GB-T 43947-2024 低速线控底盘使用技术要求

ICS43.020CCST20中华人民共和国国家标准GB/T43947—2024低速线控底盘通用技术要求Generaltechnicalrequirementsforchassis-by-wireoflowspeedautomatedvehicle2024-04-25发布2024-11-01实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会ⅠGB/T43947—2024前言 Ⅲ1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14一般要求 34.1设计及制造要求 34.2急停装置 34.3碰撞保护 34.4操纵装置 34.5防水等级及触电保护 34.6照明及信号 44.7产品使用说明书 44.8标识标牌 45通用技术要求 55.1通过性要求 55.2直线行驶稳定性 55.3环境适应性要求 55.4功能安全基本要求 55.5信息安全要求 65.6电磁兼容性能要求 65.7故障处理要求 65.8电源和电气系统 75.9通信与接口 76线控系统要求 86.1线控驱动系统 86.2线控制动系统 96.3线控转向系统 107试验方法 107.1试验场地要求 107.2直线行驶稳定性试验 107.3行车制动试验 117.4减速丘通过性试验 117.5坡道试验 127.6整车防水 12参考文献 14ⅢGB/T43947—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国四轮全地形车标准化技术委员会(SAC/TC344)提出并归口。本文件起草单位:同济大学、上海机动车检测认证技术研究中心有限公司、上海济驭科技有限公司、厦门金龙联合汽车工业有限公司、上海易咖智车科技有限公司、酷哇科技有限公司、重庆隆鑫机车有限公司、上海同驭汽车科技有限公司、上海淞泓智能汽车科技有限公司、天津德科智控股份有限公司、上海智能新能源汽车科创功能平台有限公司、慈溪市长三角智能新能源汽车双创产业化中心、云动(上海)汽车技术有限公司、中国生产力促进中心协会、湖南大学苏州研究院、长沙行深智能科技有限公司、北京三快在线科技有限公司、江西同铃汽车科技有限公司、上海同星智能科技有限公司、清水湾(深圳)自动驾驶智能研究中心(有限合伙)、长淮智驾(淮安)汽车科技有限公司、南京经纬达汽车科技有限公司、深圳一清创新科技有限公司、上海交通大学、东南大学、苏州安鹿智能科技有限公司、同济汽车设计研究院有限公司、白犀牛智达(北京)科技有限公司、上海西井科技股份有限公司、上海复运智能科技有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、华东交通大学、吉林大学、上海致控驱动技术有限公司、南昌智能新能源汽车研究院。1GB/T43947—2024低速线控底盘通用技术要求1范围本文件规定了低速线控底盘的技术要求、线控系统要求和试验方法。本文件适用于最高车速不超过25km/h的纯电动非道路无人驾驶专用车所使用的低速线控底盘。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T4208外壳防护等级(IP代码)GB16735道路车辆车辆识别代号(VIN)GB18384—2020电动汽车安全要求GB/T18385电动汽车动力性能试验方法GB/T18387电动车辆的电磁场发射强度的限值和测量方法GB/T20234.1电动汽车传导充电用连接装置第1部分:通用要求GB24943三轮汽车和低速货车用安全标志GB/T25978道路车辆标牌和标签GB/T31486电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法GB32087轻型汽车牵引装置GB/T34589道路车辆诊断连接器GB34660道路车辆电磁兼容性要求和试验方法GB/T36048乘用车CAN总线物理层技术要求GB38031电动汽车用动力蓄电池安全要求GB/T38661—2020电动汽车用电池管理系统技术条件GB/T40032—2021电动汽车换电安全要求3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。