2021年11月11日,比亞迪首臺自動駕駛超級電動卡車在長沙基地下線。這臺車由比亞迪與中科雲杉資訊科技有限公司共同研發,將投放於深圳媽灣智慧港,不僅具備真-無人駕駛技術,還具備遠端同步操作使用的功能。
綜合比亞迪商用車官方釋出的資訊比對,可以確認這臺自動駕駛超級電動卡車採用了600伏電壓平臺+線控底盤+5G同步傳輸的綜合技術解決方案。
本文將對比亞迪研發和製造,適用於港口牽引場景下的自動駕駛超級電動卡車技術狀態研讀和判定。
作為超級電動卡車生產商,比亞迪商用車可以根據使用者需求整合不同型號鐳射雷達與毫米波雷達,組成自動駕駛環境感知方案。也可以根據使用者實際需求,在鐳射雷達+毫米波雷達同時,增加5G區域同步傳輸技術,達成自動駕駛+遠端同步控制,且更加嚴謹的無人駕駛方案。
上圖為這臺自動駕駛超級電動卡車下線時,車頭正向特寫。
黃色箭頭:正向設定的毫米波雷達(#1)
紅色箭頭:左側斜向設定的毫米波雷達(#2)
白色箭頭:右側斜向設定的毫米波雷達(#3)
紅色箭頭:疑似具備熱成像通道+白光近視場通道+白光遠視場通道的影片採集系統
藍色箭頭:位於車頂兩側設定2組相容GPS與北斗2代的導航系統天線
上圖為這臺自動駕駛超級電動卡車下線時,車頭斜向特寫。
紅色箭頭:正向設定的毫米波雷達(#1)
黃色箭頭:右側斜向設定的毫米波雷達(#3)
綠色箭頭:位於右側斜向設定的2組超聲波雷達
上圖為這臺自動駕駛超級電動卡車下線時,右後斜向特寫。
藍色箭頭:固定在前端的壓縮空氣線纜(與後部拖車關聯)
紅色箭頭:後置整合4AT的電驅動系統
這臺用於牽引的自動駕駛超級電動卡車,採用的600伏電壓平臺、帶有熱管理控制策略的磷鐵鋰電池系統;集成了4AT的電驅動系統;整車最大牽引質量超過31噸!
採用600伏電壓平臺的磷酸鐵鋰動力電池系統、線控底盤技術(電液一體化線控轉向系統)以及相容第三方提供的環境感知上裝(5G同步通訊+鐳射雷達(選裝)+毫米波雷達(標配)+多通道影片採集系統)的自動駕駛超級電動卡車,可以被認為是比亞迪製造最具技術含量新能源車型。
然而,從這臺適用於港口牽引作業的自動駕駛超級電動卡車展現的技術狀態,可以一窺比亞迪無人駕駛技術技術、線控底盤技術以及大功率快充技術發展方向。
1、線控底盤技術方案:
需要特別注意的是(1),比亞迪自動駕駛超級電動卡車引入了自行研發的線控底盤技術,具備線性加速、線性制動和高精度線性轉向功能。而線控底盤技術的標配,理論上可以根據客戶需求,安裝由任意第三方開發的自動駕駛、5G同步遙控環境感知上裝模組的能力。
2021年晚些時候,比亞迪乘用車釋出e平臺 3.0架構。e平臺 3.0架構相對此前平臺方案,最大的進化就是集成了自行研電液一體化制動系統和高精度全電轉向系統。基於e平臺 3.0架構的OCEAN-X,將成為行業首款標配800伏電壓平臺+線控底盤技術+全時電四驅的超級電動汽車。
新能源情報分析網評測組注意到,比亞迪乘用車和商用車雖然分為兩個部門,但是諸如BMS、水冷板控制模組、磷酸鐵鋰電池系統、BC系列電動空調壓縮機以及諸如電子水泵等附屬分系統,都可以互換使用。可以互換的硬體,不僅分攤研發風險、降低研發成本,最大程度增加終端市場可靠性驗證強度。
比亞迪乘用車目前主推e平臺 3.0架構,比亞迪商用車則以自動駕駛超級電動卡車為藍本,都採用自研線控底盤為載具,相容包括第三方提供的環境感知上裝的策略。
線控底盤方案中的技術難點-高精度電動轉向系統:
在比亞迪乘用車領域,針對自重不超過2.5噸的PHEV和EV車型,全電驅動轉向機已經在跨度5年間完成不少於9個車型的可靠性驗證。
在比亞迪商用車領域,在K系列電動客車、T系列重/中/輕型電動卡車,完成了電液一體化轉向系統的可靠性驗證。
而電液一體化轉向系統的配置,是達成線控底盤所必須具備的高精度線性轉向功能的關鍵。
線控底盤方案中的可靠性節點-整合4AT的電驅動系統:
2015年,比亞迪製造的T8系列超級電動卡車標配了整合4AT的電驅動系統。經過6年多,這套由比亞迪商用車研究院研發和量產的整合4AT的電驅動系統的最高轉速持續攀升至10000轉/分、扭矩和功率持續提升。
