线控底盘技术对于机床加工行业的重要意义以及市场潜力（2）

线控底盘结构及主要零部件概览

1.什么是线控底盘？

线控技术（X by Wire），是将驾驶员的操作动作经过传感器转变成电信号来实现传递控制，替代传统机械系统或者液压系统，并由电信号直接控制执行机构以实现控制目的；该 技 术 源 于 美 国 国 家 航 空 航 天 局 （ National Aeronautics and SpaceAdministration，NASA）1972 年推出的线控飞行技术（Fly by Wire）的飞机。传统的底盘，是以机械结构为主，实现转向、制动、换挡、油门和悬架几大控制功能。但大量机械件，质量重，体积大，而且灵敏度相对较低。所以随着电动汽车对轻量化、智能化的要求越来越高，线控底盘应运而生。

所谓线控底盘，简单理解就是将传统的【机械结构】改成【电控】。具体来说，它取消了传统底盘中转向、制动、油门等系统硬连接的机械结构部分，而是通过传感器将驾驶员的操作转变为电信号，从而实现车辆控制。

线控底盘主要由线控制动、线控转向、线控悬架(亦称电控悬架)、线控油门(亦称电子油门)、线控换挡(亦称电子换档)等五大核心系统组成。

五大系统

特点

渗透率

价值

线控油门

技术发展较早，得到主机厂广泛应用

接近100%

300/车

线控换挡

约50%

450/车

线控制动

起步晚，而且技术门槛高

30-40%

2000/车

线控转向

2025目标5%

4000/车

线控悬架

成本高，维护贵

不足2%

15000/车


2.各系统主要零部件构成

2.1 线控转向系统

线控转向系统（Steering By Wire，SBW），是智能网联汽车实现路径跟踪与

避障避险必要的关键技术，为智能网联汽车实现自主转向提供了良好的硬件基础，

其性能直接影响主动安全与驾乘体验。线控转向系统取消了传统的机械式转向装置，转向盘和转向轮之间无机械连接，可以减轻车体重量，消除路面冲击，具有减小噪声和隔震等优点。线控转向系统（Steering -by -Wire ）是为高阶智驾而生的，和传统方式最大的区别就是机械解耦

Ø  在自动驾驶模式下，驾驶员无需介入车辆运行，车辆的驾驶行为完全由车辆的控制单元完成

Ø  在手动驾驶模式下，车辆的转向行为由驾驶员的转向意图实现

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电气原理图

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线控转向系统工作原理图

线控转向系统的工作原理是：当转向盘转动时，转向盘转矩传感器和转向角传感器将测量到的驾驶员转矩和转向盘的转角转变成电信号输入到电子控制单元 ECU，ECU 依据车速传感器和安装在转向传动机构上的角位移传感器的信号来控制转矩反馈电动机的旋转方向，并根据转向力模拟生成反馈转矩，同时控制转向电动机的旋转方向、转矩大小和旋转角度，通过机械转向装置控制转向轮的转向位置，使汽车沿着驾驶员期望的轨迹行驶。

涉及到数控机床加工行业的主要零部件如下所示：

（1）   铝合金或者镁合金方向盘骨架

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（2）   控制器壳体

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（3）   转向器壳体

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（4）   传动减速机构

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（5）   转向电机及控制器


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2.2 线控转向系统

线控制动系统（Brake by Wire，BBW），是智能网联汽车“控制执行层”的必要关键技术，为智能网联汽车实现自主停车提供了良好的硬件基础，是实现高级自动驾驶的关键部件之一。它是将原有的制动踏板机械信号通过改装转变为电控信号，通过加速踏板位置传感器接收驾驶人的制动意图，产生制动电控信号并传递给控制系统和执行机构，并根据一定的算法模拟踩踏感觉反馈给驾驶人。

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传统制动系统与线控制动系统的区别

 

根据工作原理不同线控制动器技术分为电子液压制动系统（EHB）和电子机械制动系统（EMB），前者根据使用场景和机构又分为Two-BOX 和One Box 版本。

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电子液压制动系统（EHB）结构图

涉及到数控机床加工行业的主要零部件如下所示：

（1）   液压控制单元阀岛

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（2）   液压驱动执行机构

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（3）   刹车盘

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（4）   卡钳

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2.3 线控悬架系统

线控悬架系统（Suspension By Wire），也称为主动悬架系统，是智能网联车辆的重要组成部分，可实现缓冲振动、保持平稳行驶的功能，直接影响车辆操控性能以及驾乘感受。

线控悬架系统，主要由模式选择开关、传感器、ECU 和执行机构等部分组成，如下图所示：


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典型线控悬架系统工作原理示意图

传感器负责采集汽车的行驶路况（主要是颠簸情况）、车速以及起动、加速、转向、制动等况转变为电信号，经简单处理后传输给线控悬架 ECU。其中，主要涉及车辆的加速度传感器、高度传感器、速度传感器和转角传感器等关键传感器。空气弹簧根据 ECU 的控制信号，准确、快速、及时地作出反应动作，包括气缸内气体质量、气体压力及电磁阀设定气压等关键参量的改变，实现对车身弹簧刚度、减振器阻尼以及车身高度的调节。线控悬架系统执行机构主要由执行器、阻尼器、电磁阀、步进电动机、气泵电动机等组成。

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典型空气悬架结构示意图

涉及到数控机床加工行业的主要零部件如下所示：

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