智能网联汽车核心技术丛书--智能网联汽车线控底盘技术

《智能网联汽车线控底盘技术》是“智能网联汽车核心技术丛书”中的一册。本书依托“杭州职业技术学院文库”，聚焦于智能网联汽车产业线控底盘这一核心技术领域，通过7章，不仅系统地介绍了智能网联汽车的发展战略、产业链布局及关键技术，还详细阐述了线控底盘各子系统的结构原理、技术方法与控制策略。从战略规划到具体技术实现，从线控转向、制动、油门、换挡到悬架系统，每一章都力求全面覆盖，深入解析。书中不仅总结了国内外智能网联汽车及线控底盘技术的最新研究成果与应用案例，还针对我国在该领域的现状，提出了前瞻性的见解与建议。本书通过丰富的图表、案例分析和技术解析，旨在帮助读者全面理解智能网联汽车线控底盘技术的复杂性与前沿性，同时为行业从业者、科研人员及政策制定者提供宝贵的参考与启示。
本书适合智能网联汽车线控底盘领域的技术研发工程师、产品测试工程师、质量论证人员阅读学习，也可作为国内高校汽车相关专业的师生参考，对智能网联汽车感兴趣的人群也可以阅读。

汽车产业的发展向来具有很高的关注度，被世界各国视为重要的经济新引擎。智能网联汽车作为世界汽车产业转型升级的重要战略方向，已成为各国博弈的制高点。目前各国都在极力抢占产业发展先机，以获得更多的市场份额。
比如，美国智能网联汽车产业的发展已经迈入新的发展阶段，正不断搭建综合型道路。该道路可以实现智能网联汽车系统、道路系统、驾驶员和云平台的一体化，真正做到车、路、云的协同发展，从而力争在未来智能网联汽车市场中获得更多的市场份额。而以德国为首的一些欧洲国家正在探索发展智慧交通系统，推动汽车产业与新兴技术的深度融合，不断创新智能交通生活方式，推动城市、汽车、交通和科技应用发展的一体化建设。
现阶段，我国的高端自主汽车品牌已经开始在智能网联汽车领域进行市场布局，一些掌握核心技术的新型车企也纷纷加入，掀起了一波智能网联汽车测试与示范应用的热潮。此外，多项产业技术取得明显突破，智能网联汽车产业已经基本形成闭环，L2级辅助驾驶也已经实现大规模落地。为推动智能网联汽车行业的发展，我国近年来出台了一系列相关政策。得益于政策层面的支持，我国智能网联汽车在信息通信、道路交通、整车制造等多个领域均取得了突破性进展，产业生态也日益丰富。相关政策的出台为智能网联汽车行业顶层目标的提出、各种规范的制定以及核心技术的发展指出了明确的方向，营造了良好的发展环境。比如，2023年11月，工业和信息化部、公安部、住房和城乡建设部、交通运输部联合发布了《四部委关于开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作的通知》，以期推进智能网联汽车规模化推广和安全应用，规范行业健康有序发展，构建汽车、能源、智慧城市等融合互动的产业生态，助力智能网联汽车产业协同创新与高质量发展。
目前，全球智能网联汽车产业已经进入高速增长快车道。与传统的燃油式汽车相比，智能网联汽车不仅零部件的标准化程度更高、机械结构更为简单，而且整车架构向域集中/中央控制架构升级。在相关技术的推动下，汽车底盘作为智能驾驶的主要载体，其线控化已成大势所趋。与传统底盘相比，线控底盘系统不需要采用大量的机械连接装置及液压/气压等辅助装置，能够极大提升汽车的能量利用效率和续航能力。此外，伴随线控底盘技术的发展，线控底盘系统还将体现出更多优势，比如：车辆响应和执行决策信息的效率更高，控制精度更高，零部件维护成本有效降低等。
智能网联汽车的发展，无疑遵循“软件定义汽车”的逻辑。那么，汽车的执行机构必然会从集中式过渡为分布式，而电气电控架构则会从分布式转变为集中式，线控底盘是这一发展趋势的典型代表。实际上，采埃孚（ZF Friedrichshafen AG）、博世（BOSCH）等汽车技术供应商在20世纪90年代末已经开始研发线控底盘相关技术，并积累了丰富的经验。由于线控底盘技术的研发涉及硬件、软件等多个方面，技术门槛高，我国在此领域的起步较晚。但凭借良好的智能网联汽车发展前景，国内线控底盘研发也将迎来难得的机遇。未来，伴随技术和政策的双重刺激，智能网联汽车产业将不断发展，线控底盘市场也有望迎来几何式增长。
本书研究内容依托于教育部高等学校科学研究发展中心中国高校产学研创新基金课题（课题编号：2022IT221）、2022年度浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关项目（课题编号：2022C04023）、2024年度浙江省教育科学规划职业教育教师教学创新团队专项课题（课题编号：2024JCD017）、2022年度浙江省教育厅高校国内访问工程师校企合作项目（课题编号：FG2022072）、杭州职业技术学院高层次人才科研启动项目（编号：HZYGCC202109，HZYGCC202230）、浙江省首批职业院校技能大师工作室“杨爱喜技能大师工作室”（立项号：浙教办函【2023】119号）、浙江省市场监督管理局2025年度科技计划项目重点项目“新能源汽车动力电池系统EIS时频全生命周期智能诊断与监测关键技术研究”（项目编号：ZD2025002，主持单位：浙江省质量科学研究院），全面阐述智能网联汽车线控底盘模块的基础理论、技术方法与实践策略，分别从智能网联汽车发展概况、控制执行技术、线控转向系统、线控制动系统、线控油门系统、线控换挡系统、线控悬架系统7个维度出发，对智能网联汽车线控底盘的系统组成、结构原理进行了详细分析，并深度剖析智能网联汽车线控底盘的关键技术与控制策略，试图为读者提供一些有益的借鉴与思考，为实现电动汽车智能底盘产业的快速发展提供有力支撑。
本书对从事智能网联汽车线控底盘领域技术研发、产品测试、质量论证等相关工作的专业人员具有一定的参考价值，可供智能网联汽车行业的政策制定者、企业管理者、科研工作者以及汽车第三方检测机构人员阅读参考，也可作为国内高校汽车相关专业本科生、研究生的参考教材。此外，由于本书是“智能网联汽车核心技术丛书”中的一册，因此推荐读者结合丛书中的其他书籍对照阅读，以便对智能网联汽车产业的发展有更加全面系统的了解和更为深入准确的把握。
特别感谢时培成教授，他为本书提供了宝贵的意见和建议。此外，还要感谢邵立东、张洪利、臧豫徽、许柳柳、黄瑞钦、叶昭芳等，他们为本书提供了相关数据和统计信息。
由于作者水平和时间有限，书中不足之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

