详解比亚迪“海豹”的黑科技dTCS，核心技术还得靠博世？

刚刚过去的粤港澳大湾区车展，人山人海的比亚迪展台上最靓的两个仔，一个是魔幻天幕下的限量版千山翠“汉”，另一个是神秘深海里的海洋系列旗舰车型“海豹”。

作为比亚迪e平台3.0的最新旗舰车型，相比去年试水八合一电驱总成的海豚，海豹上自然有更多黑科技的东西，比如dTCS和iTAC这两项技术。

本文就先聊聊dTCS这项技术。

dTCS

dTCS全称是distributed?Torque?Control?System，意指分布式扭矩控制系统，或者可以认为是分布式牵引力控制系统，跟已有技术TCS的重点区别在于这个“d”，也就是分布式。

那么先简单解释一下什么是TCS，然后再看dTCS。

TCS的重点是牵引力控制，轴上牵引力；与之对应的ESP重点在于制动力控制，轮上施加制动力。

根据车辆动力学、摩擦理论、轮胎摩擦学等等，当驱动力过大的时候，会造成打滑，轮子空转。

——你可以想象在冰雪路面，踩大油门起步，车子打滑，不仅不走，还可能原地打转。或者本人驾驶法拉利812、布加迪威龙、迈凯伦P1等一众猛兽，在发令旗挥下之前，全力轰油门导致起步就原地打转烧胎的惨痛经历（咳咳，你知道我在说极品飞车）

驱动力过大带来的后果是：能量浪费、失去转向能力、降低动力性、降低安全性、烧胎、差速器损坏等。

TCS的控制原理

TCS是套控制系统，一般放在ESP控制器，或者类似比亚迪的IPB控制器中。

简单来说就是通过四个车轮上的轮速传感器，辅以底盘控制器的其它信号，比如加速度，方向盘转角等，对车轮的滑移率进行计算，然后根据目标滑移率（通常是12%~20%之间，在此区间内轮胎所能提供的抓地力最大，也就是驱动效果最好，同时还兼顾了控制响应的延时，不能太极限），计算出驱动部件的转速控制目标△n，进而计算出扭矩控制目标△T。

有了△T，整车控制器VCU经过一轮计算和仲裁，响应TCS系统给的这个△T，去控制驱动系统的输出扭矩（不管是电机还是发动机），通常是需要降低扭矩；对于四驱车来说可以搞前后扭矩分配，在保证整车的动力不降低或者少量降低的情况下，减少打滑。

——上面的一通原理，简单来说，就是TCS主要通过轮速判断打滑，然后告诉VCU，VCU再告诉电机控制器MCU，MCU控制电机的扭矩，以减少打滑。下面是系统简图，为便于理解，做了简化。

dTCS的控制原理

跟TCS的那套控制逻辑类似，但更快更强。

按照比亚迪的官方宣称，扭矩响应闭环时间，从原来的100ms，提升到甚至10ms，直接是10倍的效果提升。

图片来源：比亚迪公开材料

但真的是这样的吗？需要扒开来看。

按照宣传材料，原有的扭矩传递路径是：IPB->VCU->MCU->电机->车轮

（IPB是博世新的底盘控制器，类似ESP控制器的升级版，TCS这套软件放在IPB控制器里面）；

比亚迪的dTCS，改进之后的扭矩传递路径是：IPB?->?MCU?->?电机?->?车轮

如果我们从控制理论的角度来看，整个控制环路上，减少了信号到VCU、VCU计算和仲裁、VCU再输出给MCU的过程，从IPB来的控制信号直接给到了MCU，由MCU去控制电机。仅仅省掉VCU的环节，就能提升10倍的响应速度吗？从TCS模块算完，到传递给VCU的过程，只有20ms（比亚迪图上给的数据），如何能带来100ms->10ms的改变呢，这个是不是有些夸大的成分？

