作为现代电力之父,英国科学家法拉第可能永远也想不到他在1821年的一个小小实验,将会改变整个人类的命运。
——那根悬挂着的电线浸入放置了磁铁的水银池中,当电线通电时,电线开始绕着磁铁旋转。这个简陋的装置,是人类历史上的第一台电动机,拉开了人类驯服电的伟大征途。
电就像是神奇的魔法,在技术的加持下,便可点化万物。当电遇上汽车,汽车燃油时代的百年沉闷被一扫而光。电动时代的新技术就像加持了摩尔定律,带着人类向着诗和远方狂奔。
最新的例子,就出现刚刚结束的华为新品秋季发布会上。
作为压轴新品,AITO问界首款智慧豪华纯电SUV——问界M5 EV正式发布。新车最大的亮点之一,就是搭载了全新的HUAWEI DATS动态自适应扭矩系统,未来这一系统将会出现在AITO问界的其他车型上。
HUAWEI DATS 全称是动态自适应扭矩系统(Dynamic Adaptive Torque System),不仅能提升车辆的驾乘舒适性及操控,还能进一步提升车辆续航。不管你怎么看,HUAWEI DATS是个划时代的黑科技,它的问世将会彻底改变一辆车的扭矩动态响应速度的水平。
三个时代
车辆动态响应从几千年前的马车时代,就已经是一门独立的学科。这门学科可以划分为三个时代。
第一个是“车随马动”的时代。
差不多百年前,马车的底盘其实已经演化出了全套的减震系统和转向系统。这套系统大幅度地降低了马匹奔跑的震动和地面的震动,进而提高马车的驾乘舒适性和极限操控性。
第二个是“人随车动”的时代。
如果说马车时代解决了避震的问题,那么传统内燃机的时代,则有限地让人类实现了对驱动轮驱动力的干预。通过对ESP、自适应悬架等单一变量的控制,保证车辆获得更为稳定的车身姿态。
第三个是“车随人动”的时代。
一直以来,我们其实一直都在思考一个问题,那就是智能汽车和传统燃油车最大的不同到底是什么?
既是算力代替了马力,也是比特代替了瓦特;既是电力驱动取代了机械驱动,也是更高的驾驶乐趣取代了更低的驾驶乐趣。
这些是看的见的取代,而那些看不见的取代呢?
——是电气化的深入,是传感器的精度,是控制策略的代际式飞跃。
我们都知道,受限于各类传感器的精度,传统汽车始终无法精准掌握车辆自身的各项参数。这就导致传统燃油车的控制策略是建立在一堆粗糙的参数之上。
以车速这个参数为例,传统燃油车使用轮速传感器来记录这个参数。这种传感器的原理很简单,就是一个带齿的小盘,车轮转起来的时候,只需要数齿就可以。但问题是,这个轮速传感器存在数齿误差,高速的时候太快了它数不过来,太慢的时候也存在精度不高的情况。
所以从轮速传感器上传过来的数据,本身就是一个比较粗糙的参数。在这个粗糙的参数基础上,ABS、ESP、发动机、变速箱的控制策略,就很难做到精确和精准。
但电气化时代来临之后,工程师就可以做一些控制精度更高的事情。因为电机不像内燃机,它的控制精度先天就非常高。电机跟车轮是1:1的转动。知道电机的转动速度之后,也就知道了车轮的速度。
用电机旋变感应器取代了轮速传感器,带来了更精准的反馈参数,进而可以根据路面状况对扭矩做出快速调整,增加车辆行驶的平顺性。
有了这个认知前提,接下来我们也就可以继续谈HUAWEI DATS系统了。
代际超越
——软件正在重新定义硬件。
在传统的燃油车上,扭矩控制系统更多地出现在四驱车型上,对前后桥的扭矩进行控制。
HUAWEI DATS系统是一套可以不断升级和扩展的软件控制算法,不仅可以动态控制单电机,也可以控制双电机的扭矩输出,这也是智能汽车与传统汽车的重要区隔。
HUAWEI DATS系统的出现,彻底解决了传统燃油车无法解决的性能痛点。
从硬件架构来看,HUAWEI DATS的架构就是传感器、执行器以及中央处理器三个部分。传感器负责感知车辆和周边环境状态,中央处理器整合所有传感器的数据,通过算法策略给出执行器信号,从而使得车辆实现更高维度的自我感知能力和自我控制能力。
这里面有两个问题,一是处理器能够处理的传感器信号有多少,二是执行器可以以多快的响应速度去执行中央处理器的信号。
传统的燃油车对于扭矩的控制,受限于机械传动系统的短板,ESP处理的轮速传感器信号,需要通过发动机、变速箱、差速器等一套机械结构进行调整。受限于机械传统的效率极限,这套执行结构最快的扭矩响应延时大约为400ms。
相比于传统燃油车的动态扭矩控制系统,HUAWEI DATS是代际式的领先与超越。
基于HUAWEI DriveONE电机和整车深度融合设计,HUAWEI DATS不仅可以充分利用电动机快速响应的优势,而且还能通过电机旋变传感器感知路面变化,由电机控制单元MCU主要控制,整车控制单元VCU只起到协同作用,甚至可以不用到,因此链路更短,一举将扭矩响应的延时降低到4ms,比传统燃油车快了一百多倍。
响应速度快的背后,是更稳的动态表现。
传统燃油车的扭矩适应系统,解决的是车辆在极限状态下的控制问题,而HUAWEI DATS则实现了在车辆大多数工况下的实时接入,在经过减速带、颠簸、坑洼工况下,都可以根据路面的波动情况,来进行不同程度的扭矩调整。通过对四个车轮的扭矩适时调整,从而让车辆的姿态保持在稳定的状态。
比如在颠簸路面上,车轮的附着力和轮上质量实时发生变化,在车辆处于颠簸的工况时,附着力低的车轮会因为扭矩输出过高而产生瞬间的滑移,从而引起车身的姿态变化,导致车身的晃动。
而HUAWEI DATS通过快速的扭矩控制和调整,可以大幅度地降低晃动和前向冲击感的产生,从而提升车辆的驾乘舒适性。
测试数据显示,搭载HUAWEI DATS系统的问界M5 EV以40公里每小时的时速经过双边减速带时,车辆的晃动收敛时间减少46%,驾乘的前向冲击感减少31%。
同时,HUAWEI DATS系统采用动力线性化的设计,使得整车的功率波动变化率下降30%,功率波动幅度更小,并可以根据改变电门踏板的开度,同时控制加速和能量回收,使得车辆的驱动能耗降低约10%。
在节能模式满电状态下,AITO问界M5 EV后驱版可实现CLTC工况续航 620公里,四驱版可实现CLTC工况续航552公里。
总的来说,HUAWEI DATS注定是划时代的产物,是华为在智能电动领域技术积累和核心零部件自研的成果。很多人对华为赋能汽车存在质疑,认为华为不懂车,而HUAWEI DATS则很好地回应了这些质疑。一旦未来AITO问界在物理层面再进一步,那时候,我们可以忘掉奥迪quattro了,因为它不过是机械时代最亮的那一抹余晖罢了。