装备有驾驶自动化系统和专用自动控制配套装置,具有无驾驶舱的结构特征,用于配送、运输、零售、巡逻、清扫等特定场景的专用作业车辆。3.2线控底盘chassis-by-wire由线控驱动系统、线控制动系统、线控转向系统等多个系统组成的以电信号控制的形式,经操纵装置或驾驶自动化系统操控驾驶,有一定承载能力的底盘。2GB/T43947—2024注:操纵装置包括人工操纵装置和远程驾驶系统,人工操纵装置指具有锁止和解锁功能的遥控器。3.3线控驱动系统drive-by-wiresystem使用电子线路和通信传输等线控技术,接收驾驶自动化系统或操纵装置指令,对低速线控底盘进行驱动控制的系统。3.4线控制动系统brake-by-wiresystem使用电子线路和通信传输等线控技术,接收驾驶自动化系统或操纵装置指令,对低速线控底盘进行制动控制的系统。3.5线控转向系统steer-by-wiresystem使用电子线路和通信传输等线控技术,接收驾驶自动化系统或操纵装置指令,对低速线控底盘进行转向控制的系统。3.6响应时间responsetime从驾驶自动化系统或操纵装置发出指令的时刻,与执行器响应指令开始执行且实际值开始产生变化的时刻之间的差值。3.7线控驱动系统/线控制动系统/线控转向系统执行相应动作过程中实际值与目标值的最大差值。3.8稳态误差steady-stateerror线控驱动系统/线控制动系统/线控转向系统执行相应动作过程中期望的目标值与实际的稳态输出量的差值。3.9用于人为或自动触发,使线控底盘立即停车并保持静止状态,直至复位的控制装置。事件数据记录系统eventdatarecordersystem;EDR由一个或多个模块构成,具有监测、采集并记录各类事件发生前、发生时和发生后车辆数据功能的装置或系统。[来源:GB39732—2020,3.2,有修改]最高车速maximumdrivingspeed搭载线控底盘的车辆在其设计运行条件下能够运行的最高速度。最高车速估计值estimatedmaximumspeed生产底盘的制造商提出估算的线控底盘在其设计运行条件下能够运行的最高速度。空载noload在底盘能够正常行使的情况下,除必须安装的设备外,无任何外加结构的状态。3GB/T43947—2024注:设备包括底盘框架、驱动系统、行使系统、转向系统和制动系统。满载fullload根据应用场景,在底盘空载基础上加装其他结构,并装满货物时的总质量。注:装载总质量不大于底盘最大允许总质量。在线升级over-the-air;OTA通过无线方式进行数据传输的远程软件升级,能够使车辆实现现有功能的优化或增加新功能。4一般要求4.1设计及制造要求4.1.1低速线控底盘的设计、制造应保证其安全运行。在按产品使用说明书正常操作和维护保养时不应存在不合理的危险。4.1.2低速线控底盘所采用的零部件应符合相应国家标准的规定,并按经规定程序批准的产品图样和技术文件制造。4.1.3低速线控底盘应在其前部至少固定或安装一个牵引装置,牵引装置应符合GB32087的技术要求。4.2急停装置4.2.1低速线控底盘应具备急停装置或急停装置驱动接口,急停装置触发的信号应能在EDR中存储或者上传到车辆平台。4.2.2急停装置应安装于醒目且便于操作的位置。4.2.3急停装置应优先于低速线控底盘的其他控制装置。4.2.4急停装置应是开/关(ON/OFF)类或自动复位类的装置。