——以上简单来说，dTCS只是省掉了控制环路的一个环节，对于系统控制效果提升到何种程度存疑。

单从比亚迪的宣传材料，无法找到答案，毕竟作为卖车的，我只需要宣传它多牛逼就行了。但是作为卖技术的博世不能不吱声，于是从博世的材料里面，我找到了答案（但很遗憾，有博世logo的东西不方便放上来）：

整个dTCS控制的基石，基于滑移率的扭矩控制算法，还是在博世手上

我们还是按照一个简化的系统控制图来看，以便理解：

1.这里先单看一个电驱。

2.IPB中核心的基于轮胎打滑和滑移率目标，计算目标扭矩的模块，姑且叫做Tq?Target（实际上模式好像叫做DMD），从IPB中拿出来，放到了MCU中。

3.IPB把上面提到的△n发给MCU，MCU中的Tq?Target来计算△T，然后MCU根据△T来控制电机扭矩。

4.Tq?Target是博世开发，推测应该是黑盒交付（意思是保密，只给成品，不给源代码），毕竟是看家本领

5.比亚迪和博世联调

——简单来说，控制算法主要还是博世开发，比亚迪跟博世一起调试，让控制路径更短，达到好上加好。

这里重点要想清楚的是，Tq?Target放进MCU之后，不是简简单单的功能下放，背后是对于电机扭矩控制的更快更高效。因为被控对象并非指哪打哪，控制的实现有一个过程，只不过因为电机响应太快，我们主观上以为它是指哪打哪，实际上考虑到超调、舒适性、稳定性等，总会有偏差的存在。

而如果控制链路延长，这种偏差会被成倍地方大，控制系统趋于稳定需要的时间也会更长。

比如，在通过IPB->VCU->MCU->电机，这种方式来控制，在t1时刻，VCU发出的电机目标扭矩是Tq_t1，但实际上电机收到指令后，给出的实际扭矩是Tq_t1_actual；Tq_t1_actual会给车轮带来新的影响，反馈到TCS系统，TCS再计算，反馈给VCU，于是在t2时刻，VCU又给了一个新的扭矩指令Tq_t2，再传递给MCU；从t1~t2时刻，电机的扭矩目标是基于前一个时刻的实际扭矩和车辆表现给出的，但等到去控制电机的时候，无论是被控对象电机，还是最终影响的车辆状态，都已经发生改变。

——一句话，控制链路越长，控制效果越差。比亚迪的dTCS看似改动了一小步，实际上使控制效果提升了一大步。就像是一条绳子一端挂了一个球，当你甩动的时候，这条绳子越长，绳子另一端的球越不可控，或者达到可控需要时间越长。

按照比亚迪dTCS的思路，在t1时刻的电机扭矩控制目标，可以在MCU-电机的内部实现快速闭环，也就是它宣城的1ms，实际上1ms仅能实现电机扭矩控制，但还不是精确地达到目标，1ms有些夸张。

总结一下，dTCS关键的改进和亮点在于这两点：

缩短信号传递路径

电机的扭矩实现路径变短?

达到的效果：降低时延，优化控制效果?->提升系统快速响应和安全性

更稳更安全 比亚迪汉EV四驱版dTCS系统体验

在冰、雪路面等低附着路面行驶或起步，我们经常会担心轮胎打滑造成的车身失稳问题，且对于大多数驾驶员来说，很难在第一时间内了解路面附着力的变化并作出相应的动力输出调整。针对这些令人头疼的路面情况，比亚迪与博世强强联合，共同研发出针对新能源汽车的dTCS分布式牵引力控制系统，以更快的系统响应速度让车轮减少打滑，进而保证车身的稳定性。这套系统相对于传动的TCS牵引力控制系统响应速度提升了10倍之多，响应速度达到了10ms。那么这套系统的实际表现究竟如何，我来将在东海博世测试场内带给您答案。

● dTCS系统是什么？

dTCS（distributed TCS）是由比亚迪和博世共同研发、专门为新能源汽车打造的驱动力控制系统，以保证车辆在冰、雪等各种复杂路面均获得最佳附着力，让轮胎基本不打滑变成车的“本能”。dTCS将牵引力控制系统上移至电机控制器中带来更快速的电机扭矩响应，此时由电机控制器直接判断，控制轮胎打滑。

