一百多年了,電動汽車底盤技術智慧化得怎麼樣了?

佚名發表於2015-12-16

【編者按】本文為小鵬汽車工程師為雷鋒網原創,轉載請註明來源和作者。

一百多年了,電動汽車底盤技術智慧化得怎麼樣了?

汽車的底盤技術發展至今,少說也有一百多年的歷史了,包括懸掛、制動、轉向、傳動在內的各項底盤子系統技術也已經非常成熟。相對於日新月異常常冒出酷炫新功能的電子技術來說,底盤技術可以說是更新比較慢的,大部分的汽車品牌在底盤方面並沒有冒出特別標新立異的結構型式來。然而,在搭載了智慧大屏和智慧主動駕駛技術的新一代電動汽車上,我們卻可以在“古老”的底盤上玩出一些“新花樣”。

1. 電控制動

目前,大部分的乘用車都採用真空助力器來提供行車制動時的助力,其結構型式大體如下圖所示,其原理簡單來說就是透過助力器內隔膜兩側的空氣壓差來提供助力。

一百多年了,電動汽車底盤技術智慧化得怎麼樣了?

傳統汽車一般都是利用發動機這個天生的動力源來實現抽真空的。然而,對於電動汽車來說,由於電機並不能作為真空源,制動的助力來源成為了一道難題。

目前的電動車較廣泛的解決方案是,仍然採用真空助力器作為助力執行機構,另外搭載電動真空泵來替代發動機作為真空的動力來源,其基本原理就是透過電能驅動葉片來抽真空。

由於電動真空泵長時間工作容易損壞其電機,因此一般只在真空度不足的時候才啟動工作。為了保證制動時有足夠的真空度,一般還會搭載一個真空罐以實現儲存真空的功能。這套解決方案存在一些缺點,例如,真空泵工作的時候會有較明顯的噪聲。另外,需搭載真空助力器、電動真空泵、真空罐等部件,佔用了機艙內的空間,也增加了重量。

於是,有人開始採用另外一種助力來源——電。

著名的汽車零部件供應商博世(Bosch)公司推出了一款電動機械助力器——iBooster。它利用電子技術,透過電動機直接驅動制動總泵實現制動。

一百多年了,電動汽車底盤技術智慧化得怎麼樣了?

一百多年了,電動汽車底盤技術智慧化得怎麼樣了?

採用電控方式來實現制動之後,帶來了很多可以智慧化控制的新功能。

當緊急情況預警系統發現前方有危險的時候,iBooster可以在120毫秒的時間內自動把制動力增加到最大值,這個反應時間要比傳統的制動系統快三倍。

傳統的真空助力器和真空泵,直接採用電動執行機構來驅動液壓制動系統,同樣適用於不依賴於真空源的新能源車輛,並且可以實現主動控制。

2. 轉向模式選擇

傳統的燃油車除了制動助力需要發動機作為動力源以外,轉向系統也常常需要發動機帶動轉向油泵來提供液壓助力。不過時至今日,燃油車應用電動助力轉向(EPS)已經非常普遍了。那麼對於電動汽車而言,採用EPS就更加理所當然了。採用具有ECU控制器的EPS後,自然會令人聯想到可以實現主動控制的轉向,亦即不需要操縱者控制方向盤,就可以讓車輛自動轉向。透過主動轉向和主動制動的結合,可以實現自動泊車、智慧輔助駕駛等功能。這些功能在傳統的燃油車上同樣能實現。然而,在搭載了智慧化的大屏之後,我們卻可以玩出點不一樣的。

方向盤不僅是司機操縱車輛最重要的部件,同時也是司機開車時感知車輛行駛路況的橋樑。一般情況下,我們既希望方向盤比較輕便,減少我們開車時的疲憊,同時又希望方向盤可以反饋一些“路感”,令我們有更真切的操縱汽車在運動的感覺。

我們知道,目前的EPS都具備隨速變化助力的功能,大體就是——

在低速情況下,轉向助力比較大,司機感覺轉向比較輕便,適應城市路況。在高速情況下,轉向助力較小,方向盤變沉,減少車輛“發飄”的感覺,適應高速路況。

在搭載了智慧化大屏之後,我們的汽車可以有更多的個性化設計。為了更好的適應不同的駕駛習慣,我們可以在EPS內設定多種轉向助力的模式,例如舒適、運動等,不同的模式對應不同的轉向助力曲線,使用者可以選擇自己喜好的轉向感覺。下圖所示就是Tesla上實現轉向模式選擇的介面,這種功能增加了汽車的個性化體驗。

一百多年了,電動汽車底盤技術智慧化得怎麼樣了?

3. 高度可控懸掛

大家是否遇到過這種情況?在一場滂沱大雨之後,路上積起了大大小小的水窪,有時候還真不敢開過去,擔心發動機進水了。這時候,不少人都會發出同樣的感慨:如果底盤能夠自由升降就好了。對於電動汽車而言,雖然電機的涉水效能要比發動機好一些,但是面對比較深的積水,還是有點擔心。

另外,在開高速的時候,如果底盤高度能略微降低,將會有效的減小風阻,並提高車身的穩定性。因此,如果能夠實現主動控制底盤懸掛高度的升降,面對上述情景都將會有所幫助。

其實,在改裝市場上,早就已經有可以實現主動控制升降的氣動懸掛了。它的基本原理大多是透過電控氣泵給氣囊避震總成充氣或放氣,以實現懸掛高度的升高或降低。不過,這種方案一般是在中控上加裝一套機械控制按鈕來實現操縱,容易破壞原車的內飾造型和內飾件。

一百多年了,電動汽車底盤技術智慧化得怎麼樣了?

搭載了智慧大屏之後,在配置上述的一套電控氣動懸掛的前提下,我們就可以將其控制功能整合在大屏上了。就如上述的Tesla大屏操縱介面所示,它的懸掛具有四級高度可調節。可以在車輛遇到積水、路肩或者行駛在高速公路上等不同路況下調整到不同的高度來應對。

總結

底盤零部件的電子控制技術加上搭載智慧大屏後的介面化操控,使得原來“死板”的底盤機械部件變得靈活、主動、個性化,既增添了汽車的駕駛樂趣,也提高了駕駛安全性。我們期待未來的智慧化電動汽車可以“玩”出更多新玩法來。

另外,可來小鵬汽車社群和小鵬汽車的攻城獅們過招探討,說不定,下一個成為小鵬汽車底盤相關係統攻城獅的就是你。

最後,給碼字的工程師發個小廣告:小鵬汽車造型2進1評審(點選可報名),2016年1月4日.廣州/2016年1月9日.上海。

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