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与电动化智能化趋势相遇 滑板底盘会擦出下一代新能源汽车技术火花吗?

来源:中国汽车报 浏览次数:1514 发布日期:2022-02-10

随着Rivian、悠跑科技等造车新势力的选择与推介,滑板底盘的概念进入了人们的视野。

近日,在中国电动汽车百人会媒体沟通会上,中科院院士、清华大学车辆与运载学院教授欧阳明高指出,滑板底盘配合智能化,有望给汽车设计与制造带来一场革命。

Rivian将滑板底盘概念带到台前

作为被资本市场格外看好的造车新势力,Rivian2021年在美国纳斯达克上市,IPO首日高开约37%,盘中涨幅一度超过53%,每股最高价达到119.4美元,市值曾逾1000亿美元。在资本盛宴下,“初生牛犊”的Rivian一举超越传统车企通用、福特、本田的市值,也将蔚来理想、小鹏等一众国内造车新势力抛在身后,创下了自2014年以来美股最大IPO纪录。

在号称“特斯拉杀手”的Rivian带领下,其核心技术——滑板底盘的概念正式“出圈”。Rivian创始人R. J曾将滑板底盘称为企业旗下所有电动汽车的核心。Rivian希望,未来无论公司自己的产品,还是为亚马逊、福特汽车打造的整车,都在这个平台上进行开发。

不过,滑板底盘并非造车新势力的创举。早在2002年,通用汽车就提出了滑板底盘的概念,并就此发布了采用氢动力和线控底盘技术的Hy-wire概念车,其与现在电动汽车的滑板底盘如出一辙。

近20年后,造车新势力Rivian直接将滑板底盘推向了量产,打造了R1T和R1S。而在2022 CES展上,现代汽车发布“Mobility of Things (MoT)”生态系统,推出了即插即用模块平台、驱动升级模块平台等,也类似于滑板底盘。此外,Canoo、REE、PIX Moving等企业也纷纷推出滑板底盘技术。Canoo的3款车型以及未来第4款产品,全部基于同一个滑板式平台Skateboard Platform打造。PIX Moving也是以滑板式底盘开发为核心,整个底盘采用全线控技术和轮毂电机技术,以实现更好的灵活性。REE联合创始人兼首席执行官Daniel Barel则表示,电动通勤班车或送货车就应该有像这种滑板结构一样简单的设计,无论私人汽车、商务车、小型巴士等都可以基于现有底盘打造。

另据外媒报道,苹果也试图打造一款内饰类似Canoo Lifestyle的车型,并将于2025年正式发布。

如前所述,欧阳明高在提出新能源汽车技术与市场亮点及中长期趋势时就表示,由于动力电池系统通常是扁平化结构,所以凡是纯电动汽车专用平台,都与传统燃油车平台差别较大,带有扁平化滑板的基本概念。在他看来,电动化整车平台可分为三种:一是现在基础上借鉴燃油车平台概念,采用承载式车身;二是特斯拉推出的扁平式底盘,但采用的是半承载式车身;三是Rivian推出的完全滑板底盘,可以承受碰撞,采用非承载式车身,可以实现更好的轻量化效果。

上下分体式悠跑UP超级底盘

近日,在首届“UP DAY悠跑体验日”上,悠跑科技重磅首发UP超级底盘和3款UP SPACE超级舱体概念车。据介绍,UP超级底盘基于滑板底盘升级而来,以满足快速变化的个性化体验为研发目标,将传统的汽车开发从“整车一体式”升级为“上下分体式”,一改原来汽车研发的逻辑和技术形态。

具体来看,悠跑UP超级底盘具备集成传统白车身的能力,将悬挂、制动、转向、电池、电动传动系统、悬架等组件,排布在一个类似“滑板”的底盘内;在实现集成一体化设计的同时,还具备整合传感器、计算平台及各类服务应用等智能化软硬件的能力,成为了一个独立的滑板结构,可实现独立驾驶和软硬件的持续迭代。

