電動汽車平臺能顛覆電動汽車設計？

沒有了像傳統(tǒng)電動汽車動力總成那樣使車輪間雜亂無章的情況,電動汽車就像一個扣上車身的大型電動滑板車。正如Barel所說:“一個大膽的出行新時代要求我們大膽地重新想象一輛汽車能夠和應該是什么樣子,這就是我們在REEcorner和我們革命性的電動汽車平臺上所做的事情?！?/p>

文︱立厷

圖︱網(wǎng)絡

最近,特斯拉將推出一款15萬元全新車型Model 2的消息不脛而走,據(jù)說它比Model 3便宜1萬美元!國內(nèi)外的主機廠們會不會因此而顫抖?該來的總會來,不過時間早晚。不過,還是有人質(zhì)疑:一款新車型一般開發(fā)需要7年,高速開發(fā)需要5年左右,而在特斯拉,馬斯克睡在地板上至少也需要3年。要在中國和歐洲推出本地化車型,唯一方法是這些設計團隊必須有一個可以使用的平臺。

平臺不可或缺

埃隆·馬斯克(Elon Musk)需要一個這樣的平臺。在此基礎上,本地設計團隊只在外部和內(nèi)部覆以一層“皮膚”,即可優(yōu)化本地市場,根據(jù)需要在視覺上創(chuàng)建新的車型。

通過這種方式,雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟(Renault-Nissan-Mitsubishi Alliance)為其品牌保留了不同的身份,只分擔汽車零部件開發(fā)和生產(chǎn)成本。大眾的平臺、品牌和車型都以某種形式實踐了這種設計理念,利用MEB(Modularer E-Antriebs-Baukasten,模塊化電驅(qū)套件)開發(fā)不同的車型。

有理由猜想,特斯拉正在開發(fā)類似大眾的產(chǎn)品,用于其本地化的Model 2車型。只有這樣,柏林和中國的新設計團隊才能在大約一年內(nèi)生產(chǎn)出本地化車型,并在兩年內(nèi)開始生產(chǎn)。

這個Model 2系列車型平臺將有前鑄件(front casting)、后鑄件(rear casting)和結構電池?？赡軙嗅槍坞姍C(前或后)、雙電機和性能模型的多個版本的前、后鑄件。結構電池可能有不同長度和不同電池化學成分。其他構件將是一組電機、懸架、制動器、電力電子設備、座椅、HVAC等。

特斯拉的陣容迫切需要更多的變化。這個Model 2系列平臺可以用來生產(chǎn)所需品種,而不必使生產(chǎn)復雜化。

特斯拉的路子是:沒有東西是不能自研的,包括電池模組、14nm工藝AI芯片,甚至ERP系統(tǒng)。現(xiàn)在又是自研車輛平臺,有能力當然可以,畢竟不差錢嘛!

更務實的通用平臺已經(jīng)出現(xiàn)

幾年前,因涉嫌不當財務行為被拘禁后離開日本的日產(chǎn)汽車前CEO卡洛斯·戈恩(Carlos Ghosn)就汽車開發(fā)和生產(chǎn)的未來做了一次演講。他展示了一個類似滑板的平臺,不同的品牌可以在此基礎上打造自己的車型。

戈恩說這番話時,已有一家以色列初創(chuàng)公司REE Automotive在踐行這一理念。最近,REE計劃在未來三年對新的工程中心和該地區(qū)進行9200萬美元的投資,成立新的卓越工程中心,加快工程設計、驗證和測試以及產(chǎn)品認證,準備大規(guī)模生產(chǎn)其突破性的電動汽車平臺,以滿足未來對其突破性的可再生能源和電動汽車(EV)平臺技術的全球需求。

電動汽車本不傳統(tǒng),REE卻硬要顛覆之,推出了獨樹一幟的“通用”平臺,理論上說,任何電動汽車都可以使用,不僅包括商用車,還包括中型貨車,最后一英里貨車、乘用車、出租車和班車。這家成立10年之久的公司在技術方面有何特色,目前與主機廠和Tier 1的合作有什么進展呢?

不同的車輛平臺,復雜的底盤技術

盡管我們已處于百年汽車變革的新時代,但車輛設計和工程的某些方面仍停留在過去時。幾十年來,制造商一直在用液壓制動系統(tǒng)控制剎車。20年前標致雪鐵龍集團(PSA)與供應商德爾福(Delphi)合作開發(fā)了一種通過電動制動鉗操控后輪制動的混合線控制動系統(tǒng)。EMB概念的優(yōu)點在于,由于沒有最討厭的液壓制動液,組裝和維修會更加清潔。

伴隨電動汽車的快速發(fā)展,行業(yè)也一直在研究不使用液體燃料或排氣系統(tǒng)就可以讓電動汽車行駛、轉向和停車,并將輪子間的空間釋放給乘客、行李或貨物的汽車底盤(車架)。

