看不懂純電動汽車底盤設(shè)計,還不趕緊溫習(xí)迷你四驅(qū)車底盤奧義

首先他沒看明白上邊其實(shí)是中置引擎四驅(qū)車。不信?我拆給你看。

當(dāng)然這還不是最大的梗,顯然他還沒抓住差異核心——這根本是玩具車和真車的區(qū)別呀。

說真車這款,其實(shí)是美國技術(shù)與超級跑車制造商Karma Automotive新推出的模塊化E-Flex平臺(底盤)。作為一款以滑板式底盤為基礎(chǔ)的電動化平臺,它還設(shè)計有增程版本。喏,就是下圖這個。

滑板式底盤架構(gòu)可以將電池和動力系統(tǒng)平直的安放在底盤上。

至于玩具車,是時候祭出手中存貨了。如果喜歡迷你四驅(qū)車,會知道這是田宮2013年推出的MA底盤——新老玩手皆宜的下場四驅(qū)車底盤。

“下場車”是與“靜態(tài)車”相對的概念,前者是以比賽出成績?yōu)槟康倪M(jìn)行改裝的車,后者是以觀賞為目的進(jìn)行改裝的車。

這是一個很有趣的發(fā)現(xiàn),非汽車行業(yè)的朋友其實(shí)不太知曉現(xiàn)如今的汽車底盤變化。特別是電動汽車,冷不丁的竟然和迷你四驅(qū)車有神似,amazing!

作為玩著迷你四驅(qū)車長大的汽車人,心中使命感瞬間爆棚,今天必須好好聊。

| 迷你四驅(qū)車底盤設(shè)計的奧義

我們今天討論的迷你四驅(qū)車都是下場車。既然是以競技為目的,它的底盤設(shè)計奧義可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)。

輕量化

結(jié)構(gòu)輕量化,比如采用鏤空結(jié)構(gòu);材料輕量化,比如使用碳纖維或者工程塑料。

大家不要覺得32.9g輕,其實(shí)MA底盤算是比較厚實(shí)的底盤,像S2底盤,可以被挖掘出下面這種模式,鏤空結(jié)構(gòu)更多,也更薄。

對應(yīng)到汽車上,純電動汽車底盤結(jié)構(gòu)也有類似之處。比如材料使用比鋼更輕的鋁合金,又或者也會設(shè)計有鏤空結(jié)構(gòu)。

像特斯拉Model S的底盤架構(gòu)采用的是鋁合金材質(zhì)。

等到了Model 3身上,相比于ModelS,底盤結(jié)構(gòu)又被進(jìn)一步簡化。

底盤強(qiáng)度

因為需要在跑道中飛馳,確保車子在高速運(yùn)動中有不錯的安定性,迷你四驅(qū)車的底盤需要有足夠的強(qiáng)度。正因此,后期還會給它加裝龍頭鳳尾,比如下圖這種改裝,龍頭鳳尾飛翼護(hù)架齊上陣好不過癮。

當(dāng)然純電動汽車不會使用這么夸張的加強(qiáng)設(shè)計,但相比于傳統(tǒng)的承載式車身,出于保護(hù)電池包和高壓線束目的,它還是發(fā)生了幾處明顯變化。

第一處就是采用了強(qiáng)壯的電池包殼體,比如蔚來ES8會在電池包殼體兩側(cè)設(shè)計有防撞設(shè)計。

第二處是淡化了潰縮吸能概念。

雖整體思路仍是讓撞擊能量在乘員艙吸收一部分,然后通過梁結(jié)構(gòu)盡可能往下傳遞,但結(jié)構(gòu)會有所改變。最明顯的,為了在地板布置更大的動力電池,會減少地板橫梁和縱梁,比如比亞迪的刀片電池布置就是把這種設(shè)計放大到極致。

因為中部防撞能力減弱,經(jīng)典做法是加深前縱梁,截面高度向下加大后,前縱梁的吸能表現(xiàn)將有明顯提升。像特斯拉Model X的前縱梁就是如此,粗壯程度在燃油乘用車上幾乎見不到。

當(dāng)然這種方案有弊端,它需要在前縱梁上開孔或者開豁口來避讓半軸的運(yùn)動包絡(luò)。

又縱梁開孔后容易發(fā)生局部應(yīng)力集中,必須在開孔周圍補(bǔ)強(qiáng)處理。

當(dāng)然并不是說好的設(shè)計不會保留,比如卸力設(shè)計,蔚來ES6兩級防撞梁能比較好的引導(dǎo)車輛滑出碰撞區(qū)。帕薩特中保研測試A柱被撞爛就和此設(shè)計缺失有關(guān)。

