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奇瑞汽车:纯电底盘模块化架构开发

来源:盖世汽车    发布时间:2023-11-24 23:52    阅读量:16602   

随着中国汽车工业崛起及新能源时代的发展,中国汽车正在从跟随者转变为引领者。中汽协数据显示,今年1-9月,国内自主品牌乘用车销量达989.5万辆,同比增长21.2%,市场份额占比达到54.6%;上半年中国新能源乘用车已占世界新能源车的60%;新能源国内渗透率全面突破30%。在此背景下,底盘也正从传统的燃油底盘,油改电底盘,向电动底盘发展。

为什么纯电整车需要专属底盘?2023年11月17日,在第三届汽车智能底盘大会上,陶薛磊表示,相对传统燃油汽车,纯电汽车底盘在物理架构、用户需求、性能特点等方面存在较大差异。同时,电动化专属底盘架构具备更大的电池安装空间,可以降低能耗,带来更好的用户体验。对此,奇瑞进行了纯电底盘架构开发的探索。同时,奇瑞也规划了电动智能底盘平台的后续方向,主要分为三个阶段:第一阶段是奇瑞柔性可拓展的底盘平台;第二阶段正在研发中,是区域集成底盘平台,通过前中后三个区域集成,提高架构的集成度;第三阶段是一体化轮边模块底盘平台,可以实现四轮全独立控制,多域融合。

奇瑞汽车股份有限公司底盘平台开发部部长

以下为演讲内容整理:

随着中国汽车工业的崛起以及新能源时代的发展,中国汽车正从跟随者转变成引领者。2023年1-9月份国内自主品牌乘用车的销量已经达到989.5万辆,同比增长21.2%,市场份额达54.6%,已经超过一半的市场份额。上半年中国新能源乘用车已经占世界新能源车销量的60%,新能源国内渗透率全面突破30%。在新能源汽车中,纯电占比达69,未来纯电车型市场前景十分广阔。汽车产业在国家双碳战略目标和国际政策的驱动下进行绿色转型,新能源汽车将有更广阔的前景,纯电汽车是双碳战略实现的一个重要支撑。

2020年9月,中国提出了在2030年前完成碳达峰,2060年前完成碳中和的目标,汽车产业是低碳转型的布局重点。2023年6月召开的国务院常务会议指出,要巩固和扩大新能源汽车发展优势,加强底盘架构、动力电池系统、智能驾驶体系等重点领域关键核心技术攻关。

图源:演讲嘉宾素材

新能源底盘由传统底盘发展而来。传统底盘主要围绕传统的动力总成、发动机、变速箱和其他附件进行基础设计,我们在20多年的积累中自主开发了一些优秀的平台,其中星途汽车上的飞鱼超感底盘在今年斩获了“十佳底盘”的称号。

随着新能源技术的发展,开始出现大量适应三电的油改电底盘,该类底盘没有围绕三电的核心技术进行开发,有大量不足之处。目前市场上出现了大量围绕三电,电机、电池、电控开发的底盘平台和纯电专用底盘平台,朝着智能化、集成化、线控化、多域融合的方向发展,并实现了柔性可拓展。

纯电专属底盘的必要性

基于纯电车的特点,传统燃油车底盘并不适用,因此需要纯电的专属底盘。首先,在物理架构上,传统的燃油架构围绕核心发动机设计,而纯电架构则主要考虑电池和电机的布局,对于物理架构的影响较大。二是在用户需求上,纯电车型的续航焦虑一直是客户痛点。三是在性能上,纯电车型加速比燃油车更快,百公里加速时间轻松超过燃油车,甚至可以超过燃油超跑的水平。在NVH上,由于没有了发动机这个最大的噪声源,对整个车辆的NVH要求更高。

在物理架构中,纯电车的电机架构尺寸远小于传统燃油车,可以获得更大车轮转角,进而减小整车转弯直径。在电池布置方面,需要采用紧凑的底盘设计,以提供更多电池空间,提升续航能力。因此底盘架构设计上多采用转向机前置、控制臂前置和无拖曳臂设计,以释放X箱空间。

用户对续航历程的需求是电车最大的需求之一。在电车上增加续航有两个方法,一是开源,增加电池电量,但是会增加相应成本,重量也会大幅增加。二是降低能耗,可以在提升续航的同时降低成本,因此降低能耗是一个重要工作,我们目前主要有低损耗和低阻力两个方向。低损耗层面需要有更高效率的能量回收,底盘需要做进一步的轻量化设计。低阻力层面需要更低的轮胎滚阻,降低制动系统的拖滞。

在性能上,电机具有扭矩响应快、扭矩大的特点。发动机和电机的扭矩特点的差异使得电动机起步加速非常快,对底盘架构提出了更高要求。此外,电机运转的振动和噪声相对发动机小很多,对底盘其他系统的NVH要求更高。底盘转向系统、制动系统在工作中会有电机的声音、摩擦的声音、电磁阀的声音等,对这些声音的凸显更加明显,给行业带来了更大挑战。因此纯电专属底盘平台是新能源发展的必然趋势。