不過,在逐步實現(xiàn)電動動力總成之時,人們還在依靠液壓系統(tǒng)來制動,制動能量回收由電制動系統(tǒng)和液壓制動系統(tǒng)共同完成。液壓制動系統(tǒng)是制動能量回收系統(tǒng)關鍵的執(zhí)行機構,其任務是對制動壓力進行控制,保證駕駛員良好的制動踏板感覺,確保整車制動安全性。要實現(xiàn)真正的純電動,這一局面亟待改變。

平臺走向集成、簡潔、多用

REE就是致力解決上述問題的公司,其開發(fā)的REEcorner技術的特別之處在于:

REEcorner將車輛所有傳動系統(tǒng)部件全部集成到車輪中,即REEcorner架構解決方案。REEcorner與一個完全平坦的平臺REEboard的結合可容納電池,實現(xiàn)“完全設計自由的改進性能和安全性”。這種組合可以用于從最后一英里交付到重型運輸?shù)娜魏诬囕v類型的模塊化應用。

REEcorner將所有關鍵車輛部件(轉向、制動、懸架和動力傳動系統(tǒng))集成到輪拱中。每個REECorner由輕質(zhì)鑄件制成,并用螺栓固定在底盤每個角的支柱上。該單元集成了一個小型、高轉速、低轉矩電動機,電動機有自己的集成逆變器及小型、多速和多傳動比的傳動系統(tǒng)。每個REECorner的轉向完全獨立其他角,且任一方向均允許45度角轉向。

該系統(tǒng)還集成了各自的電子控制單元(ECU),且由主車輛ECU控制所有角級別功能(相當于域控制器),可以實現(xiàn)自適應再生功能的單輪線控制動。REEcorner的主要功能包括:

全簧式高速電機

單輪線控轉向技術

線控單輪制動技術

多比率、高效傳動系統(tǒng)

大功率ECU架構

預防性維護AI

OTA更新

REECorner通過其專有的預防性維護AI不斷監(jiān)控潛在故障,從而降低維護成本。確定修訂后,可以推送一個OTA更新,如果需要,可以用一個新的軟件替換。

REEboard是一個完全平坦、可擴展和模塊化的平臺,可實現(xiàn)無限的車身配置,具有完全的設計自由度和更大的空間效率,成本僅占整車的一小部分。

REEboard就像一塊白色畫布,可以為客戶量身定做適合任何特定任務應用的完美解決方案。REEboard的可擴展技術使其能夠承載各種不同排列組合,而無需為每種車型設計新的平臺,從而節(jié)省了大量時間和成本。

由于REEboard上沒有任何驅(qū)動組件,是一個平面的平臺,因此可以將上面的部分設計成任何形狀,使其成為最終的任務特定型車輛。通過革命性的REEcorner技術,REEboard在更小的占地面積上提供更大的空間,并在底盤內(nèi)為電池或燃料電池提供更大的容量。

圖:ICE、傳統(tǒng)電動汽車設計和REEboard

目前,REE開發(fā)了五個設計平臺,以支持各種商用電動汽車和自動駕駛汽車。其一系列技術配置可以滿足特定B2B客戶的需求,包括:

基于首選長度、寬度和車輛高度的EV平臺尺寸選擇

前、后或全輪驅(qū)動,峰值電機功率范圍為35至200kW

前和全輪轉向

先進的懸掛能力

有效載荷容量高達5000kg及以上

電動汽車平臺技術的三個關鍵

REE共同創(chuàng)辦人、首席執(zhí)行官Daniel Barel認為:“正在發(fā)展汽車行業(yè)出現(xiàn)了三個關鍵層面:平臺提供商、服務提供商和數(shù)據(jù)提供商。所有人都需要共同努力,創(chuàng)造出適合客戶需求的新車輛和新服務。REE就在為未來的平臺開辟道路?！?/p>

REE共同創(chuàng)辦人兼首席技術官Ahishay Sardes解釋了REE的與眾不同:與輪轂電機系統(tǒng)不同,REEcorner的電機是完全懸掛質(zhì)量(sprung mass),位于懸架的底盤側。通過最大限度地減少簧下質(zhì)量,REEcorner設計以車輛動力學實現(xiàn)了最佳乘坐舒適度。

REE利用真正的電子線控(x-by-wire)技術,通過全線控驅(qū)動、線控制動和線控轉向技術控制車輛的每個角,通過完全獨立的車輪控制提供車輛穩(wěn)定性、響應性和安全性。

另一個特色是REEcenter的ECU系統(tǒng),它可以協(xié)調(diào)所有四個獨立的REEcenter ECU、熱管理系統(tǒng)、電源轉換器和電源模塊。Sardes說:“我們相信,與傳統(tǒng)電動汽車相比,采用REE技術和電動汽車平臺構建車隊的未來客戶將受益于新技術的運營和功能優(yōu)勢?！?/p>