需要注意的是(1),匹配整合4AT電驅動系統的不同型號超級電動卡車,正在包括中國、美國、歐洲和澳洲在內不同國家(地區),接受著不同氣候、不同海拔、不同駕駛習慣和不同充電策略的終端市場驗證。
2、老技術新應用的600伏電壓平臺:
目前在新能源民車領域,多采用350-400伏電壓平臺,對於裝載電量60-70度電的動力電池,可以保證50-60分鐘充滿(SOC值20-80%)。然而要向將同樣裝載電量的電動汽車充電週期控制在30分鐘,亦或裝載電量100度電的車型充電週期控制在50分鐘,就需要施加更高的充電功率,這就導致充電電流竄升至220-240安(2015國標限定最高充電電流為250安)。那麼在350-400伏電壓平臺充電電流設定在200安,數百節-數千節電芯發熱量不均衡,單體溫蒂過高必須要持續對其進行主動散熱。但是,熱失控發生的機率大幅提升。
在2018年,比亞迪製造的秦EV450採用600伏電壓平臺(三元鋰電池系統),大功率充電時,電流僅維持80-100安區間,匹配完整的液態熱管理控制技術,整車安全性遠超同時期其他品牌在售車型。
從2018-2021年,比亞迪製造的秦\宋\唐\漢等新能源車型,即便搭載更安全的刀片電池系統和完整的專用熱管理控制技術,也堅持將電壓平臺保持在500-600伏,為的還是大功率充電時電流和發熱量同時降低,整車安全性更好。
將新能源民用車的600伏電壓平臺+磷酸鐵鋰電池及熱管理控制策略,平移至商用車不僅為線控底盤的線性加速、線性制動和線性轉向分系統的良好執行提供保障,還為頻繁港口牽引執行時大功率快充補電提供安全保障。
3、相容原廠標配和第三方採購的環境感知上裝:
這臺自動駕駛超級電動卡車,是一款專用港口牽引作業載具。在立項時就很明確了所需要具備的功能和要達成的效能,也就是採用了的正向開發策略。
在比亞迪商用車釋出的資訊比對,具備5G同步通訊的功能同時,還可以透過選裝鐳射雷達、標配毫米波雷達、超聲波雷達和影片採集系統完成區域內自動駕駛作業能力。實際上,可以將5G同步通訊系統和鐳射雷達+毫米波雷達+影片採集系統構成一套完整的環境感知上裝。
5G同步通訊技術:
相對4G而言,5G通訊技術強調了同步這一凸出技術優勢。透過在港口區域假設全覆蓋的5G基站,在指揮中心透過透過網路由指揮員對載具進行實時同步遙控操作。
進入5G同步通訊(遙控)的工況,主要以呼叫載具端的影片採集系統作為環境感知。如果載具端選裝了鐳射雷達並標配了毫米波雷達和超聲波雷達,那麼可以5G同步通訊時,具備更高精度的作業能力和更縝密的防錯能力。
以雷達為主的環境感知上裝:
選裝鐳射雷達+標配毫米波雷達+影片採集系統,以及在港口作業範圍與智慧道路設施匹配(增設道路靜態資訊感測器、道路動態資訊感測器),可以使得超級電動卡車的自動駕駛效率(級別)更加完善。
需要注意的是(2),較為封閉的港口區域使用的超級電動卡車,根據使用者需求可以只安裝5G同步通訊系統+影片採集系統,達成單車遠端遙控操作功能;5G同步通訊系統+影片採集系統+毫米波雷達,達成單車或叢集多車要成遙控協同操作功能;鐳射雷達+毫米波雷達+影片採集系統,達成單車自動駕駛功能;
而比亞迪商用車研究院已經開發出自行配套的不同級別的環境感知上裝方案同時,可以根據客戶需求選裝不同級別雷達和感測器,在效率、效能和全壽命週期養護成本方面做到平衡。
筆者有話說:
回顧過去10年,“技術為王”的比亞迪在電動/混動乘用車、電動客車以及超級電動卡車的發展軌跡比對,堅持迭代進化策略在面對競品始終保持技術代差。
有意思的是,2017年1月特斯拉釋出了一款電動卡車,至2021年11月依舊沒有上市;2021年11月早些時候,吉利商用車遠端釋出一款電動卡車,炫酷的外觀和內飾為最大亮點。從2015年-2021年,比亞迪釋出了十餘款8X4/6X4超級電動卡車,並投入到環衛和運輸等行業商業化運營。
單從產品本身看,這款用於港口牽引的自動駕駛超級電動卡車,將線控底盤技術(電液一體化線控轉向系統)多種環境感知解決方案的全融合,確定了比亞迪商用車完全從技術層面力壓友商的硬核實力。
新能源情報分析網評測組出品