Các bộ phận khung xe ô tô: Đổi mới và cải thiện trong thời đại lái xe tự trị

Sự gia tăng của các hệ thống khung gầm thông minh
Công nghệ lái xe tự trị phụ thuộc rất nhiều vào các hệ thống thông minh có thể cảm nhận được môi trường, đưa ra quyết định và thực hiện các hành động kiểm soát. Để tích hợp liền mạch với các hệ thống này, Các bộ phận khung xe ô tô đang biến đổi sang trí thông minh cao hơn.

1. Hệ thống điều khiển dây: Tương lai của điều khiển khung gầm
Các hệ thống điều khiển dây, bao gồm phanh điều khiển dây (LCB) và lái điều khiển dây (LCS), thể hiện một bước nhảy vọt trong công nghệ khung gầm. Các hệ thống này thay thế các thành phần cơ học hoặc thủy lực truyền thống bằng các hệ thống điện, cho phép điều khiển nhanh hơn và chính xác hơn.

Phanh điều khiển dây (LCB): Hệ thống LCB sử dụng tín hiệu điện để truyền các lệnh phanh, do đó rút ngắn thời gian phản hồi của phanh và giảm khoảng cách dừng. Công nghệ này rất quan trọng đối với các phương tiện tự trị, đòi hỏi các phản ứng phanh ngay lập tức và chính xác để tránh va chạm.
Tay lái điều khiển dây (LCS): Các hệ thống LCS loại bỏ sự cần thiết phải kết nối cơ học giữa vô lăng và bánh xe, cho phép điều khiển lái linh hoạt hơn. Công nghệ cải thiện sự an toàn bằng cách giảm nguy cơ thất bại lái và hỗ trợ các tính năng như bãi đậu xe tự động và hỗ trợ giữ làn đường.
2. Tích hợp các cảm biến và bộ truyền động
Các phương tiện tự trị dựa vào một số lượng lớn các cảm biến và bộ truyền động để cảm nhận môi trường và thực hiện các hành động kiểm soát. Khung xe phải được thiết kế để phù hợp với các thành phần này một cách hiệu quả.

Cảm biến: Các cảm biến như Lidar, máy ảnh và hệ thống radar được đặt một cách chiến lược xung quanh khung gầm để cung cấp một cái nhìn toàn diện về môi trường xung quanh. Các cảm biến này phải gồ ghề, đáng tin cậy và có thể hoạt động trong nhiều điều kiện môi trường.
Bộ truyền động: Các bộ truyền động như động cơ điện và máy bơm thủy lực chịu trách nhiệm thực hiện các lệnh điều khiển nhận được từ hệ thống lái xe tự trị. Chúng phải nhanh, chính xác và bền bỉ để đảm bảo rằng chiếc xe hoạt động trơn tru và an toàn.
Tối ưu hóa hệ thống treo và hệ thống phanh
Hệ thống treo và phanh đóng một vai trò quan trọng trong sự ổn định và an toàn của các phương tiện tự trị. Do đó, chúng phải được tối ưu hóa để đáp ứng các yêu cầu mới của việc lái xe tự trị.

1. Hệ thống treo hoạt động
Hệ thống treo hoạt động điều chỉnh độ cứng và giảm xóc của hệ thống treo trong thời gian thực theo điều kiện đường bộ và động lực học của xe. Công nghệ này tăng cường sự thoải mái khi đi xe, giảm tiếng ồn trên đường và cải thiện sự ổn định xử lý. Đối với các phương tiện tự trị, hệ thống treo hoạt động có thể tối ưu hóa hơn nữa tư thế và hướng đi của xe để đảm bảo đi xe mượt mà và an toàn hơn.

2. Hệ thống phanh nâng cao
Các phương tiện tự trị yêu cầu các hệ thống phanh tiên tiến cung cấp phản ứng phanh chính xác và ngay lập tức. Kiểm soát ổn định điện tử (ESC) và hệ thống phanh chống bó cứng (ABS) là các thành phần quan trọng của các hệ thống này. ESC theo dõi sự ổn định của xe và áp dụng lực phanh cho các bánh xe riêng lẻ để duy trì sự kiểm soát, trong khi ABS ngăn bánh xe khóa dưới phanh nặng.

Thiết kế hạng nhẹ và đổi mới vật liệu
Thiết kế nhẹ là điều cần thiết để cải thiện hiệu quả năng lượng và hiệu suất của các phương tiện tự trị. Các thành phần khung gầm ô tô đang được thiết kế bằng cách sử dụng các vật liệu nhẹ như nhôm, thép cường độ cao và vật liệu tổng hợp sợi carbon.

Nhôm: Nhôm nhẹ hơn thép truyền thống, nhưng có sức mạnh tương đương. Nó được sử dụng rộng rãi trong các thành phần khung gầm như cánh tay treo, cánh tay điều khiển và caliper phanh.
Thép cường độ cao: Thép cường độ cao có tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng tuyệt vời và lý tưởng cho các thành phần khung gầm đòi hỏi độ bền cao.
Vật liệu tổng hợp sợi carbon: Vật liệu tổng hợp sợi carbon rất nhẹ và mạnh mẽ, làm cho chúng lý tưởng cho các ứng dụng hiệu suất cao. Tuy nhiên, chi phí cao của họ giới hạn việc sử dụng của họ trong các phương tiện cao cấp và xa xỉ.
Vai trò của phần mềm và điện tử
Việc tích hợp phần mềm và điện tử là một xu hướng quan trọng khác trong việc phát triển các thành phần khung xe ô tô. Khi các hệ thống lái xe tự trị trở nên tinh vi hơn, nhu cầu về các thuật toán phần mềm và thiết bị điện tử tinh vi để kiểm soát và giám sát các thành phần khung gầm tăng lên.
Thuật toán phần mềm: Các thuật toán phần mềm nâng cao được sử dụng để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống khung gầm trong thời gian thực. Các thuật toán này phân tích dữ liệu cảm biến, tính toán các hành động điều khiển tối ưu và giao tiếp với các bộ truyền động để thực hiện phản hồi mong muốn.
Điện tử: Điện tử đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của các hệ thống khung gầm. Các thành phần như Đơn vị điều khiển điện tử (ECU), cảm biến và bộ truyền động dựa vào thiết bị điện tử để hoạt động đúng. Việc tích hợp các thiết bị điện tử cũng cho phép các tính năng như điều khiển hành trình thích ứng, hỗ trợ giữ làn đường và phanh khẩn cấp tự động.