图源:演讲嘉宾素材

奇瑞纯电底盘架构开发介绍

我们的开发思路是围绕客户需求和用户体验极进行底盘开发。随着社会的发展,客户对于车辆的需求不仅仅是代步工具,还希望车辆有更好的驾乘体验及科技体验。我们需要在线控底盘和安全的基础上增加魅力属性,以此提升客户满意度。

图源:演讲嘉宾素材

基于此,我们开发纯电平台有两方面,一是做电动化的专属平台需要有更大的电池安全空间,二是要把底盘做到极致的低能耗。我们在紧凑型的架构上采用了控制臂和转向机前置方案,最大化提供电池安装空间。

在降低能耗方面,我们采用了大量铝材进行轻量化,不仅有纯平的底盘,还在控制臂上加入导流板降低风阻。我们的空气动力学轮网能够降低风阻14个counts,用户体验上搭载了自适应的空气悬架和电控减振器,为底盘进一步提升舒适性打下基础。我们的底盘还具有自动识别高速公路、智能预瞄等功能。在安全层面,支持转向和制动冗余设计,以支持高级别的自动驾驶。

纯电平台采用了前虚拟双叉臂、后五连杆悬架系统,这套组合达到了物理机构运动解耦的极限,能更好平衡舒适操控性能,扭矩转向能力提升24%,更加适用于电动车大扭矩的特性。二是采用了自适应的IAS空气悬架和CDC电磁减振器系统,车身高度可调最大可达100mm,配合摄像头和激光雷达可以自动识别高速公路,智能预瞄。基础制动层面,我们采用了最高6活塞的固定卡钳,有效制动面积大,制动响应更快更稳。此外,纯电车型具备能量回收的特点,制动系统工作量降低,制动盘容易生锈,因此我们采用了FNC的制动盘,避免生锈。我们的五连杆后悬架支持后轮转向,在平台上转弯直径能够减少1米,高速稳定性提高20%。结构件大量采用铝合金设计,后车架和转向节采用铸造的铝合金,重量降低20%。

我们在开发初期充分考虑了平台拓展性。未来我们会在新的纯电平台上衍生出许多车型,可以支持轿车、SUV、SPV等多种车型,在模块基础不变的前提下,通过较小调整实现轮距、轴距的变化,高度变化灵活适配各种车型。在配置拓展上,可以自由选择高低配置满足不同价位车型需求,这些变化不需要改动平台模块的基础架构。平台性能拓展能力主要得益于强大的底盘基础架构,通过对硬件的调教调校和软件参数的标定,平台车型的性能风格可在极致运动与极致舒适之间变化,均能达到行业领先水平。

目前搭载最新纯电底盘架构的车型即将上市,包括中大型轿车星纪元ES、中大型SUV星纪元ET。

展望未来

要实现产品型谱的拓展和智能化的搭载与支持,开发拓展性更高、集成化更高的底盘架构将是未来的必由之路。我们对电动智能底盘平台的发展方向进行了规划,主要分为三个阶段。第一阶段是前文所介绍的奇瑞柔性可拓展底盘平台,星纪元车型主要搭载该平台。

第二阶段是区域集成底盘平台,我们计划通过前、中、后三个区域模块集成,采用标准化接口提升模块集成度和通用化,使其可以灵活调整轮距和轴距的拓展。线控方面实现线控转向、线控制动、智能悬架等全线控底盘,可以支持奇瑞可插拔的EEA6.0。

图源:演讲嘉宾素材

该架构是基于以太网高冗余的安全架构,支持全站景的V2X智能网联,支持高度驾驶的最新EEA架构。中部区域主要提高电池和底盘集成度,采用CTC架构,增加电量。动力方面支持奇瑞自研的矢量双电机,支持奇瑞自研的底盘全域CIC域控,实现XYZ一体化的协同控制。

第三阶段是奇瑞一体化轮边模块底盘。主要通过一体化轮边模块集成,实现驱动转向悬架制动全部集成于轮边,最大化实现集成化、模块化,极大节约内部空间。同时可以实现轮距轴距的自由扩展,在线控方面将实现四轮独立控制,实现更多底盘功能。在该阶段,奇瑞的全域CIC将更加强大,实现底盘域、动力域、智驾域、云平台多域融合,真正实现一体化控制。

图源:演讲嘉宾素材

CIC技术是我们在智能底盘这个赛道上的重要支撑之一。该技术计划由奇瑞全栈自研,基于多达16个自由度,多传感器融合信号整车姿态的估算,执行策略的仲裁,实现软件定义底盘和底盘协调控制,主要分三个阶段:

第一阶段是底盘的部分域控。CIC_1.0将分布式控制器,EPB、CDC、ISU、AWD等功能上移,实现直线加速、制动俯仰、直线加速等场景的自适应控制。第二阶段是底盘全域控的CIC_2.0。底盘全域控会把功能都上移,对横、纵、垂三个方向进行一体化控制,实现十三个场景的协同控制,增加紧急避障,原地掉头等功能。第三阶段是多域融合的CIC_3.0,底盘域和自动驾驶、动力域、智舱域多域融合,实现全场景的智能协同控制,给客户带来更多创新驾驶体验。

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