底盤的線控技術對于未來新能源汽車的意義

線控（Bywire），就如字面的意思一樣，即通過線纜來傳遞控制器的指令和信號并直接作用至執(zhí)行器上，使執(zhí)行器完成相應的動作。這項技術并不新，如今在飛機上已經(jīng)全面普及了電傳操縱技術（Fly-By-Wire，F(xiàn)BW），就是通過線控來操控飛機，在飛行器上使用FBW最早可以追溯到二十世紀七十年代，而早在1984年空客A320就正式將線控技術用到民用客機上。

飛機之所以開始使用線控技術，是因為飛機的飛行速度越來越快，技術含量也越來越高，操控也越來越復雜，想要更加安全地快速飛行，只靠人類的雙手雙腳很難保證每次操作的一致性以及標準性。從而就誕生了用計算機電腦來控制飛機的辦法，甚至將絕大部分操作都完全交給電腦來執(zhí)行，人類只在幾個關鍵步驟來發(fā)出操控指令，這些指令也同樣需要經(jīng)過電腦來處理并通過線纜或電路傳遞給每一個參與執(zhí)行的零部件。我們平時乘坐的民航科技就是“線控”下的“自動駕駛”機器。

汽車作為我們生活中最為重要的交通工具，我們對其駕駛操控方式都十分熟悉。我們經(jīng)常使用的有方向盤、油門、剎車、換擋桿等。在通常情況下，這些操控機構都是由機械結構與最終執(zhí)行運動的零部件相連，人類的大腦來控制四肢完成這些操控機構來完成駕駛，這就是傳統(tǒng)底盤運作方式。

但是隨著社會的發(fā)展和科技的進步，汽車能完成的事情也越來越多，越來越復雜，汽車也變得越來越安全。首先是自動擋汽車的普及，無需控制離合器和換擋桿，檔位的選擇和動力的結合車載控制器VCU就可以自動幫駕駛員完成，我們只需要選擇P/R/N/D幾種車輛狀態(tài)即可。而線控底盤（ChassisbyWire）就是將所有人類操控機構中的機械結構用線纜替代，就像現(xiàn)在的飛機一樣，由車載計算機電腦來控制車輛的所有動作。

傳統(tǒng)的機械底盤運作時就像一個“提線木偶”，人們通過擺動拉線它才能完成動作，而線控底盤則變成了“皮諾曹”，我們告訴他如何做它就會照做，甚至可以擁有智慧自己去完成相應的動作。這樣的車輛底盤執(zhí)行效率更高，也更智能。

為何會有這樣的發(fā)展方向？因為我們更會“享受”了，也可以說更“懶”了。原來如果想坐車出門，但是又不想自己開車，或者自己不會開車，那么我們只能打車請一個司機師傅來開車載我們抵達目的地，現(xiàn)在我們想讓汽車自己開過去，連司機師傅都不用。這就是近些年最火的“自動駕駛汽車”。

線控底盤對于自動駕駛汽車是極為重要的，因為自動駕駛需要更高的執(zhí)行速度和精度。之前的駕駛員是人類，人類是一個執(zhí)行速度和精度非常高的智慧生物體，人類的執(zhí)行動作也是通過神經(jīng)之間的電信號來傳遞執(zhí)行指令的。如今若希望汽車自己也可以完成人類那樣的駕駛動作，必然也要跟人類學習，那就是用電信號來直接控制車輛的所有動作，因為電信號的傳輸速度是光速。之后再配合算力超強的汽車“大腦”——自動駕駛計算機控制器，才真正有可能實現(xiàn)自動駕駛。

車輛底盤線控技術的發(fā)展是循序漸進的且歷史非常長。首先是線控換擋，第一款車用自動變速器1904年就被使用了，其次是線控油門，現(xiàn)在基本上所有的車都采用了電子油門來替代傳統(tǒng)的機械拉線或者拉桿式油門，第一款線控電子節(jié)氣門在1988年就誕生了，寶馬7系是首款搭載線控電子節(jié)氣門的車型。之后就是線控制動，1998年之后隨著混動汽車和電動汽車誕生開始應用，例如ABS就是線控制動的一種應用。最后是線控轉向，在乘用車領域大規(guī)模量產(chǎn)使用線控轉向的第一款車是2013年英菲尼迪推出的Q50車型。