也就是说,作为软硬一体的标准件,悠跑UP超级底盘集成了底盘、三电、热管理、被动安全、电子电器架构五个领域并做到硬件标准化,以此满足不同场景形态的上车体需求。区别于“整车一体化开发”的纯电动汽车平台,其特点是既能上下分离解耦,又能上下共同承载。与传统非承载式车身通过橡胶连接上下车体不同,UP超级底盘与上车体通过刚性连接,达到共同受力、共同承载的效果。据悉,悠跑科技在该领域已申请46个专利;同时,还与京西重工、地平线等企业签署战略合作协议,将在智能汽车相关领域、边缘人工智能芯片领域展开深入合作。

新能源和智能网联汽车独立研究员曹广平认为,电动汽车滑板底盘以电池包括其纵横梁架结构为基础,结合驱动、转向、制动以及轮胎、前后减震和防撞梁等而形成,相比传统汽车的“油箱-发动机-变速器-传动轴”结构更平整。

一家新能源车企的相关负责人对记者表示,滑板底盘简单来说,就是把汽车三电、悬架、制动、转向等部件布置在底盘上,它还可以融合进电子电气架构,实现更加智能化的功能。比如,悠跑UP超级底盘融合了整车全线控、可插拔环网电子电器架构、CTC电池系统和高集成热管理系统,这也是未来电动汽车智能化技术发展中的一个方向。“CTC电池系统集成在底盘上,使重心更低,底盘与车身进行刚性连接,操控性会比非承载式车身有所提升。”他说道。

缩短研发周期、降低造车成本

清华大学汽车产业与技术战略研究院院长、世界汽车工程师学会联合会(FISITA)终身名誉主席赵福全曾指出,在未来的汽车制造中,硬件会越来越趋于标准化甚至同质化,反过来通过软件实现所有产品个性化。这也正是悠跑UP超级底盘的产品理念,即用标准化成就个性化。

悠跑科技方面表示,UP超级底盘通过“上下分体式”开发模式,能降低智能电动汽车的准入门槛、造车周期和成本。悠跑科技首席执行官李鹏在接受媒体采访时称,UP超级底盘可以改变商业模式,使造车成本结构与以前不一样:“让400亿元才能造的车,要么造得比以前更好,要么用40亿元就可以造出来。”

据了解,基于悠跑UP超级底盘的车型,工装调整和工艺验证时间将大大缩短,研发周期可缩短6~12个月。这主要得益于,一是释放了造型对工程开发的约束;二是上下车合体仅需验证上车体耐久,同时整车试验不受季节限制。

对于造车新势力来说,更低的成本正是在激烈竞争中突围的关键之一。北方工业大学汽车产业创新研究中心研究员张翔对记者表示,滑板底盘的到来,甚至可以让车企彻底将底盘研发外包,以更少的资金、更短的周期造出新车。他说:“滑板底盘的技术不仅可以自己用,还能与其他车企共享,提高零部件采购量,从而降低成本。”

“假如过去车企开发一款车型要卖20万辆才能收回成本,那么在滑板底盘的基础上,由于多车型共用,单一车型卖5万辆就可以实现盈亏平衡。”PIX Moving创始人兼首席执行官Angelo表示,旗下车型采用模块化产品架构,车辆舱体和底盘分别进行开发,不同型号底盘之间60%~70%的核心零部件可以通用,让造车像搭建乐高积木一样简单。

从技术角度来看,滑板底盘的优势较为明显。在曹广平看来,一是电池、电机的布置位置较低,所以整车重心较低,车辆不容易出现侧翻,在转弯及行驶过程中可起到良好的稳定作用;二是车辆各系统尽可能在车辆底盘及车身下部布置,让出了大量的空间,车身上部的布置自由度增加,驾乘体验更好;三是电池包在底盘上前后长度增加后,轴距变长,车辆前后的空间也非常宽敞;四是技术更加成熟后,车辆布置会越来越简化,不仅车辆设计更容易,维修维护便利性也有所提升。他也强调,滑板底盘的集成需要大量先进技术的融合,比如线控转向、制动及驱动系统,尤其是电池包技术。