他介紹說,所有平臺的線控系統(tǒng)控制不是通過物理線路傳輸?shù)?而是以純數(shù)字方式傳輸?shù)摹Ｓ捎谵D向、驅(qū)動組件及懸架和制動器全部集成在輪拱中,其設計優(yōu)點是平臺表面平坦,用戶可以更靈活地設計他們的電動汽車和搬運工具,提供了非常大的想象空間。

他表示,REE技術為電動汽車和未來的自動駕駛汽車提供了乘客、貨物和電池的超大空間,與體積相當?shù)纳逃闷囅啾葍?nèi)部空間增加了35%。其好處顯而易見,可以運送更多的貨物,更加有利于環(huán)保,還有助于節(jié)省倉庫停車場空間,并可在擁擠區(qū)域輕松操控。

強強合作重塑下一代車輪

合作方面的進展可謂緊鑼密鼓,目前REE的戰(zhàn)略合作伙伴有4家,Tier 1、主機廠平分秋色。

早在2019年10月,REE與1942年獨立出Isuzu(五十鈴)的日本日野(Hino)合作展示了創(chuàng)新的輪轂電機技術——車輪直接固定于電動機,而電動機是車輪和REE車輪內(nèi)系統(tǒng)之間的“接口”,因為它在車輪內(nèi)轉動,所以不會增加簧下質(zhì)量(懸吊重量)。

這個稱為FlatFormer的模塊化電動汽車平臺長4．7m,寬1．7m,平臺高度僅為335mm,6×6驅(qū)動,電機功率170kW,鋰離子電池容量為50kWh,理論續(xù)航里程在150公里左右。它提供了更高水平的操作靈活性,并且可以安裝多種規(guī)格的駕駛室和車身配置,以滿足客戶的運輸和出行要求。

FlatFormer的后輪配置不同,是一個集成式懸架和抑制輪內(nèi)懸架的水平驅(qū)動臂,采用雙后輪結構。

一個底盤,不同車身,每個平臺均采用四根螺栓固定車身,若發(fā)現(xiàn)任何組件出現(xiàn)故障,拆下螺栓即可維修或更換,更換平臺僅需15分鐘時間。日野為該平臺賦予了不同功能,包括健康、醫(yī)療服務、食物配送、快遞配送、旅游出行、學習工作、城市環(huán)衛(wèi)服務、安全等,幾乎涵蓋了針對所有社會功能的商用車。

2020年5月,還是日本合作伙伴,KYB Corporation與REE合作為未來的電動汽車平臺開發(fā)一種新型懸架。KYB是典型的Tier 1,其半主動和主動懸架系統(tǒng)將推動REE的下一代EV平臺的發(fā)展,提供完全的設計自由度和具有成本效益的可擴展電動汽車解決方案。KYB在開發(fā)和制造提供舒適安全乘坐體驗的先進懸架系統(tǒng)方面擁有豐富的經(jīng)驗。其制造技術植根于液壓技術與電子技術的結合,可以實現(xiàn)包括惡劣環(huán)境的舒適駕駛。合作伙伴相信,其合作將通過徹底改變電動汽車的設計,重塑商品、人員和服務的流動。

2020年8月,成立于1945年的印度頭部主機廠馬恒達(Mahindra)和REE簽約,謀求面向全球市場的全電動商用車戰(zhàn)略合作,將在幾年內(nèi)滿足REE的全球客戶,包括馬恒達國內(nèi)和國際25萬輛電動商用車的需求。該合作是輪轂電機的最大商業(yè)項目之一,迄今為止,輪轂電機尚未在較大型車輛,包括乘用車中大量使用,而只限于自行車或滑板車。

2020年11月,REE又與北美汽車零部件制造商Iochpe-Maxion合作,為模塊化電動汽車平臺提供獨家車輪與底盤設計。雙方將共同研發(fā)和生產(chǎn)獨家車輪設計和底盤解決方案,用于REEcorner模塊和電動汽車平臺。Iochpe-Maxion擁有針對當今行業(yè)挑戰(zhàn)的智能車輪設計,能夠有效克服車輪周圍和輪拱內(nèi)氣流產(chǎn)生的高達30%的車輛阻力,包括輪胎滾動阻力和風阻。從而解決行業(yè)最嚴峻的挑戰(zhàn)之一:動力效率。

可以叫它電動滑板車

沒有了像傳統(tǒng)電動汽車動力總成那樣使車輪間雜亂無章的情況,電動汽車就像一個扣上車身的大型電動滑板車。REE是技術供應商,而不是汽車制造商,它與全球Tier 1的廣泛合作,幾乎可以制造出所有類型的車輛。

正如Barel所說:“一個大膽的出行新時代要求我們大膽地重新想象一輛汽車能夠和應該是什么樣子,這就是我們在REEcorner和我們革命性的電動汽車平臺上所做的事情。我們相信,REEcorner技術將使新的電動汽車平臺和設計能夠以比傳統(tǒng)設計低得多的成本和更快的開發(fā)時間廣為采用?！?/p>