電動汽車底盤起到了很重要的抵抗碰撞力作用,與一些油改車型相比,它的白車身其實(shí)逐漸失去了傳統(tǒng)承載式車身的特點(diǎn)(或者說重要性有所降低)。

1. 模塊化

迷你四驅(qū)車風(fēng)靡全球,離不開一代又一代青少年追捧。為什么會有這般魔力,除了競技魅力以及《四驅(qū)兄弟》動漫的加持,最重要的,還是它的入門難度很低,即便是七八歲的小朋友,也能在很短時間內(nèi)組裝一臺四驅(qū)車。

當(dāng)年田宮模型社長田宮俊作對四驅(qū)車的設(shè)計有很明確的要求——“制造可以更簡單的步驟就能完成的模型”。

馬達(dá)直接拆卸,扣上護(hù)板降低風(fēng)阻,很有造汽車的感覺了。

當(dāng)下的汽車設(shè)計思路與它不謀而合。

比如大眾MEB平臺。MEB采用模塊化設(shè)計,組裝工序更少,集成化程度更高,車身尺寸還可被縮短、伸長或進(jìn)行其他修改。

按尺寸劃分,囊括了從SUV到掀背式轎車的各種車型。

設(shè)計之間是相輔相成的,而為了要改善前艙吸能空間,又會將前艙內(nèi)零部件的高度集成,也間接推動了模塊化。

例如特斯拉將電機(jī)和逆變器集成在一起,節(jié)省了大量前艙內(nèi)空間,在保證碰撞吸能空間的同時,前艙內(nèi)還能再省出一個行李箱。

| 電動汽車底盤為什么像玩具車?未來趨勢是什么?

以上介紹了純電動汽車底盤結(jié)構(gòu)主流設(shè)計手段,但為什么它和迷你四驅(qū)車底盤有相似,這也是大家很好奇的地方。

可以從幾個方面解釋。

電動汽車的工作原理是:蓄電池→電流→電力調(diào)節(jié)器→電動機(jī)→動力傳動系統(tǒng)→驅(qū)動汽車行駛,迷你四驅(qū)車和工作原理其實(shí)很相近(只不過沒有電力調(diào)節(jié)器)。

除此外,為了獲得更大的電池布置空間和低重心,純電動汽車還采用了電池和底盤結(jié)合在一起的方式,用一個巨大的厚重的合金盤裝電池,這和迷你四驅(qū)車的意圖不謀而合。

相比之下,傳統(tǒng)汽車底盤由傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系四部分組成,工作原理差異很大。像純電動汽車可取消離合器及變速器,分別將電機(jī)布置在前后軸,傳統(tǒng)車型就無法實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)然這種變化不是一蹴而就的,電動汽車的底盤經(jīng)歷過一段發(fā)展期。

2002年,時任通用汽車公司研發(fā)副總裁的Christopher Borroni-Bird博士設(shè)計出了名為AUTO Nomy的滑板底盤概念。

他將電動汽車底盤和動力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和其它車載系統(tǒng)都通過電子控制的方式集成為一塊“滑板”。這塊“滑板”與車身的軟件也通過接口進(jìn)行聯(lián)接,堪稱完美模塊化設(shè)計。

不過在特斯拉之前,傳統(tǒng)車企的研發(fā)思路主要是在傳統(tǒng)汽車平臺上開發(fā),畢竟開發(fā)一個全新的純電平臺高風(fēng)險低回報。所以很長一段時間,電池包常放置于后排座椅下方,優(yōu)點(diǎn)是不會犧牲碰撞測試得分,缺點(diǎn)是擠占后排及后備箱空間。

特斯拉的出現(xiàn),極大推動了滑板式底盤的應(yīng)用。把高能電池全部放在乘客座椅底下,還是7000多枚小電池,這在當(dāng)時引起了很大爭議。好在他們的車身及底盤設(shè)計得當(dāng),并通過自己的BMS把電池管理做到領(lǐng)先。而這,也成為了未來趨勢。

| 總結(jié)

電動汽車的能量是通過柔性的電線傳輸,直接好處是電池及動力系統(tǒng)布置更加自由。隨著電氣化技術(shù)不斷創(chuàng)新,其底盤結(jié)構(gòu)也向著模塊化和智能化不斷發(fā)展。

當(dāng)然把純電動汽車底盤和迷你四驅(qū)車對等并不完全正確,比如迷你四驅(qū)車還保留有傳動軸以實(shí)現(xiàn)四驅(qū),帶有傳統(tǒng)汽車設(shè)計特征,但這二者的大方向是相似的。筆者也希望通過本期介紹,讓大家了解行業(yè)的前沿動態(tài),純電動汽車越來越青睞的“滑板式底盤”,相信在未來會被更多人熟知。

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