絕大部分的底盤線控技術在十年前就已經(jīng)成熟，為何基于線控底盤的自動駕駛汽車這兩年才開始崛起？因為“電”。傳統(tǒng)的燃油車其實動力源都是發(fā)動機，車載啟動電池也只是一個12V的小鉛酸電池，無論從功率還是容量來看都是小得可憐。線控底盤的執(zhí)行機構全部都要使用電力，傳統(tǒng)的燃油車根本沒有辦法在保證充足驅動動力的前提下，提供額外的電力來驅動這些用電零部件。以電力為主要驅動力的新能源汽車則完全解決了這個難題，它儲存了充足的電能，而且輸出功率非常大，可以讓底盤上這些電動執(zhí)行元器件有充足的電力供應，執(zhí)行速度和效率大大提升。從而為自動駕駛汽車打造了一個強健的“身體”。

除此之外，自動駕駛汽車還需要一個算力超強的“大腦”，進行高速的計算并迅速判斷車輛與周邊環(huán)境，并下達準確的執(zhí)行指令。人類的大腦耗能占據(jù)整個人體消耗的近20%，自動駕駛汽車也一樣，目前在測試中的自動駕駛汽車其自動駕駛系統(tǒng)能耗功率高達2.5kW，也用到了如今新能源車的2%左右，再算上那些執(zhí)行機構，能耗占比實屬不小。

還有一點就是“線”，自動駕駛汽車的所有指令都是通過線纜來傳輸?shù)?，這根“線”決定了自動駕駛汽車的執(zhí)行效率。就像是我們平時上網(wǎng)，如果網(wǎng)速慢，那一切信息都會變得卡頓和遲緩，用通俗的話來講就是“反射弧太長”。傳統(tǒng)汽車整車都使用的是CAN總線，CAN總線是如今汽車身體中的“命脈”，1983年由博世公司發(fā)明，直到2012年CANFD1.0國際標準的CAN總線才問世，帶寬1Mbps（1兆比特每秒），換算成byte（字節(jié)），只有區(qū)區(qū)的125Kbyte/s，面對如今的千兆民用網(wǎng)速，簡直就是上古產(chǎn)物。面對自動駕駛汽車，同樣CAN總線顯得非常吃力，因為面對攝像頭、激光雷達、雷達這些以圖片和視頻為主的“流量大戶”，CAN總線根本就毫無招架之力，它們可都是每秒上GB的數(shù)據(jù)流。所以為了未來自動駕駛汽車，新一代的線控底盤的數(shù)據(jù)傳輸線路都開始嘗試用以太網(wǎng)來替代CAN總線，讓汽車用上千兆網(wǎng)絡。但是目前絕大部分車規(guī)級執(zhí)行器還是

新能源汽車和線控底盤是一種相輔相成的存在。新能源電動動力為線控底盤提供了電力的基石，而線控底盤也成為了新能源汽車成為未來智能汽車的“基本盤”。

線控底盤的成功已經(jīng)有很多先例，例如絕大多數(shù)自動駕駛研發(fā)團隊都會采購林肯MKZ作為自動駕駛改裝測試車輛，究其原因是MKZ同時采用了線控油門、線控轉向、線控制動，成為了一個先天完備的線控底盤，雖然是一款燃油車型，但是這也使其成為了最熱門的自動駕駛基礎車型。當然這背后還有一家改裝公司就是Dataspeed，他們掌握了MKZ的底盤通信協(xié)議的“鑰匙”，可以讓自動駕駛計算機直接控制底盤的執(zhí)行機構，這也是大家選擇的原因。

隨著自動駕駛技術的“火爆”，專門研發(fā)線控底盤的團隊、公司也如雨后春筍般誕生，北京理工大學的中云智車和酷黑科技都有相關的研發(fā)測試底盤平臺，百度和金龍合作的百度“阿波龍”也是基于一款中型客車的線控底盤打造。這樣的案例還有很多。

飛機早已實現(xiàn)了完全線控和自動駕駛，因為其造價成本非常昂貴，其投資回報率也是可以讓廠商接受的，但是汽車作為一種大眾商品，擺在它面前的不僅僅是技術難題，更大的困境是如何降低成本，讓每一個人都可以少花錢多享受。這也是汽車科技工作者們不斷努力的方向。而線控底盤就是這條征途上他們最重要的工具。