每天資訊技術博覽|滑板底盤從概念到現實,今後將如何發展?

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技術博覽|滑板底盤從概念到現實,今後將如何發展?

目前,在乘用車領域,絕大多數車型都採用承載式車身(Monocoque)。得益於材料強度的進一步提升和製造工藝的不斷變革,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,承載式車身並不能一統天下,隨著汽車向電動汽車進化,一種新的底盤型式正在悄然興起。

這便是滑板底盤(Skateboard Chassis)。

可以說,電動汽車逐步取代內燃機汽車,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。

但是這種變革並不能一蹴而就。目前對於這種新的底盤型式,批評的聲音也不絕於耳。有人認為,傳統車企對於底盤技術的打磨歷經好幾十年,專利的取得和製造工藝改進都耗費了大量資源。如今智慧電動車將在底盤技術上全盤否定以前的技術,這將是得不償失的,也不利於企業攤薄研發成本。

還有就是車身強度,操控性和舒適性等問題都需要工程師們進一步最佳化。

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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,滑板底盤是未來新能源技術的發展趨勢。基於滑板底盤,車型開發週期可以非常短,花樣可以無限多,個性化非常強,這會給汽車的設計製造帶來一場革命。

滑板底盤的先驅

滑板底盤,是將電池、電動傳動系統、懸架、剎車等幾乎所有與行駛相關的軟硬體,全都整合在像滑板一樣的底盤上。

滑板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,由此揭開了滑板底盤的發展序幕。

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通用AUTOnomy概念車

該車將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,將汽車的動力和作業系統全部壓縮在6英寸厚的底盤內。消費者可以根據各自需要購買多種車身或內飾。隨後便再和同一底盤搭配。

要知道,傳統車的油門、剎車和轉向系統都是透過機械結構來傳遞指令的,線控技術捨棄掉了這些複雜的機械結構,用電訊號替代,大大提升了車輛底盤的整合度和平整度。

由此,機械和液壓的傳導方式被電訊號取代。

滑板底盤的優勢

先把滑板車身的四大特點丟擲來:

整車核心控制模組均整合在了底盤上;

滑板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,更侵佔了乘員艙的位置。如果是後驅車,長長的傳動軸還要“霸佔”中央通道。如果採用了滑板底盤的車型,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透過介面來實現的,不再受傳統的機械結構限制。滑板底盤的出現,讓車體和座艙的設計可以更加天馬行空,大大擴充套件了設計師的發揮餘地。這樣一來便可成就非凡的未來汽車。

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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,製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。滑板底盤的出現,改變了遊戲規則,設計與製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“滑板平臺”這一理念開發自己的純電動車平臺。

雖然有些傳統車企沒有像初創企業那樣,明確定義該平臺就是滑板底盤,但是他們的純電動汽車平臺都可歸為滑板底盤範疇。

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業內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年破產重組。之前提出滑板底盤的工程師們陸續離開通用,一些骨幹隨後入職特斯拉。這些技術大咖進行了大量的實踐和改進,隨後特斯拉Model S就採用了滑板底盤的正規化設計,只是沒有實現上下車體的分離開發。

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RIVIAN R1T

懷揣技術夢想的“滑板底盤派”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。

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RIVIAN滑板底盤

RIVIAN的滑板底盤的設計中,電池在前後軸之間。驅動系統則採用4輪電機形式。在此底盤基礎上開發的R1T車型採用了不等長的懸掛結構,前懸掛為雙叉骨懸掛,後懸掛為多連桿懸掛。此外還具備動態側傾控制和自適應減振功能。此外,滑板底盤還可根據路況自行調節底盤引數。

最近,蘋果公司或將收購CANOO的猜測鬧得沸沸揚揚。這家汽車初創公司的底盤技術也採用了滑板底盤的構想。

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開發中的CANOO車型

該滑板整合了線控轉向平臺、橫向複合板簧懸架系統、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。

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CANOO滑板底盤上的實驗車

與此同時,CANOO滑板底盤還支援雙電機、前電機或後電機配置,並且能夠透過雙電機實現高達 500 馬力和超過 480公里的續航里程。

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%,並針對城市駕駛環境進行了最佳化。

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Ulrich Kranz

此外,CANOO的前執行長 Ulrich Kranz,現在也是蘋果汽車專案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著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)應用於量產車型的落地方面可是無人能敵。

德國人也不甘示弱。大眾汽車集團的MEB平臺便是眾多滑板底盤概念的應用之一。這個平臺相較於燃油車MQB平臺相比,去除了前置發動機、前輪驅動等佈局,把電池以及電機放入底盤架構中,透過電池的佈局,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,所有該平臺車型,只配備了一套動力系統,高度整合化。

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大眾汽車MEB平臺

好處顯而易見。電池位置在前後軸之間,並融入底盤。軸距比傳統燃油車更長,這樣可一箭雙鵰:更多的電池裝載量和更大的空間設計可能性。既提高了續航里程又增加了車內空間。此外,高度模組化生產,批次成本效益顯著。在可延展性上,驅動機構確定後,車輛底盤可以根據不同車型需求來擴充套件電池容量、軸距等,能有效縮短設計與研發時間。

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植根於MEB平臺的大眾ID。4車型

據悉,大眾未來還將推出SSP平臺(可擴充套件系統平臺)和三一計劃(全新架構,自動駕駛,全新生產方式),首臺該平臺車型將於2026年亮相。

最後還要提一下,現代E-GMP平臺也是滑板底盤概念的應用之一,在這裡就不贅述了。

對於第三方創業公司的路徑,目前我們看到一眾初創公司如Arrival、REE;國內的悠跑科技、PIX Moving等都已進入此賽道,意欲一決高下。今後,關於滑板平臺的商業版圖還將不斷演進中。