著者 

第1章　智能网联汽车发展概况	001
1.1　智能网联汽车产业基本情况	002
1.1.1　智能网联汽车的概念与发展历程	002
1.1.2　智能网联汽车产业链全景	005
1.1.3　智能网联汽车的关键技术	008
1.1.4　5G赋能智能网联汽车发展	011
1.2　全球智能网联汽车战略布局	013
1.2.1　国外智能网联汽车发展战略	013
1.2.2　我国智能网联汽车政策体系	016
1.2.3　我国智能网联汽车发展路径	018
1.2.4　我国智能网联汽车产业发展建议	020
1.3　基于车路协同的自动驾驶应用	021
1.3.1　车路协同技术简介	021
1.3.2　车路协同的四个发展阶段	023
1.3.3　车路协同驱动未来自动驾驶	025
1.3.4　基于车路协同的自动驾驶平台	026

第2章　智能网联汽车控制执行技术	031
2.1　智能网联汽车线控底盘的系统构成	032
2.1.1　线控底盘技术	032
2.1.2　线控转向系统	034
2.1.3　线控驱动系统	036
2.1.4　线控制动系统	037
2.1.5　线控悬架系统	039
2.2　智能网联汽车底盘稳定控制技术	040
2.2.1　车辆动力学建模与分析	040
2.2.2　动力学稳定性关键参数	042
2.2.3　动态稳定控制系统	044
2.2.4　电子稳定系统	046
2.3　智能网联汽车底盘线控技术	049
2.3.1　智能网联汽车底盘线控关键技术	049
2.3.2　防抱死制动系统	050
2.3.3　牵引力控制系统	052
2.3.4　主动式舵角控制器	055

