目前,在乘用車領域,絕大多數車型都采用承載式車身(Monocoque)。得益于材料強度的進一步提升和制造工藝的不斷變革,近年來,有相當的越野車也從原來的非承載車身(帶梯形大梁)向承載車身進化。
傳統VS.變革
誠然,承載式車身并不能一統天下,随着汽車向電動汽車進化,一種新的底盤型式正在悄然興起。這便是滑闆底盤(Skateboard Chassis)。可以說,電動汽車逐步取代内燃機汽車,不僅是動力系統的變化,在車身結構領域,也形成了一種變革的力量。
但是這種變革并不能一蹴而就。目前對于這種新的底盤型式,批評的聲音也不絕于耳。有人認為,傳統車企對于底盤技術的打磨曆經好幾十年,專利的取得和制造工藝改進都耗費了大量資源。如今智能電動車将在底盤技術上全盤否定以前的技術,這将是得不償失的,也不利于企業攤薄研發成本。
還有就是車身強度,操控性和舒适性等問題都需要工程師們進一步優化。
歐陽明高
不過,在2021年底舉行的“中國電動汽車百人會2021年度媒體溝通會”上,中國科學院院士、清華大學車輛與運載學院教授、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高表示,滑闆底盤是未來新能源技術的發展趨勢。基于滑闆底盤,車型開發周期可以非常短,花樣可以無限多,個性化非常強,這會給汽車的設計制造帶來一場革命。
滑闆底盤的先驅
滑闆底盤,是将電池、電動傳動系統、懸架、刹車等幾乎所有與行駛相關的軟硬件,全都集成在像滑闆一樣的底盤上。
滑闆底盤已經面世十年了,先驅便是通用汽車。2002年的北美國際車展,通用汽車推出了一款氫燃料電池AUTOnomy概念車,由此揭開了滑闆底盤的發展序幕。
通用AUTOnomy概念車
該車将全新燃料電池驅動系統與線控技術相結合。也就是說,汽車的操控系統、制動系統和其他車載系統使用線控技術,将汽車的動力和操作系統全部壓縮在6英寸厚的底盤内。消費者可以根據各自需要購買多種車身或内飾。随後便再和同一底盤搭配。
要知道,傳統車的油門、刹車和轉向系統都是通過機械結構來傳遞指令的,線控技術舍棄掉了這些複雜的機械結構,用電信号替代,大大提升了車輛底盤的集成度和平整度。
由此,機械和液壓的傳導方式被電信号取代。
滑闆底盤的優勢
先把滑闆車身的四大特點抛出來:整車核心控制模塊均集成在了底盤上;滑闆底盤可以讓車實現上下車體分離解耦;整車實現全線控和上車體可以根據需求更換。
我們知道,傳統汽車必須為發動機預留位置。發動機匹配變速箱,更侵占了乘員艙的位置。如果是後驅車,長長的傳動軸還要“霸占”中央通道。如果采用了滑闆底盤的車型,乘坐空間可以得到極大釋放。因為上車體的乘員艙跟下車體的所有控制都是通過接口來實現的,不再受傳統的機械結構限制。滑闆底盤的出現,讓車體和座艙的設計可以更加天馬行空,大大擴展了設計師的發揮餘地。這樣一來便可成就非凡的未來汽車。
不僅如此,在傳統汽車的開發過程中,設計師與工程團隊可以說是“冤家”。“你設計出來,我辦不到。”,即使能辦到,制造工藝也可能存在各種問題。設計團隊和工程團隊來回扯皮便是家常便飯,經常是雙方達成妥協。滑闆底盤的出現,改變了遊戲規則,設計與制造的效率會大幅度提升。
已經得以應用
目前,各家公司都在或多或少地應用“滑闆平台”這一理念開發自己的純電動車平台。雖然有些傳統車企沒有像初創企業那樣,明确定義該平台就是滑闆底盤,但是他們的純電動汽車平台都可歸為滑闆底盤範疇。
