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如何使RAPA的主动悬架真正实现电控化? | 液压泵控制器供应商Silver Atena揭秘

如何使RAPA的主动悬架真正实现电控化? | 液压泵控制器供应商Silver Atena揭秘 电力电子系统应用智库
2025-05-20
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导读:和电力电子系统应用智库,一起见证电力电子大发展的时代!


导言:在主动悬架主题文章《如何应对汽车垂向控制功率需求持续升高 | 主动悬架供应商RAPA揭秘》中,提到了RAPA公司开发的主动悬架电动液压泵中,电机控制器的开发主要是由一家叫Silver Atena公司实施的,那么这家公司与RAPA是如何进行分工开发主动悬架产品,Silver Atena是一家什么样的公司,开发控制器配备了哪些职能,这种合作模式在国内供应链体系中是否会同样存在,我们试图通过本文来揭秘。

引用:RAPA



目录


1.Silver Atena 公司简介

    • 1.1 汽车事业部及主要产品简介

    • 1.2 电动飞行器相关产品简介

2.主动悬架电动液压泵控制器产品介绍

    • 2.1 48V液压泵控制器

    • 2.2 400V液压泵控制器(兼容800V)

3.液压泵控制器产品开发匹配职能团队分析

4. 总结



01 Silver Atena 公司简介


Silver Atena公司最早成立于1998年,最初命名为“Atena工程服务有限公司”;2008年,Atena工程公司(负责电子和硬件)与印度企业Silver Software公司成立合资企业Silver Atena电子系统工程有限公司;2019年,公司正式更名为现在的公司“Silver Atena GmbH”,2023年,是Silver Atena公司成立25周年,经过25年的发展,公司已经发展成为汽车,航空航天,可再生能源和工业领域失效安全系统,电力电子领域的高科技开发公司


当前,Silver Atena公司共有四个不同方向的事业部,分别是汽车,电动飞行器,飞机发动机引擎,氢气燃料电池。



1.1 汽车事业部及主要产品简介


汽车事业部的产品主要包含电机控制和电源转换两个方向,电机控制相关的产品有高速逆变器,高压牵引逆变器,高压电动液压泵控制器(Intelligent eQualizer HV),低压电动液压泵控制器(Intelligent eQualizer LV);电源转换相关的产品有Boost升压充电设备,直流充电桩/墙端充电桩,燃料电池功率转换器等。


高速DC/AC逆变器主要用于控制燃料电池的涡轮压缩机,低损耗空气轴承可以支持高达150000rpm的转速,同时需要高启动电流在短时间内生成气膜,同样,该逆变器可以在400V到800V电压平台内扩展应用,功率半导体支持Si基IGBT和SIC MOSFET,可以通过优化的控制方案适配每台独立电机及其运行条件。


高压牵引逆变器(电机控制器)可以适用于400V和800V电压平台,同时可以实现双电机同步控制及主动扭矩矢量分配,从而使两个驱动单元能够输出不同扭矩,功能安全可以达到最高ASIL D要求,如下图所示。


引用:Silver Atena


Boost升压充电设备支持使用400V的充电桩为800V汽车电池充电,持续输出功率可达180kW,产品具备高功率密度,高效率和低重量的优势,如下图所示;同时,该产品还具备分支回路,支持直接在800V充电桩充电,而通信则基于现有的车载充电机与充电基础设施通信。


引用:Silver Atena


直流充电桩支持高达50kW的充电功率,具备模块化设计理念,并支持根据客户需求定制改造,产品最突出的卖点是厚度非常薄,且低噪音,适合城市和住宅区使用。


燃料电池DC/DC转换器是燃料电池汽车的中央高压单元,如下图所示,可将燃料电池可变的输入电压(10V到600V)转换为车载电气所需的400V或者800V电压,输出功率可在50kW到250kW之间扩展,功率器件采用SiC半导体,整个工作区间内可以实现超过98%的效率。


引用:Silver Atena



1.2 电动飞行器相关产品简介


电动飞行器相关的产品有高压逆变器(电机控制器)和DC/DC功率转换


电机控制器可以通过集成(电机与电控集成)和分立(电机电控线束连接)方式实现,同时考虑到电动飞行器运行环境,控制器一般都通过空气冷却(风冷),设计理念主要是针对航空航天领域日常连续使用,作为免维护解决方案,可以满足最严苛环境条件下的所有认证要求。


引用:Silver Atena


空冷电源逆变器可安全可靠地将电能从高压电池传输至标准 28 伏直流车载电气系统。在此过程中,它以低重量和小体积实现了出色的效率水平和电压稳定性,从而支持长飞行时间和大航程, 其组件架构专门针对车载电气系统中与安全相关的应用而设计。


引用:Silver Atena



02 主动悬架电动液压泵控制器产品介绍


如在文章中提到,RAPA公司先后与奔驰合作开发了GLE 48V主动悬架液压泵,同保时捷合作开发了Paramera 400V 主动悬架液压泵,所以液压泵的软硬件控制部分也都由Silver Atena 公司完成。