第3章　智能网联汽车线控转向系统	057
3.1　线控转向系统概述	058
3.1.1　线控转向系统的性能优势	059
3.1.2　线控转向系统的结构与原理	060
3.1.3　线控转向系统的关键技术	063
3.1.4　线控转向系统的案例分析	065
3.2　线控转向系统转向执行控制策略	068
3.2.1　线控转向系统转向控制方法	068
3.2.2　位移特性控制策略	070
3.2.3　转向力矩控制策略	074
3.2.4　路感模拟控制策略	076
3.3　线控转向系统容错技术与故障诊断	079
3.3.1　线控转向系统的故障分析	079
3.3.2　线控转向系统容错技术	082
3.3.3　双转向电机冗余同步控制	083
3.3.4　路感反馈反作用力矩控制	085
3.4　电动助力转向系统（EPS）	089
3.4.1　EPS系统的工作原理与分类	089
3.4.2　EPS系统的基本结构	092
3.4.3　EPS系统的关键技术	094
3.4.4　EPS操纵稳定性评价指标	096
3.4.5　EPS对汽车操纵稳定性的影响	098

第4章　智能网联汽车线控制动系统	101
4.1　线控制动系统概述	102
4.1.1　线控制动系统的发展概况	102
4.1.2　线控制动系统的分类	104
4.1.3　线控制动系统的关键技术	108
4.2　电子液压制动（EHB）系统	110
4.2.1　EHB系统的结构与原理	110
4.2.2　EHB系统的优势与不足	113
4.2.3　国内外EHB技术的发展现状	114
4.2.4　One-Box线控液压制动系统	115
4.2.5　I-EHB系统原理与控制方法	117
4.3　电子机械制动（EMB）系统	120
4.3.1　EMB系统的结构与原理	120
4.3.2　EMB系统的优势与不足	121
4.3.3　EMB系统的制动器及运行模式	122
4.3.4　EMB系统执行机构的设计要求	124
4.3.5　EMB系统执行机构的实现路径	125

第5章　智能网联汽车线控油门系统	129
5.1　线控油门系统概述	130
5.1.1　线控油门系统的概念与优势	130
5.1.2　线控油门系统的基本架构	131
5.1.3　线控油门系统的工作原理	134
5.1.4　线控油门踏板的结构与原理	137
5.2　电子节气门	141
5.2.1　电子节气门的发展历程	141
5.2.2　电子节气门的类型划分	143
5.2.3　电子节气门的结构	145
5.2.4　电子节气门的控制策略	149

第6章　智能网联汽车线控换挡系统	153
6.1　线控换挡系统概述	154
6.1.1　线控换挡系统的演变	154
6.1.2　线控换挡系统的结构与原理	155
6.1.3　换挡器的工作原理	158
6.1.4　线控换挡系统的案例分析	160
6.2　线控换挡系统的故障与诊断	164
6.2.1　线控换挡系统的外部故障	164
6.2.2　线控换挡系统的内部故障	165
6.2.3　自动变速器故障诊断流程	167
6.2.4　自动变速器常见故障维修	170
6.3　线控换挡控制器硬件安全设计	171
6.3.1　控制器硬件电路设计	171
6.3.2　控制器硬件安全架构	172
6.3.3　电源及监控模块设计	173
6.3.4　电机驱动及安全机制	176
6.3.5　硬件功能安全指标验证	178

第7章　智能网联汽车线控悬架系统	181
7.1　线控悬架系统概述	182
7.1.1　汽车悬架技术的发展历程	182
7.1.2　汽车悬架结构及主要参数	185
7.1.3　线控悬架系统的工作原理	186
7.1.4　线控悬架系统的控制方式与优缺点	189
7.1.5　线控悬架系统的发展前景	190
7.2　空气悬架系统	191
7.2.1　我国汽车空气悬架发展历程	192
7.2.2　空气弹簧结构与参数化模型	194
7.2.3　空气弹簧减振器的工作原理	196
7.2.4　汽车空气悬架电子控制系统	198
7.3　CDC悬架系统及其相关系统	200
7.3.1　CDC悬架系统的工作原理及优势	200
7.3.2　CDC减振系统的构成及工作原理	201
7.3.3　CDC悬架控制系统的组成、工作原理及故障诊断	204
7.4　MRC电磁悬架系统	206
7.4.1　MRC电磁悬架技术简介	206
7.4.2　MRC电磁悬架系统的应用情况与工作原理	208

参考文献	211