4.2.5急停装置应采用人工复位或远程操控自动复位。4.2.6紧急停车输出信号在撤除低速线控底盘动力后应一直有效。4.3碰撞保护低速线控底盘应支持安装碰撞保护装置,在碰撞障碍物时应能紧急制动,其触发力应不大于50N。经人工确认,应采用手动或远程解除急停状态。在整个碰撞的前后过程,相关的碰撞信息应能在EDR中存储或者上传至车辆平台。4.4操纵装置4.4.1低速线控底盘使用人工操纵装置时,其遥控距离应不大于50m,若超出50m,人工操纵装置应发出报警信号。操纵指令从发出到底盘开始执行相应操作,响应时间应不超过100ms;操纵指令丢失时,低速线控底盘应能立即停车并保持静态驻车。4.4.2当低速线控底盘处于“可行驶模式”,且遥控器超过1min未操作情况下,遥控器应解锁后才能正常操纵低速线控底盘。4.4.3低速线控底盘超出远程驾驶系统的规划控制范围后,远程驾驶系统应发出报警信号,低速线控底盘应能立即停车并保持静态驻车。4.5防水等级及触电保护4.5.1低速线控底盘中构成危险因素的电气部件应具有固定的防护罩和外壳,在正常运行期间或停驶4GB/T43947—2024期间,应采用工具才能卸下或打开。4.5.2按GB18384—2020中规定的B级电压,零部件防水等级要求依据整车满载时的安装区域而定,各区域内部件防护等级应满足GB/T4208相关规定,具体要求如下:a)电池及电气舱,防护等级不低于IPX3;b)低速线控底盘下方有遮挡的高压部件,防护等级不低于IPX4;c)低速线控底盘下方无遮挡的高压部件,防护等级不低于IPX7。4.5.3应按照7.6的试验方法进行模拟清洗和模拟涉水试验,每次试验后,在低速线控底盘仍是潮湿的情况下,应按照GB18384—2020中6.2.1规定的试验方法进行绝缘电阻测量,绝缘电阻应满足GB18384—4.6照明及信号4.6.1照明和光信号装置4.6.1.1低速线控底盘应具备安装发出照明及光信号装置的接口。4.6.1.2关键灯具应具备自检功能,支持开关状态上传及指令控制。注:关键灯具包括前照灯、转向灯、制动灯、倒车灯、警示灯。4.6.2声音信号低速线控底盘应具备安装发出声音信号装置的接口。4.7产品使用说明书4.7.1低速线控底盘使用说明书应明确给出产品用途和适用范围,并根据产品的特点和需要给出主要的安全措施。4.7.2低速线控底盘使用说明书应对涉及安全方面的内容给出安全警示。4.7.3低速线控底盘使用说明书应包括以下使用安全及事故处理方面的内容:a)安全保护装置及注意事项;b)出现故障时的处理程序和方法;c)发生突发事件时的应急处理措施。4.7.4低速线控底盘使用说明书应包括以下保养、维修方面的内容:b)运行时的维护、保养;c)检修周期;d)正常维修程序;e)长期停用时的维护、保养。4.8标识标牌4.8.1警告性文字低速线控底盘应设置警告性文字和安全事项提醒标志,安全标志应符合GB24943的要求。4.8.2产品标牌4.8.2.1低速线控底盘应有产品标牌并可靠固定在可视位置,标牌内容包括但不限于:识别代号、生产5GB/T43947—20244.8.2.2低速线控底盘产品标牌的性能应符合GB/T25978相关要求。4.8.3底盘识别代号低速线控底盘应具有唯一的底盘识别代号、驱动电机生产序列号、动力电池生产序列号,内容和构成应满足GB16735中的相关规定,底盘识别代号应打刻在车架外侧可见部位,且记载的特征信息不准许篡改,不准许被市场上可获取的工具读取。5通用技术要求5.1通过性要求5.1.1低速线控底盘应按照设计要求通过某些特定地形(如垂直障碍物、水平壕沟、涉水池等)。5.1.2低速线控底盘在非加速工况下,无论空载或负载状态,均应按照7.4的方法进行试验,低速线控底盘能够匀速通过高度5cm、宽度30cm的减速带。5.2直线行驶稳定性低速线控底盘应按7.2的方法进行试验,侧向跑偏距离小于2m。