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豪威集团推出全新TheiaCel™技术和汽车图像传感器用于LED无闪烁外

时间:2023-09-22 04:36   |  来源:网络  阅读量:9432   

不可否认,“零百加速性能”曾经是电动车和燃油豪华车赢得PK的“重要法宝”。但在电动车不断“滚滚而来”的过程中,即使“一百提速突破两秒”,也很难引起市场的尖叫和围观。

消费者的需求总是在变化,欲望也在不断升级。

随着消费升级和新能源汽车的不断开发创新,市场对基于传统燃油车底盘架构“变魔术”的电动汽车的付费意愿持续降低。基于消费者需求洞察研究“积极地”开发电动汽车是大势所趋,显然它们拥有更好的质量和性能。典型的就是特斯拉。

在其新推出的Model S Plaid上,特斯拉再次特立独行,开辟了一条底盘架构的新路。

在打破了发动机、变速箱、离合器等机械部件的限制后,特斯拉Model S Plaid采用了三电机四轮分布式电驱动的底盘布局方案,一个电机用于前桥,两个电机用于后轮轴。电动机的总功率为750kW,最大扭矩为1020N·m,其加速性能比2020款特斯拉Model S性能所用的2.5秒加速时间更短,百公里加速仅为2.5秒。

在三个电机强劲动力表现的基础上,是Model S格纹进一步强化的安全驾驶性能。通过控制策略和分布式驱动对动力分配的精确控制,Model S Plaid的扭矩矢量控制系统可以在车辆高速过弯时增加外轮的动力输出,使车辆重心呈现向内的姿态,同时减少内轮的动力输出,使车辆姿态更加向内,从而保证高速过弯时车身的平衡。

技术维度分析表明,电驱动强大的初始扭矩可以轻松跨越时间和技术的壁垒,而分布式驱动可以更精准地将动力输入到各个车轮,因此电动汽车更容易接近动力性能的边界;但本质上,除了外观和内饰相似,电动车和燃油车是内核完全不同的“两个物种”。

从设计原理上讲,燃油车是面向硬件的设计,由许多独立的、不兼容的子系统组成。动力源是机械能,子系统和模块之间的齿轮刚性连接和机械传动是实现内燃机和轮胎之间动力链接的主要方式。

相反,电动汽车的动力源是电能,电能通过柔性电缆传输到驱动电机,然后电机将电能转化为机械能。单电机体积小,没有变速箱,直接以分布式的状态布置在车轮附近,从而省略了很大一部分机械传动装置,在底盘结构和布置上与燃油车“大不相同”。

由于两个物种先天的巨大差异,燃油车底盘和平台“变魔术”的纯电动汽车普遍存在续航里程低、舒适性低、驾驶感受低、行车安全隐患等问题。

因此,由于动能和驱动方式的改变,纯电动汽车的设计和正RD一般都是面向软件的,甚至可以将整车设计成“一个/几个主计算机控制所有子系统的移动平台”。包括续航、安全控制、动力系统、操控性能、智能网络连接、娱乐影音等子系统都是“装在电脑里的软件”,让整车的底盘布局和性能分配有了更大的自由度。

进一步,在“软件定义车辆”的新发展阶段,取消发动机、变速箱等机械结构后,“三大件”的底盘成为正向RD平台设计的主要核心。电动汽车之间的竞争也从动力、经济、安全的指标值,转向对用户、场景、工况、需求的综合匹配和满足能力。

在中国,率先大规模应用纯电动汽车的是城市公共交通领域。交通运输部发布的统计公报显示,截至2021年底,我国纯电动公交车数量已达41.95万辆,占全市公交车和有轨电车总数的59.1%。新车销量方面,2022年前三季度,纯电动客车仍是绝对主角,继续占据客车市场95%以上的销量。

公交电气化浪潮席卷而来,各大主流厂商应对技术不一。在百花齐放的技术路线中,根据客车的实际运行状况和业务需求,Hub Power通过积极研发,创新推出了以独立悬架轮驱系统为核心的“Metro Bus”客车解决方案,成为纯电动客车领域独一无二的“新物种”。

作为基于正RD的纯电动公交解决方案,“地铁公交”充分调研了RD过程中公交运营方和终端乘客的应用需求。结合公交车“以大换小”的应用趋势和“老龄友好型服务”的乘坐体验需求,轮毂动力地铁公交车充分利用轴向磁通电机体积小、重量轻、效率高的特点,将驱动电机直接安装在车轮旁。分布式驱动的布局方案,不仅取消了传动轴、后轮轴等机械部件,大大增加了底盘的电池布局空间,还比一般纯电动客车的传动系统减轻了700 ~ 8000的重量。

