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奇瑞汽車:純電底盤模塊化架構開發

  • 2023-11-24 14:22:06
  • 來源:蓋世直播

隨著中國汽車工業崛起及新能源時代的發展,中國汽車正在從跟隨者轉變為引領者。中汽協數據顯示,今年1-9月,國內自主品牌乘用車銷量達989.5萬輛,同比增長21.2%,市場份額占比達到54.6%;上半年中國新能源乘用車已占世界新能源車的60%;新能源國內滲透率全面突破30%。在此背景下,底盤也正從傳統的燃油底盤,油改電底盤,向電動底盤發展。

為什么純電整車需要專屬底盤?2023年11月17日,在第三屆汽車智能底盤大會上,陶薛磊表示,相對傳統燃油汽車,純電汽車底盤在物理架構、用戶需求、性能特點等方面存在較大差異。同時,電動化專屬底盤架構具備更大的電池安裝空間,可以降低能耗,帶來更好的用戶體驗。對此,奇瑞進行了純電底盤架構開發的探索。同時,奇瑞也規劃了電動智能底盤平臺的后續方向,主要分為三個階段:第一階段是奇瑞柔性可拓展的底盤平臺;第二階段正在研發中,是區域集成底盤平臺,通過前中后三個區域集成,提高架構的集成度;第三階段是一體化輪邊模塊底盤平臺,可以實現四輪全獨立控制,多域融合。

奇瑞汽車:純電底盤模塊化架構開發

 陶薛磊 | 奇瑞汽車股份有限公司底盤平臺開發部部長

以下為演講內容整理:

隨著中國汽車工業的崛起以及新能源時代的發展,中國汽車正從跟隨者轉變成引領者。2023年1-9月份國內自主品牌乘用車的銷量已經達到989.5萬輛,同比增長21.2%,市場份額達54.6%,已經超過一半的市場份額。上半年中國新能源乘用車已經占世界新能源車銷量的60%,新能源國內滲透率全面突破30%。在新能源汽車中,純電占比達69,未來純電車型市場前景十分廣闊。汽車產業在國家雙碳戰略目標和國際政策的驅動下進行綠色轉型,新能源汽車將有更廣闊的前景,純電汽車是雙碳戰略實現的一個重要支撐。

2020年9月,中國提出了在2030年前完成碳達峰,2060年前完成碳中和的目標,汽車產業是低碳轉型的布局重點。2023年6月召開的國務院常務會議指出,要鞏固和擴大新能源汽車發展優勢,加強底盤架構、動力電池系統、智能駕駛體系等重點領域關鍵核心技術攻關。 

奇瑞汽車:純電底盤模塊化架構開發

圖源:演講嘉賓素材

新能源底盤由傳統底盤發展而來。傳統底盤主要圍繞傳統的動力總成、發動機、變速箱和其他附件進行基礎設計,我們在20多年的積累中自主開發了一些優秀的平臺,其中星途汽車上的飛魚超感底盤在今年斬獲了“十佳底盤”的稱號。

隨著新能源技術的發展,開始出現大量適應三電的油改電底盤,該類底盤沒有圍繞三電的核心技術進行開發,有大量不足之處。目前市場上出現了大量圍繞三電,電機、電池、電控開發的底盤平臺和純電專用底盤平臺,朝著智能化、集成化、線控化、多域融合的方向發展,并實現了柔性可拓展。

純電專屬底盤的必要性

基于純電車的特點,傳統燃油車底盤并不適用,因此需要純電的專屬底盤。首先,在物理架構上,傳統的燃油架構圍繞核心發動機設計,而純電架構則主要考慮電池和電機的布局,對于物理架構的影響較大。二是在用戶需求上,純電車型的續航焦慮一直是客戶痛點。三是在性能上,純電車型加速比燃油車更快,百公里加速時間輕松超過燃油車,甚至可以超過燃油超跑的水平。在NVH上,由于沒有了發動機這個最大的噪聲源,對整個車輛的NVH要求更高。

在物理架構中,純電車的電機架構尺寸遠小于傳統燃油車,可以獲得更大車輪轉角,進而減小整車轉彎直徑。在電池布置方面,需要采用緊湊的底盤設計,以提供更多電池空間,提升續航能力。因此底盤架構設計上多采用轉向機前置、控制臂前置和無拖曳臂設計,以釋放X箱空間。

用戶對續航歷程的需求是電車最大的需求之一。在電車上增加續航有兩個方法,一是開源,增加電池電量,但是會增加相應成本,重量也會大幅增加。二是降低能耗,可以在提升續航的同時降低成本,因此降低能耗是一個重要工作,我們目前主要有低損耗和低阻力兩個方向。低損耗層面需要有更高效率的能量回收,底盤需要做進一步的輕量化設計。低阻力層面需要更低的輪胎滾阻,降低制動系統的拖滯。

在性能上,電機具有扭矩響應快、扭矩大的特點。發動機和電機的扭矩特點的差異使得電動機起步加速非常快,對底盤架構提出了更高要求。此外,電機運轉的振動和噪聲相對發動機小很多,對底盤其他系統的NVH要求更高。底盤轉向系統、制動系統在工作中會有電機的聲音、摩擦的聲音、電磁閥的聲音等,對這些聲音的凸顯更加明顯,給行業帶來了更大挑戰。因此純電專屬底盤平臺是新能源發展的必然趨勢。 