2.1 48V液压泵控制器


48V控制器控制直流无刷电机实现每个车轮悬架高度独立调节,相比传统液压悬架系统响应速度提高了50%以上,能耗降低30%,在提升驾乘体验的同时还优化了车辆的燃油经济性;48V电压无需升级为高压系统即可实现智能化底盘改造,由于实现了电控化,液压泵电机换向时可以在毫秒时间内达到全速运行,换向加速时间<5ms,确保车辆在连续颠簸路段(如碎石路,减速带)中保持车身平稳。





2.2 400V液压泵控制器(兼容800V)


400V液压泵控制器主要应用在保时捷Paramera车型的主动悬架上,考虑到车型上市(2023年)时行业内800V电压平台还没有普及开,所以当时的控制器还是只支持400V电压平台。随着近两年800V电压平台的普及,Silver Atena公司开发的控制器支持400V/800V平台兼容应用,适配纯电及混合动力车型对车辆垂向控制的高功率需求;单轮阻尼调节精度高达±5%,响应时间<10ms,可以有效抑制车身侧倾,俯仰及垂直振动,通过阻尼动态调整轮胎接地载荷,在湿滑/崎岖路面可提升牵引力15%-25%,减少打滑风险;相比于48V低压液压泵控制器,高压化后系统能量损耗会大幅降低,电机效率提升,同时支持垂向能量回收功能。


得益于电动化主动悬架的设计,未来主动悬架为基础的车辆垂向控制可以进一步与线控转向,线控制动和车身稳定系统,以及扭矩矢量分配系统深度集成,实现底盘线控化,域控化,推动汽车底盘实现高阶智能化





03

液压泵控制器产品开发匹配

职能团队分析


同大多数电控公司开发控制器(特别是电力电子控制器)产品一样,Silver Atena公司开发电控产品在技术职能方向上,也配备了系统(System), 功能安全/网络安全(Safety/Security),硬件(Hardware), 软件(Software), 测试验证(Test and qualification)的职能团队


系统工程相关专业能力可以确保电子产品应用时的最高安全性,最高性能和成本优化的平衡,负责为复杂交互系统开发系统概念与架构,撰写系统需求,并将需求转化为软硬件可开发的需求规范,同时定义系统集成时各个不同组件的接口,最终作为客户交付前的最后关口负责产品验证;需要具备基于手写代码和基于模型进行系统开发的能力,熟悉产品相关的行业标准,支持产品的认证,资格鉴定和相关验证工作。


功能安全/网络安全相关专业能力主要是应对高安全要求的汽车电子产品开发,功能安全和网络安全角度进行的安全分析,安全机制设计及安全测试,是高安全电控产品开发流程中不可或缺的组成部分,安全相关团队要负责所开发的产品符合对应的安全标准(ISO 26262, DO 178C, ISO 21434等)要求,同时满足特定安全目标及标准认证等。


硬件团队主要负责开发电力电子控制的功率部分和低压控制部分,目标是开发出满足体积功率密度,重量功率密度,效率和EMC等各方面都满足需求的硬件产品,硬件设计需要在设计之初就将安全性,可靠性,成本及可制造性纳入考量,以实现量产时各个关键指标的最优化。


软件职能包括底层软件和应用层软件开发团队,需要完成从软件需求分析到软件集成测试所有阶段的软件开发工作,开发流程一般要结合传统的V模型开发流程,以及互联网公司应用的敏捷开发流程,软件开发需要基于包含工具链的基于模型的软件开发流程,实现高效且面向质量的软件开发。


验证测试通常需要基于需求规范开展,包括测试规范制定,测试环境搭建,测试case撰写,调试以及执行测试等工作内容,测试方法通常包括硬件在环测试,故障注入测试,功能及非功能测试等;同时合规认证层面还需要具备从单相测试到包括EMC测试的完整验证能力。


引用:网络



04 总结


为了满足汽车对底盘垂向控制功率需求不断增加,主动悬架供应商需要开发电控方案以应对功率及控制速度等多方面的挑战,RAPA公司作为一家以阀门类,减振器产品为主的机电系统供应商,其电控产品的开发是与Silver Atena公司合作开展的


Silver Atena公司是一家以电力电子控制器产品为基因的高科技开发公司,汽车电子产品主要是电机控制器,DCDC功率转换器,以及主动悬架液压泵控制器等,与RAPA合作先后为奔驰GLE和保时捷Paramera先后提供了48V低压主动悬架和400V高压主动悬架,相比于传统悬架,响应速度和能效都有提高。


汽车电力电子控制器产品的开发需要基于需求,开发,测试闭环的开发理念,确保相关功能均被以需求的方式进行开发,且通过基于需求的测试被验证,所以Silver Atena公司在开发控制器产品时,也配备了系统,功能安全,网络安全,硬件,软件,测试验证等相关职能团队,特别需要说明的是,由于Silver Atena公司还开发飞机发动机以及电动飞行器相关产品,因此这些高安全性产品需要产品符合fail-operational的设计目标,因此功能安全分析在这类产品中会更加重要。


主动悬架及电动液压泵当前正处在需求强烈的风口阶段,熟悉国外主流供应商如何开发相关产品,可以对国内相关产业链提供一定的参考价值,为底盘线控化和域控化储备相关技能,实现更快的产品迭代和更多的产品创新。



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