地铁公交的车厢从前到后都是“平地板”。

另一方面,因为底盘布局的改变,地铁公交车厢内部没有台阶和台阶。整个车厢从前到后“平如地铁”,通道轴向最大宽度可达850mm,无论是轮椅还是婴儿车都可以轻松通过。

同时,空间的拓展大大提高了车辆的整体载客量:一辆8米地铁公交车的载客量可以达到一辆10米普通纯电动公交车的水平。

为了加强地铁客车对全地形、全道路运行的适应性,Hub Power自主研发了分布式驱动电子差速系统。当单轮附着力接近零时,车辆在12%的坡道上仍能平稳起步,相当于给车辆加了一个ASR系统。

得益于轮边独立悬架结构和电子差速控制,“地铁公交”在车身稳定性方面的表现优于传统公交车辆。桩周围的控制试验表明,地铁公交在间距为35m的桩间以50KM/H的速度行驶,公交车身倾斜角度为3.58度。而传统公交车以40KM/H的速度绕桩行驶,车身倾斜角度达到6.57度。

截至目前,“地铁公交”已被视为“公交老龄化服务”的标准模式,在上海、福州、重庆、宜昌等全国40多个城市批量运营。针对工况更加复杂、用户需求更加个性化和精细化的乘用车领域,国内众多主流汽车厂商也瞄准轴向磁通电机的应用优势,与轮毂动力达成战略合作。

在开发第三代“中央分布式电驱动系统”的过程中,SAIC变速器计划将“三合一”驱动系统与线控底盘技术高度集成,使整个系统可以广泛适用于不同车辆的应用要求,从超级跑车和高端乘用车到SUV、皮卡,甚至轻型商用车。因此,该系统需要高度集成、重量轻且高能效。

基于系统总体规划的应用需求,轮毂电源基于ICD150K轴向磁通电机的应用,引入了定制化的整体解决方案。与同功率的径向磁通电机相比,ICD150K轴向磁通电机的体积和重量减少了50%以上,左右电机总重量不到48KG。采用中央分布式集成双电机独立驱动的布局模式后,整个系统的Z向高度降低了39%,重量降低了25.3%,可以预留更多的整车布局空间和自由度,同时更容易实现驱动轮防滑、电子差速控制(EDS)和直接横摆力矩控制。

从性能上来看,这款双电机总成整体峰值功率可达300kw,轮缘峰值扭矩4900n·m,产品整体功率密度达到3kW/kg,比特斯拉Model S Plaid驱动系统2.4kW/kg的功率密度强很多。当电机由油冷却时,其在峰值条件下的性能将更加稳定和可靠。同时采用电子差速控制,通过对电机扭矩的独立控制,提高整车的操纵稳定性和行驶安全性,使整车能够拥有更小的转弯半径、更好的过弯可控性和更强的起步加速性。

在电机、电机控制器、减速器三合一布局上,hub power可以提供两种一体化布局方案:平行轴方案和同轴方案。SAIC变速器采用的平行轴方案有利于在Z方向高度和Y方向宽度上预留更多的布局空间,而同轴方案可以在X方向长度上获得更多的自由度,并且该方案左右半轴长度一致。

综合分析,基于轴向磁通电机应用的分布式驱动布置方案更容易将底盘扩展成多轴或多轮独立驱动底盘系统,并在不同驱动形式之间切换。甚至可以采用四轮独立电驱动(轮边驱动或配备电子差速系统的轮毂驱动)的新驱动形式,真正实现车辆动力学控制的电子化和主动化,无需额外增加车辆动力学控制系统。

可以预见,随着“软件定义汽车”的发展趋势越来越明显,纯电动汽车的设计和开发将趋于模块化、轻量化和高效化。然而,要使车辆真正实现软件定义,高度集成的车辆分布式驱动架构是必然前提和重要支撑。其中,“高度集成”意味着未来纯电动汽车的零部件和线束应用将大幅减少,从而不断加强硬件零部件的模块化、标准化和规范化;通过使用体积更小、重量更轻、效率更高的轴向磁通电机实现“分布式驱动”,可以充分释放车辆布局自由度的空间,同时实现功率的精确分配,从而保证车辆的动力性、安全性和驾驶舒适性。

硬件逐渐标准化,功能由软件定义,未来的汽车会像智能手机一样“时变新”。厂商可以提供用户想要的任何功能。

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