汽车设计革命也面临认知挑战

欧阳明高介绍说,滑板底盘是技术多年演变的结果,代表了技术发展趋势,尤其是电池系统做得越来越扁平,电机比功率越来越高,电机/逆变器/驱动轴三合一用得越来越多,可以实现真正的滑板式底盘平台,再配合智能化主动避撞,车型增大化,将缩短车型的开发周期,为汽车设计制造带来一场革命。

“在滑板底盘的基础上,车身设计确实可以更自由、更个性化。而采用通用的滑板底盘,能有效降低开发不同车型的成本。”前述新能源车企相关负责人说,“新能源汽车市场竞争的主要区间趋向于中端车,其成本压力更大。所以,成本低、开发周期短的滑板底盘技术开始受到更多车企的青睐,从而快速响应多元化的市场需求,未来不只是造车新势力,传统车企也会逐渐尝试类似技术。”

而在悠跑科技看来,最大的挑战是改变行业的传统认知。据介绍,不少人习惯把滑板底盘这一新生事物套用到原有知识体系中,比如直接将其与非承载式车身画上等号。事实上,滑板底盘在开发的时候是上下分体非承载的,一旦结合,通过刚性连接就可实现共同受力、共同承载。再往前推一步,未来的挑战还在于,就算有人把这项技术讲清楚,工程师也理解了滑板底盘的价值,要让行业真正认可并接受恐怕也并非易事。

此外,滑板底盘也面临一定的技术困境。曹广平认为,电池布置在底盘下面,容易导致车辆托底时损伤电池而造成电池着火等事故;而且,电池布置在车底,为保证长续驶,电池包需要一定的横向宽度或纵向长度,虽然可以增大驾乘空间,但车辆在侧向碰撞时电池包容易撞坏继而引发事故。此外,滑板底盘的设计,也使其整车簧上重量高于传统燃油车。

小众还是主流待市场更多检验

盖世汽车研究院副总监张志文告诉记者,随着智能电动汽车的发展,传统的汽车底盘形态发生了比较明显的变化,未来汽车底盘会更加标准化和通用化。滑板底盘的应用可以降低车型开发周期、节省开发成本,并作为第三方平台与整个行业共享。从长期来看,底盘研发人员还可结合未来不同的出行场景,把汽车打造成个人的工作空间或娱乐空间,真正打造未来第三生活空间的概念。

悠跑科技方面认为,未来,随着更多企业的应用,滑板底盘将从小众走向主流,预计这个时间点会在2024~2025年。但在张翔看来,滑板底盘或许不会成为主流,而是一种技术方向。特别是传统车企对滑板底盘的态度恐怕不会太积极,原因在于它们不愿放开底盘技术,担心失去核心竞争力,而且一旦造车的门槛降低,也害怕将无法保持目前的市场地位。他据此判断,滑板底盘更适合初出茅庐的车企采用。

张翔说:“滑板底盘在乘用车领域推广并不现实,毕竟体量很大,实现某种颠覆并非易事。但在专用车、物流车领域则更可能推广。对于物流车来说,最大的要求就是降低成本,并不在意同质化。”据悉,PIX Moving目前以滑板式底盘为基础,根据不同应用场景的需求,为客户打造了不同类型的车辆,覆盖专用车、商用车等场景,比如Robobus、安防车、物流车、零售车等。

前述新能源车企相关负责人坦言,对于传统车企来说,底盘技术是非常重要的核心技术,不会轻易外包给第三方,多年积累的产品开发模式也很难轻易改变。他认为:“因此,有可能传统车企会让旗下独立的新品牌尝试,成功之后母公司再进行推广。”

但需要承认的是,在智能化的发展下,滑板底盘的出现给了汽车设计更多的想象与发挥空间。毕竟,无人驾驶来到之时,车内空间将替代驾驶本身成为核心需求,滑板底盘则恰恰为人们的脑洞大开提供了平台。


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