5.3环境适应性要求5.3.1低速线控底盘在表1给出的环境条件下使用、运输和贮存时应保持正常。5.3.2需在特殊环境工作的低速线控底盘,其环境条件由用户另行规定。表1低速线控底盘工作条件和贮存条件环境条件工作条件贮存条件环境温度-20℃~55℃-25℃~55℃相对湿度≤50%(40℃),≤90%(20℃)≤95%(40℃)大气压力86kPa~106kPa5.4功能安全基本要求5.4.1低速线控底盘各安全相关系统的功能设计应满足以下总体要求。a)具备相应的文件来说明底盘的功能概念、内外部接口、潜在的失效风险及安全措施,提供功能描述清单。b)证明底盘设计时已进行安全分析以识别潜在失效来源,并应用于相关领域的工程实践中。c)为支持验证措施,说明如何对底盘正常运行和失效模式下的工作状态进行检查。d)定义底盘相关项的范围,明确属于相关项中的系统和要素,并识别与其存在交互关系的外部系统或要素。提供示意图(模块图)说明相关项的架构及内外部接口,在示意图中以序号标明相关项组件、外部接口系统、内外部接口通道,并提供明细清单(包括硬件和软件的版本号),说明各组件、系统和接口的功能。5.4.2低速线控底盘的安全相关系统应根据应用场景进行功能安全风险分析,风险分析如下:a)结合安全相关系统的全部核心功能对危险事件发生的可能性进行分析;b)根据危险事件发生的潜在风险给出功能安全完整性等级评价;c)涵盖非故障条件下的安全风险;6GB/T43947—2024d)底盘与车辆其他系统的交互;e)以智能线控底盘系统为相关项开展典型危害的危害分析和风险评估(HARA),并确定危害事件的汽车安全完整性等级(ASIL)等级,根据安全相关系统的风险等级制定相应的安全目标。5.4.3低速线控底盘各安全相关系统的功能设计应满足以下安全目标:a)在其设计运行范围内安全且合理地执行全部动态驾驶任务,不对交通参与者造成不合理的安全风险,并确保遵守交通规则;行,底盘相关危害的功能安全要求至少包含表2中列出的要求。表2底盘电子电气系统相关危害的安全要求序号危害安全目标1非预期的侧向运动底盘非预期的侧向运动应满足其非预期侧向运动的安全度量2非预期地失去侧向运动控制应确保驾驶自动化系统/操纵装置对底盘侧向运动的控制能力,相应的操纵力应满足非预期失去侧向运动控制的安全度量3非预期的纵向运动底盘非预期的纵向运动应满足其非预期纵向运动的安全度量4非预期地失去纵向运动控制应确保驾驶自动化系统/操纵装置对底盘纵向运动的控制能力,相应的操纵力应满足非预期失去纵向运动控制的安全度量5.4.4线控底盘的安全相关系统应根据功能安全分析的结果执行相应的验证措施,验证措施如下:a)执行非故障状态下的功能试验,作为确定系统正常运行的方法;b)通过向底盘组件施加相应的信号来模拟组件内部故障的影响,以检查底盘在单个组件失效时的反应;c)保留功能安全风险分析及相应的功能安全验证措施的文档记录。5.4.5线控底盘在运行过程中,各安全相关系统应能通过控制器局域网总线(CAN)网络或无线网络实时上传运行状态信息:a)运行模式信息;b)传感器、灯光等非运动执行部件功能是否正常,及故障信息;c)转向系统、驱动系统、电池系统、制动系统等部件状态及故障信息。5.5信息安全要求5.5.1低速线控底盘应具备保障电子系统、组件和功能免受网络威胁的技术措施,具备身份验证、数据加密安全管理,确保数据采集、处理、交换等信息不被非法获取和篡改。5.5.2低速线控底盘若具备软件升级功能,应保障数据升级的安全性及可靠性。5.5.3低速线控底盘应配备能记录碰撞等特定事故发生时的底盘行驶速度、制动状态等数据的EDR。5.6电磁兼容性能要求低速线控底盘电磁兼容要求和试验方法应符合GB34660和GB/T18387的规定。5.7故障处理要求5.7.1低速线控底盘应能对故障分级处理,至少包含警告、限功率(限速)、停车的功能处理。