该项技术研发历时4年，在极寒环境下进行了冰面、雪面、对开路面圆环、操控道等多种路况测试，以模拟不同地区用户复杂的用车场景，确保该项技术的可靠性。在多种专业测试道，测试验证数百版软件，并与博世进行了数千次技术联调优化。

简而言之，这套dTCS系统与新能源车型更加契合，能够在极短的时间内对车轮打滑进行抑制，保证车辆在冰雪、湿滑等多种复杂路况中都能获得最佳附着力。

● dTCS与TCS有什么区别？

传统的TCS将控制放在ESP ?车身电子稳定系统或IPB智能集成制动系统中，通过与动力系统的信号交互进行扭矩控制，dTCS将牵引力控制系统上移至电机控制器中来保证快速的电机扭矩响应，此时电机控制器直接判断、控制轮胎打滑。控制系统的上移消除了扭矩信号传递滞后，提升了响应速度，首先，控制时间由20ms加快至1ms，控制速度提升了20倍；其次，扭矩响应循环时间由100ms加快至10ms以内，信号传输速度和响应速度提升了10倍，大大降低了车轮打滑量，为车身稳定和车辆安全行驶提供保障。

早期新能源汽车只能延用燃油车的TCS技术，但这其中存在的一定的局限性：一是电驱动的优势未能充分利用，甚至造成了能量的浪费；二是新能源汽车本身具备非常强大的扭矩，当跟较小的电机转动惯量结合时，更容易突破路面附着极限，进而车轮打滑造成车身失稳。随着新能源汽车行业的迅速发展，比亚迪与博世专为新能源汽车开发的分布式牵引力控制系统dTCS应运而生，电驱动优势发挥到极致和工作效率也提升了数十倍的同时，整车的安全性、高效性、操控性和舒适性也得到全面的提升。

● 真的可以不打滑吗？

为了验证这套dTCS系统的实战能力，我们在博世东海试验场内进行了试驾体验。本次的试驾车型为比亚迪汉EV四驱版，这也是全球首款搭载dTCS的新能源汽车，试驾过程中我们模拟了冰雪路面，半湿滑、半附着力路面的情况。

在模拟冰雪路面上，我们全油门起步，此时车辆并没有出现明显的打滑现象，在起步的一瞬间能够感觉到dTCS系统已经开始介入，驾驶员还未来得及反应，车辆就已经恢复了抓地力，开始平稳的向前行驶。官方表示，汉EV四驱版在冰面上0-50km/h全油门加速时间加快了2s左右，雪面上0-60km/h全油门加速时间加快了0.8s左右。

接下来，我们还将车辆左右两侧车轮分别放置在铺装路面和低附着路面进行了测试，这也是我们日常驾驶中比较常见的一种路面情况。在电门全开全速起步时，车辆没有出现打滑的现象，整体加速表现与铺装路面近乎一致，行驶姿态非常稳健，车身也没有明显的横摆出现。

在湿滑路面上全力加速时，能够感到较大扭矩所带来的强大动力输出，车头会出现略微的偏移，不过车辆仍然属于非常易于控制的状态，只需轻微调整方向盘即可让车辆保持直线前进，整个过程非常轻松，没有出现车身摆动或者轮胎挣扎的情况。

● 写在最后

因为dTCS技术主要是将控制系统从ESP?车身电子稳定系统或IPB智能集成制动系统上移至电机控制器的MCU中，并不需要新增硬件投入，汉EV四驱版用户通过OTA升级即可免费获取。通过现场的实际体验来看，dTCS技术能够大大减轻驾驶员在低附着路面上的后顾之忧，对整车的驾驶安全有着明显的提升。比亚迪与博世的强强联合为新能源汽车技术的突破带来了更多可能，我们也期待之后双方能够带给我们更多惊喜。

来源：第一电动网

作者：洪洋

本文地址：