奇瑞汽車:純電底盤模塊化架構開發

圖源:演講嘉賓素材

奇瑞純電底盤架構開發介紹

我們的開發思路是圍繞客戶需求和用戶體驗極進行底盤開發。隨著社會的發展,客戶對于車輛的需求不僅僅是代步工具,還希望車輛有更好的駕乘體驗及科技體驗。我們需要在線控底盤和安全的基礎上增加魅力屬性,以此提升客戶滿意度。 

奇瑞汽車:純電底盤模塊化架構開發

圖源:演講嘉賓素材

基于此,我們開發純電平臺有兩方面,一是做電動化的專屬平臺需要有更大的電池安全空間,二是要把底盤做到極致的低能耗。我們在緊湊型的架構上采用了控制臂和轉向機前置方案,最大化提供電池安裝空間。

在降低能耗方面,我們采用了大量鋁材進行輕量化,不僅有純平的底盤,還在控制臂上加入導流板降低風阻。我們的空氣動力學輪網能夠降低風阻14個counts,用戶體驗上搭載了自適應的空氣懸架和電控減振器,為底盤進一步提升舒適性打下基礎。我們的底盤還具有自動識別高速公路、智能預瞄等功能。在安全層面,支持轉向和制動冗余設計,以支持高級別的自動駕駛。

純電平臺采用了前虛擬雙叉臂、后五連桿懸架系統,這套組合達到了物理機構運動解耦的極限,能更好平衡舒適操控性能,扭矩轉向能力提升24%,更加適用于電動車大扭矩的特性。二是采用了自適應的IAS空氣懸架和CDC電磁減振器系統,車身高度可調最大可達100mm,配合攝像頭和激光雷達可以自動識別高速公路,智能預瞄。基礎制動層面,我們采用了最高6活塞的固定卡鉗,有效制動面積大,制動響應更快更穩。此外,純電車型具備能量回收的特點,制動系統工作量降低,制動盤容易生銹,因此我們采用了FNC的制動盤,避免生銹。我們的五連桿后懸架支持后輪轉向,在平臺上轉彎直徑能夠減少1米,高速穩定性提高20%。結構件大量采用鋁合金設計,后車架和轉向節采用鑄造的鋁合金,重量降低20%。

我們在開發初期充分考慮了平臺拓展性。未來我們會在新的純電平臺上衍生出許多車型,可以支持轎車、SUV、SPV等多種車型,在模塊基礎不變的前提下,通過較小調整實現輪距、軸距的變化,高度變化靈活適配各種車型。在配置拓展上,可以自由選擇高低配置滿足不同價位車型需求,這些變化不需要改動平臺模塊的基礎架構。平臺性能拓展能力主要得益于強大的底盤基礎架構,通過對硬件的調教調校和軟件參數的標定,平臺車型的性能風格可在極致運動與極致舒適之間變化,均能達到行業領先水平。

目前搭載最新純電底盤架構的車型即將上市,包括中大型轎車星紀元ES、中大型SUV星紀元ET。

展望未來

要實現產品型譜的拓展和智能化的搭載與支持,開發拓展性更高、集成化更高的底盤架構將是未來的必由之路。我們對電動智能底盤平臺的發展方向進行了規劃,主要分為三個階段。第一階段是前文所介紹的奇瑞柔性可拓展底盤平臺,星紀元車型主要搭載該平臺。

第二階段是區域集成底盤平臺,我們計劃通過前、中、后三個區域模塊集成,采用標準化接口提升模塊集成度和通用化,使其可以靈活調整輪距和軸距的拓展。線控方面實現線控轉向、線控制動、智能懸架等全線控底盤,可以支持奇瑞可插拔的EEA6.0。

奇瑞汽車:純電底盤模塊化架構開發

圖源:演講嘉賓素材

該架構是基于以太網高冗余的安全架構,支持全站景的V2X智能網聯,支持高度駕駛的最新EEA架構。中部區域主要提高電池和底盤集成度,采用CTC架構,增加電量。動力方面支持奇瑞自研的矢量雙電機,支持奇瑞自研的底盤全域CIC域控,實現XYZ一體化的協同控制。

第三階段是奇瑞一體化輪邊模塊底盤。主要通過一體化輪邊模塊集成,實現驅動轉向懸架制動全部集成于輪邊,最大化實現集成化、模塊化,極大節約內部空間。同時可以實現輪距軸距的自由擴展,在線控方面將實現四輪獨立控制,實現更多底盤功能。在該階段,奇瑞的全域CIC將更加強大,實現底盤域、動力域、智駕域、云平臺多域融合,真正實現一體化控制。

奇瑞汽車:純電底盤模塊化架構開發
 圖源:演講嘉賓素材

CIC技術是我們在智能底盤這個賽道上的重要支撐之一。該技術計劃由奇瑞全棧自研,基于多達16個自由度,多傳感器融合信號整車姿態的估算,執行策略的仲裁,實現軟件定義底盤和底盤協調控制,主要分三個階段:

第一階段是底盤的部分域控。CIC_1.0將分布式控制器,EPB、CDC、ISU、AWD等功能上移,實現直線加速、制動俯仰、直線加速等場景的自適應控制。第二階段是底盤全域控的CIC_2.0。底盤全域控會把功能都上移,對橫、縱、垂三個方向進行一體化控制,實現十三個場景的協同控制,增加緊急避障,原地掉頭等功能。第三階段是多域融合的CIC_3.0,底盤域和自動駕駛、動力域、智艙域多域融合,實現全場景的智能協同控制,給客戶帶來更多創新駕駛體驗。

(以上內容來自奇瑞汽車股份有限公司底盤平臺開發部部長陶薛磊于2023年11月16日-17日在第三屆汽車智能底盤大會發表的《純電底盤模塊化架構開發》主題演講。)

(管理員)



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