5.7.2低速线控底盘故障修复后,应能支持复位相关的操作以解除行车限制。对于会导致低速线控底盘无法自动行进的故障,如该类故障对底盘控制器影响较小且无法在第一时间修复时,应提供对应的故7GB/T43947—2024障旁路功能,以便对其进行临时性维护和挪车处理。5.8电源和电气系统5.8.1基本电性能5.8.1.1低速线控底盘的动力蓄电池电池包或系统安全要求应符合GB38031的相关要求,其电性能应符合GB/T31486的相关要求,充电接口应符合GB/T20234.1的相关要求。5.8.1.2低速线控底盘若采用换电方式,应按照GB/T40032—2021中4.2.1的要求运行15000km,且按照GB/T40032—2021中4.2.2的要求进行卡扣式换电操作5000次和螺栓式换电操作1500次后,再按照GB/T40032—2021中4.2.3的要求进行模拟清洗/涉水试验;试验结束后,不应出现如下失效模式:a)因接口和机构问题无法换电;b)接口和机构因换电损坏;c)车体变形/电池箱松动;d)换电机构零件松动或脱落;e)密封损坏或漏水漏液;f)接口和机构在行车中出现故障。5.8.1.3低速线控底盘涉及CAN通信的线路应符合GB/T36048中CAN总线物理层技术的相关要求。5.8.2电池管理低速线控底盘的电池管理应满足GB/T38661—2020中5.3的相关要求。5.8.3电压报警为确保控制系统工作正常,当供电系统电压不符合工作电压要求时,低速线控底盘应采集该信息并上传控制系统。5.9通信与接口5.9.1通信接口低速线控底盘应配置开放的API接口和CAN通信接口。5.9.2通信协议低速线控底盘应配置与驾驶自动化系统或其他操纵装置通信的标准化协议与接口,支持CAN2.0A和CAN2.0B通信协议。5.9.3通信协议内容低速线控底盘通信协议应能确保底盘与驾驶自动化系统或其他操纵装置实现通信,低速线控底盘通信协议应至少定义以下信息:a)基本信息:挡位、荷电状态(SOC)、故障信息、车速、轮速、纵向加速度(如配备)、侧向加速度(如配备)、横摆角速度(如配备)、胎压、里程;b)底盘运行状态:就绪或者未就绪状态;c)控制模式:遥控、自动驾驶、无控制;d)自动驾驶接管请求信息;8GB/T43947—2024e)驱动信息:电机转速、电机扭矩;f)制动信息:制动扭矩或制动压力、开度指令、反馈的制动扭矩或制动压力、制动开度实际值、驻车指令、驻车状态值、冗余制动状态(如配备);g)转向信息:目标转向角度、当前转向角度、轮端转角(如配备)、转向扭矩值、电机转速、电机电流、转向系统故障状态。5.9.4诊断接口低速线控底盘应配置相应的故障诊断接口,其接口定义应满足GB/T34589的相关要求。5.9.5在线升级(OTA)功能如果低速线控底盘具备OTA功能,应在非工作状态下支持后台OTA。进行OTA时低速线控底盘端和云端服务器之间应采用双向认证机制,升级包的数据传输应采取加密措施,在升级不成功的情况下,应自动回溯到前一版本。OTA过程,在云端应有详细的日志记录,在低速线控底盘端应有详细的版本信息。6线控系统要求6.1线控驱动系统6.1.1动力性能低速线控底盘动力性能应满足以下要求:a)最高车速按照GB/T18385规定的试验方法进行30min最高车速试验,低速线控底盘速度符合30min最高车速估计值±5%的要求,如果试验中低速线控底盘速度达不到30min最高车速估计值的95%,试验重做;b)低速线控底盘加速性能应满足应用场景的需求。6.1.2驱动控制方式低速线控底盘驱动系统应具备油门、扭矩、加速度、速度控制中的一种及以上控制方式。6.1.3驱动控制接口低速线控底盘驱动系统控制接口应满足以下要求:a)当使用油门控制接口时,低速线控底盘响应目标油门开度值;b)当使用扭矩控制接口时,低速线控底盘响应目标扭矩值;c)当使用加速度控制接口时,低速线控底盘响应目标加速度值;d)当使用速度控制接口时,低速线控底盘响应目标车速值。