力控制更精準(zhǔn)。
具體到執(zhí)行細(xì)節(jié)上,電子液壓制動系統(tǒng)根據(jù)“大腦”的指令,對每個車輪施加精準(zhǔn)制動力,比如左前輪爆胎時,對右后輪施加更大的制動力,通過制動力的差異,形成反向力矩,將車頭拉回正軌。同時,系統(tǒng)會控制制動壓力的變化,避免急剎車而是緩慢增大制動力,讓車速平穩(wěn)下降。
在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方面,爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)可以主動介入轉(zhuǎn)向,糾正因爆胎產(chǎn)生的偏差,部分系統(tǒng)還能對轉(zhuǎn)向機施加阻尼,輔助駕駛員穩(wěn)住方向盤。
爆胎后,“大腦”根據(jù)車身偏航角計算出需要的轉(zhuǎn)向角度和轉(zhuǎn)向力矩,向轉(zhuǎn)向電機下達指令,比如左前輪爆胎,車身向左偏,系統(tǒng)會控制轉(zhuǎn)向電機向右施加轉(zhuǎn)向力矩,輔助駕駛員向右打方向,糾正偏航。同時,系統(tǒng)會增加轉(zhuǎn)向阻尼,避免駕駛員因緊張猛打方向,讓轉(zhuǎn)向更平穩(wěn)、可控。
在高端新能源車型上,主動式懸架也在變得更為常見,而主動式懸架在爆胎時會立即改變爆胎側(cè)的剛度和阻尼,迅速支撐車身,防止嚴(yán)重側(cè)傾,比如蔚來天行全主動懸架、理想L9 Livis搭載的800V主動懸架均屬于這一范疇。
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▲蔚來天行全主動懸架
有了“眼睛”、“大腦”和“手腳”的升級,車企們得以將爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)的性能推上新高度,不斷地刷新著系統(tǒng)生效速度,拓寬系統(tǒng)生效的場景。
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▲蔚來天行智能底盤技術(shù)
結(jié)語:車企們將汽車安全卷上新高度
雖然車圈“反內(nèi)卷”進行得如火如荼,但車企們在爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)上的“內(nèi)卷”,卻不是無意義的比拼,爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)的加速普及,為出行增添了一道堅實的“保命屏障”。
隨著中央集中式控制架構(gòu)、智能底盤技術(shù)的進一步下放,未來爆胎穩(wěn)定控制系統(tǒng)將朝著響應(yīng)更快、控制更精準(zhǔn)、場景更全面的方向發(fā)展。
而這場圍繞安全的技術(shù)比拼,最終受益的,終將是每一位道路上的出行者。
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