業内現在主要存在以下幾類參與者:傳統主機廠,初創造車企業,零部件供應商。
通用雖然第一個提出這一工程概念,但是當時通用汽車的經營狀況變得非常嚴峻,最終在2009年破産重組。之前提出滑闆底盤的工程師們陸續離開通用,一些骨幹随後入職特斯拉。這些技術大咖進行了大量的實踐和改進,随後特斯拉Model S就采用了滑闆底盤的範式設計,隻是沒有實現上下車體的分離開發。
RIVIAN R1T
懷揣技術夢想的“滑闆底盤派”們,又先後來到了其他的美國初創汽車公司。最著名的當屬已經上市的RIVIAN。
RIVIAN滑闆底盤
RIVIAN的滑闆底盤的設計中,電池在前後軸之間。驅動系統則采用4輪電機形式。在此底盤基礎上開發的R1T車型采用了不等長的懸挂結構,前懸挂為雙叉骨懸挂,後懸挂為多連杆懸挂。此外還具備動态側傾控制和自适應減振功能。此外,滑闆底盤還可根據路況自行調節底盤參數。
最近,蘋果公司或将收購CANOO的猜測鬧得沸沸揚揚。這家汽車初創公司的底盤技術也采用了滑闆底盤的構想。
開發中的CANOO車型
該滑闆整合了線控轉向平台、橫向複合闆簧懸架系統、先進的全電動傳動系統、專有電池艙和電池熱管理系統 、電力電子、車輛控制、碰撞吸收結構和自動駕駛部件等。
CANOO滑闆底盤上的實驗車
與此同時,CANOO滑闆底盤還支持雙電機、前電機或後電機配置,并且能夠通過雙電機實現高達 500 馬力和超過 480公裡的續航裡程。底盤後軸驅動單元可提供最大 300 PS和 450 Nm的扭矩,前軸驅動單元提供最大 200 PS和 320Nm的扭矩。電機的效率為最高 97%,并針對城市駕駛環境進行了優化。
Ulrich Kranz
此外,CANOO的前首席執行官 Ulrich Kranz,現在也是蘋果汽車項目的高層管理人員之一。這位技術大咖在汽車界揚名立萬就是靠着他當年在寶馬成功主持開發了i3和i8。雖然這兩款車型在商業上表現一般,但是在尖端技術(碳纖維底盤)應用于量産車型的落地方面可是無人能敵。
德國人也不甘示弱。大衆汽車集團的MEB平台便是衆多滑闆底盤概念的應用之一。這個平台相較于燃油車MQB平台相比,去除了前置發動機、前輪驅動等布局,把電池以及電機放入底盤架構中,通過電池的布局,使得前後輪載荷更加平衡,同時可以實現多種驅動方式。而且,在動力層面上,所有該平台車型,隻配備了一套動力系統,高度集成化。
大衆汽車MEB平台
好處顯而易見。電池位置在前後軸之間,并融入底盤。軸距比傳統燃油車更長,這樣可一箭雙雕:更多的電池裝載量和更大的空間設計可能性。既提高了續航裡程又增加了車内空間。此外,高度模塊化生産,批量成本效益顯著。在可延展性上,驅動機構确定後,車輛底盤可以根據不同車型需求來擴展電池容量、軸距等,能有效縮短設計與研發時間。
植根于MEB平台的大衆ID.4車型
據悉,大衆未來還将推出SSP平台(可擴展系統平台)和三一計劃(全新架構,自動駕駛,全新生産方式),首台該平台車型将于2026年亮相。最後還要提一下,現代E-GMP平台也是滑闆底盤概念的應用之一,在這裡就不贅述了。
對于第三方創業公司的路徑,目前我們看到一衆初創公司如Arrival、REE;國内的悠跑科技、PIX Moving等都已進入此賽道,意欲一決高下。今後,關于滑闆平台的商業版圖還将不斷演進中。
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