最美两江人｜中国汽研李士盈：打造关键测试装备 让新能源汽车四条“腿”更舒适

  最美两江人｜中国汽研李士盈：打造关键测试装备 让新能源汽车四条“腿”更舒适

  空气悬架 HIL 系统是一种用于测试和验证空气悬架系统的硬件在环仿真检测系统，通过模拟汽车实际道路行驶环境，完成车辆在不同路况下的悬架性能、故障模拟等方面测试。

  “这一系统能有效地帮企业缩短研发周期、降低研发成本、提前察觉缺陷、提高系统可靠性、改善产品设计等，是空气悬架前期研发必不可少的‘利器’。”中国汽车工程研究院股份有限公司（简称“中国汽研”）青年专家李士盈告诉记者。

  此前，众多国际厂商凭借其先发优势和核心技术，在市场上占据了主导地位，也某些特定的程度上扼住了国内新能源汽车空气悬架 HIL 系统测试装备发展的“咽喉”。

  为此，李士盈带领团队破解了多项技术应用领域的难题，仅用时一年多时间，开发了电控悬架系统控制算法，以及用于算法验证和系统测试的桌面级硬件在环检测系统HIL、基于四脚减震器实物在环检测系统mHIL，率先在国产空气悬架测试装备领域实现突破，让高端测试装备依赖进口的局面得以改观，助力国内新能源汽车高质量发展。

  汽车空气悬架相当于汽车的“腿”，通过改变空气弹簧的充气量来调节车身高度和悬挂刚度，来提升汽车的行驶稳定性和舒适性。

  特别随着新能源汽车发展，电池包给汽车“增重”，风险和重量都压在汽车的四个悬架上，就需要性能更好的悬架。

  “现目前主要流行的解决方案是空气悬架，它就像在底盘和车身之间夹了一个气球，通过充放气抬升或降低车身，能提供更好的减振性能，还能够最终靠调整车身高度来控制风阻提高车的续航。” 李士盈给记者打比方。

  多年之前，空气悬架一般作为高端配置，搭载于BBA、路虎、保时捷等豪华品牌。

  随着新能源车对底盘稳定性的要求更高，空气悬架搭载量逐年上升，这也为汽车供应链的重塑创造了新的机会。

  “以往空气悬架还是集中在大陆、威巴克等头部国际公司，随着近年来国内新能源汽车产业快速地发展，供应链也在重塑，国内诸如孔辉、保隆、京西重工、上海淅减等零部件供应厂商逐渐崛起。”李士盈介绍。

  随之而来的空气悬架测试装备需求也拔节生长，成为新能源汽车产业高质量发展过程中不可或缺的一环。

  李士盈谈到，国内测试设备起步也相对较晚，起初也是被国际头部企业所把控。以空气悬架HIL系统最关键的执行台架为例，国际市场上做得较好的是MTS公司，一套就价值1000多万元，这种设备往往一次就需要四套。

  巨大的成本压力，加之空气悬架国产化水平的提升，国内主机厂以及供应商对工具链和测试服务需求也水涨船高，空气悬架HIL系统国产化更为迫切。

  “2021年左右，诸如奇瑞、比亚迪等头部主机厂商，就开始陆陆续续与我们洽谈相关项目合作，希望我们也可以进行测试设备的国产化研发。”李士盈说。

  博士期间，李士盈主要研究方向是电磁馈能式悬架系统，但在其毕业的2021年，电磁悬架系统太过于超前，短时间内无法落地。

  然而空气悬架系统测试和开发服务能力在国内还比较欠缺，李士盈就看准这一市场需求，逐步转向技术相对来说还是比较成熟的电控空气悬架系统来进行攻坚。

  “当时缺乏电控方向相关技术储备和人才储备，全得靠自己搭班子从头开始。”李士盈谈到，2022年10月，中国汽研为其拨付了一笔50万科研启动资金，成立了博士创新工作室，重在研究电控空气悬架和CDC悬架系统的工作机理和控制策略。

  随后，在中国汽研支持下，李士盈找齐了人员，有了独立办公室，搭建起了一个四人小分队。

  “中国汽研还是很重视青年专家的培养，只要方向正确，能够给予我们资金、场地等各方面支持，放手让我们去干、去探索。”李士盈感谢公司的支持。

  “市场需求不明了，我们就与主机厂齐头并进，通过研发带动服务。”李士盈带领团队开始做空气悬架的算法开发、模拟仿真等，在这研发过程便发现，有很多空气悬架配套工具链可以转化成业务。随后，HIL仿真算法开发服务、桌面检测、台架测试等新的业务点应运而生。

  空气悬架HIL（Hardware in the Loop）系统通常由HIL硬件平台、仿真软件、空气悬架控制单元等部分所组成，在这些组成部分中，最昂贵的就是执行台架。

  “执行台架较为核心的设备是液压拉伸试验机，是用于模拟车辆在实际行驶过程中受到的各种力和振动的重要设备。”李士盈说，硬件设备不是团队强项，只能寻求外援。

  他们找到了中国汽研子公司凯瑞装备，借助其之前转向和振动台架的技术储备，将液压拉伸技术转嫁到空气悬架HIL系统的执行台架。

  “这样一来，就实现了台架成本的一下子就下降，借助中国汽研在汽车领域的深厚技术底蕴以及全产业链整合优势，使我们有了与国际巨头掰手腕的实力，一年多的时间便实现产品的成功研制。”李士盈说。

  李士盈团队研发的桌面级硬件在环检测系统HIL、实物在环检测系统mHIL两大产品，在功能方面，在试验室内，就可实现空气悬架基本功能、模式调节、故障注入等方面测试，避免装车测试拆卸等麻烦。

  在性能方面， 可实现高速、极限工况等场景测试，避免真实世界场地难寻等问题，还可通过模拟快速响应，发现初步问题，帮助改进产品设计。

  “现目前我们可实现空气悬架100％的功能场景测试，性能场景精度也达到了85％以上，后续还将与主机厂进行深度绑定，探索更多场景数据，提升性能测试精度。”李士盈表示。

  空气悬架最终体验舒适度由用户说了算，但试验室测试结果如何更贴近用户主观感受？

  李士盈介绍，通过采用最先进的驾驶模拟器，在虚拟世界模拟车身姿态，感受开车感觉，再将这些主观感受与HIL系统相结合，进行进一步，从而无限趋近于真实驾驶感受，让所有的测试都尽量在试验室完成。

  现目前，李士盈团队研发的空气悬架HIL系统实现了国产替代，两年时间已近千万业务量。

  “随着未来成本不断降低，空气悬架有一定的概率会标配到 25 万元甚至 20 万元的新能源车型上，测试设备需求也将迎来爆发。”李士盈表示，重庆是汽车智造重镇，希望我们的设备能够进一步助力重庆智能网联新能源汽车产业发展。

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