从机械传动的跟跑者,到智控技术的领航人,二十余载深耕,我校自动轮智行底盘创新团队,以科研探索带动产业突破,以原创技术破解世界难题。全球首个 “自动轮智行底盘”的诞生,让世界看见中国汽车底盘的智慧,更让中国站在了智能汽车底盘技术的巅峰。
独立驱动汽车的 “破局”
轮毂电机技术,也被称为车轮内装电机技术。它最大的特点,就是将动力装置、传动装置和制动装置都整合到轮毂内,将电动车辆的机械部分大为简化。
靳立强的博士论文研究的就是用轮毂电机驱动电动汽车的问题。这个看似简单的设想,却直指传统汽车动力系统的 “痛点”,将电机、传动、制动系统集成于轮毂,会彻底颠覆车辆的传统机械布局。
这种电动汽车是没有差速器的。所以首先要解决的,就是电子差速问题。靳立强首次建立了驱动轮和从动轮统一的动力学方程,从动力学角度很好地解决了汽车电子差速技术的问题。
在此基础上,历时四年攻关,靳立强还建立了独立驱动车轮和车辆的动力学分析理论与控制方法,奠定了整个 “自动轮”智行底盘研究的理论基础。
当时,为了验证自己的研究结论和控制方法,靳立强用一台二手的夏利,改制了一台各个车轮都可以独立驱动的电动试验车。就是在这台车上,他把基于新的动力学分析理论和控制方法,完整验证了一遍。
毕业时,他的论文送给国内最知名的汽车专家审阅,获得了高度评价。
毕业那年,靳立强协助导师拿到了我国第一个轮毂电机驱动的 “863”课题。尽管项目结题后,轮毂电机研究陷入了低谷,但靳立强和团队始终坚守阵地、不懈攻关。
2021年,他们获批 “十四五”重点研发计划第一个高性能轮毂电机关键技术的课题,直接推动研究成果进入了产业应用的阶段。
吉大 “方法”书写中国行业标准
汽车电子化时代,底盘电控系统长期被国际巨头垄断。国内车企甚至连认证这些系统合格的标准都没有,只能拿着国际相关企业的标准来验收产品。
2008年,团队开始研究汽车动力学的工程化方法,经过几年的攻关,团队开发出了具有自主知识产权的ESC控制技术,与浙江亚太机电公司、一汽奔腾、东风小康等公司联合,实现了与国际同类产品的对标,并一举通过欧盟标准,填补了国内相关领域的空白。装备国产ESC系统的东风小康还实现了向欧洲出口。
基于这套方法,团队在电动化时代开始向行业输出吉大标准的分布式电驱控制系统。我校作为牵头单位制定的 《分布式驱动汽车转矩矢量控制试验方法》标准,正式向行业发布。
“自动轮”转动创新梦想
2016年起,团队启动底盘系统一体化研究。经过6年努力,实现了从单自由度电动轮到三自由度自动轮的升级,吉大 “自动轮智行底盘”成为以四个车轮加一个车脑为全新特征的原创方案。
汽车底盘上 40%的零件没有了,剩下的零件也跟原有系统变了样,汽车变得更轻、更节能。在车脑的控制下,汽车 “开不翻”成为现实。
这项技术也让团队获批了150余项发明专利,并于2023年获得吉林省第一个华为公司 “火花奖”,2024年获得中国汽车产业高价值专利培育大赛一等奖。
团队近两年开始推进产业应用,搭载 “自动轮”的实车最高车速达到180km/h。这是全球第一种可以保证车辆高速行驶的角模块技术,目前已实现行业头部车企的装车验证。在上海车展上,北汽集团展出的横行滑板底盘、华为公司展示的横行问界M9均装配了吉大 “自动轮”。
目前,由我校牵头制定的 《轮毂电机角模块冲击试验方法》标准,也已经正式向行业发布。
“让全球的电动汽车都用上吉大的 ‘自动轮’!”这不仅是团队成员们的铮铮誓言,更是吉大人科技报国的时代强音。
(文字/霍睿 图片/受访者提供)