6.1.4驱动控制响应能力低速线控底盘驱动系统响应能力应满足以下要求:a)当使用油门控制方式时,0%~100%油门开度阶跃响应时间不大于100ms,最大超调量不大于10%,稳态误差不大于5%;b)当使用扭矩控制方式时,扭矩阶跃响应时间不大于200ms,最大超调量不大于10%,稳态误差不大于5%;c)当使用加速度控制方式时,加速度阶跃响应时间不大于250ms,最大超调量不大于10%,稳态9GB/T43947—2024误差不大于5%;d)当使用速度控制方式时,速度阶跃响应时间不大于300ms,最大超调量不大于10%或1km/h,稳态误差不大于5%或0.5km/h。6.1.5爬坡能力低速线控底盘驱动系统爬坡能力应满足以下要求:a)满载时,其爬坡度应不小于20%,爬坡过程中车辆不发生停车或者后溜现象;b)满载时,满足20%坡道起步功能。6.2线控制动系统6.2.1总体要求低速线控底盘应具备满足性能要求的行车制动系统和驻车制动系统,低速线控底盘制动时应不发生跑偏、侧滑以及失去转向。6.2.2行车制动低速线控底盘在符合表3规定的条件下按照7.3试验方法进行行车制动道路试验,其性能应满足公式(1)的要求:S≤0.1×v0+0.006×v02…………(1)式中:S—制动距离,单位为米(m);v0—制动初始速度,单位为千米每小时(km/h)。表3低速线控底盘行车制动试验条件车宽m试验通道最小宽度m<2.52.5≥2.5车宽+0.56.2.3驻车制动6.2.3.1低速线控底盘的驻车制动装置应能保证搭载了该底盘的车辆,在空载/满载状态下,在轮胎与路面间的附着系数不小于0.7、坡度20%的坡道上(正、反两个方向)能保持固定不动,时长不少于5min。6.2.3.2低速线控底盘的驻车制动应具有工作状态反馈功能和驻车制动信号接口。6.2.4制动接口6.2.4.1低速线控底盘应提供制动压力或减速度控制接口,以支持不同载荷下制动系统的闭环控制。6.2.4.2低速线控底盘制动接口应满足以下要求:a)当使用制动压力接口时,能响应并跟随目标制动压力要求;b)当使用减速度接口时,能响应并跟随目标减速度要求;c)配置加速度传感器或底盘能发出轮速信号。10GB/T43947—20246.2.5制动响应能力低速线控底盘制动响应能力应满足以下要求:a)当使用制动压力控制方式时,制动阶跃响应时间不大于200ms,超调量不大于±0.3MPa或±10%;b)当使用减速度控制方式时,减速度控制阶跃响应时间不大于250ms,超调量不大于±0.5m/s2或±10%。6.3线控转向系统6.3.1总体要求低速线控底盘转向系统应满足以下要求:a)支持转角闭环或位置闭环控制功能;b)在平坦、干燥和清洁的道路上正常行驶,如没有转向指令时转向系统不发生轻飘、摆振、抖动及跑偏现象;c)左转车轮最大转角与右转车轮最大转角的对称性大于95%;d)提供转向机构转角信号或位置信号、转向电机转速信号;e)具备转向系统异常检测机制,在检测到转向系统故障时在100ms内执行安全措施,并能够上报对应的故障码;f)设计时使低速线控底盘自身具有一些弱的不足转向性,以提高行驶安全性。6.3.2线控转向响应能力低速线控底盘线控转向系统响应能力应满足以下要求:a)轮端角度响应分辨率不大于0.3°;b)转向系统响应时间不大于200ms;c)整车空载静止状态下,当轮端目标角度从0°转向到±25°时,在目标转角20%~80%区域内转向角速度不低于15(°)/s,最大超调量不大于1°,稳态误差不大于0.6°。7试验方法7.1试验场地要求除特指外,所有试验应在平坦、硬实、干燥和清洁的水泥或沥青道路上实施,附着系数不小于0.7,风速不大于3m/s。7.2直线行驶稳定性试验被测低速线控底盘在空载条件下以速度(v)为5km/h±1km/h,匀速行驶100m,到达终点后停