與電動(dòng)化智能化趨勢相遇 滑板底盤有望給汽車設(shè)計(jì)帶來一場革命
隨著Rivian、悠跑科技等造車新勢力的選擇與推介,滑板底盤的概念進(jìn)入了人們的視野。
近日,在中國電動(dòng)汽車百人會(huì)媒體溝通會(huì)上,中科院院士、清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院教授歐陽明高指出,滑板底盤配合智能化,有望給汽車設(shè)計(jì)與制造帶來一場革命。
Rivian將滑板底盤概念帶到臺前
作為被資本市場格外看好的造車新勢力,Rivian2021年在美國納斯達(dá)克上市,IPO首日高開約37%,盤中漲幅一度超過53%,每股最高價(jià)達(dá)到119.4美元,市值曾逾1000億美元。在資本盛宴下,“初生牛犢”的Rivian一舉超越傳統(tǒng)車企通用、福特、本田的市值,也將蔚來、理想、小鵬等一眾國內(nèi)造車新勢力拋在身后,創(chuàng)下了自2014年以來美股最大IPO紀(jì)錄。
在號稱“特斯拉殺手”的Rivian帶領(lǐng)下,其核心技術(shù)——滑板底盤的概念正式“出圈”。Rivian創(chuàng)始人R. J曾將滑板底盤稱為企業(yè)旗下所有電動(dòng)汽車的核心。Rivian希望,未來無論公司自己的產(chǎn)品,還是為亞馬遜、福特汽車打造的整車,都在這個(gè)平臺上進(jìn)行開發(fā)。
不過,滑板底盤并非造車新勢力的創(chuàng)舉。早在2002年,通用汽車就提出了滑板底盤的概念,并就此發(fā)布了采用氫動(dòng)力和線控底盤技術(shù)的Hy-wire概念車,其與現(xiàn)在電動(dòng)汽車的滑板底盤如出一轍。
近20年后,造車新勢力Rivian直接將滑板底盤推向了量產(chǎn),打造了R1T和R1S。而在2022 CES展上,現(xiàn)代汽車發(fā)布“Mobility of Things (MoT)”生態(tài)系統(tǒng),推出了即插即用模塊平臺、驅(qū)動(dòng)升級模塊平臺等,也類似于滑板底盤。此外,Canoo、REE、PIX Moving等企業(yè)也紛紛推出滑板底盤技術(shù)。Canoo的3款車型以及未來第4款產(chǎn)品,全部基于同一個(gè)滑板式平臺Skateboard Platform打造。PIX Moving也是以滑板式底盤開發(fā)為核心,整個(gè)底盤采用全線控技術(shù)和輪轂電機(jī)技術(shù),以實(shí)現(xiàn)更好的靈活性。REE聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Daniel Barel則表示,電動(dòng)通勤班車或送貨車就應(yīng)該有像這種滑板結(jié)構(gòu)一樣簡單的設(shè)計(jì),無論私人汽車、商務(wù)車、小型巴士等都可以基于現(xiàn)有底盤打造。
另據(jù)外媒報(bào)道,蘋果也試圖打造一款內(nèi)飾類似Canoo Lifestyle的車型,并將于2025年正式發(fā)布。
如前所述,歐陽明高在提出新能源汽車技術(shù)與市場亮點(diǎn)及中長期趨勢時(shí)就表示,由于動(dòng)力電池系統(tǒng)通常是扁平化結(jié)構(gòu),所以凡是純電動(dòng)汽車專用平臺,都與傳統(tǒng)燃油車平臺差別較大,帶有扁平化滑板的基本概念。在他看來,電動(dòng)化整車平臺可分為三種:一是現(xiàn)在基礎(chǔ)上借鑒燃油車平臺概念,采用承載式車身;二是特斯拉推出的扁平式底盤,但采用的是半承載式車身;三是Rivian推出的完全滑板底盤,可以承受碰撞,采用非承載式車身,可以實(shí)現(xiàn)更好的輕量化效果。
上下分體式悠跑UP超級底盤
近日,在首屆“UP DAY悠跑體驗(yàn)日”上,悠跑科技重磅首發(fā)UP超級底盤和3款UP SPACE超級艙體概念車。據(jù)介紹,UP超級底盤基于滑板底盤升級而來,以滿足快速變化的個(gè)性化體驗(yàn)為研發(fā)目標(biāo),將傳統(tǒng)的汽車開發(fā)從“整車一體式”升級為“上下分體式”,一改原來汽車研發(fā)的邏輯和技術(shù)形態(tài)。
具體來看,悠跑UP超級底盤具備集成傳統(tǒng)白車身的能力,將懸掛、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、電池、電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)、懸架等組件,排布在一個(gè)類似“滑板”的底盤內(nèi);在實(shí)現(xiàn)集成一體化設(shè)計(jì)的同時(shí),還具備整合傳感器、計(jì)算平臺及各類服務(wù)應(yīng)用等智能化軟硬件的能力,成為了一個(gè)獨(dú)立的滑板結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立駕駛和軟硬件的持續(xù)迭代。
也就是說,作為軟硬一體的標(biāo)準(zhǔn)件,悠跑UP超級底盤集成了底盤、三電、熱管理、被動(dòng)安全、電子電器架構(gòu)五個(gè)領(lǐng)域并做到硬件標(biāo)準(zhǔn)化,以此滿足不同場景形態(tài)的上車體需求。區(qū)別于“整車一體化開發(fā)”的純電動(dòng)汽車平臺,其特點(diǎn)是既能上下分離解耦,又能上下共同承載。與傳統(tǒng)非承載式車身通過橡膠連接上下車體不同,UP超級底盤與上車體通過剛性連接,達(dá)到共同受力、共同承載的效果。據(jù)悉,悠跑科技在該領(lǐng)域已申請46個(gè)專利;同時(shí),還與京西重工、地平線等企業(yè)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,將在智能汽車相關(guān)領(lǐng)域、邊緣人工智能芯片領(lǐng)域展開深入合作。
新能源和智能網(wǎng)聯(lián)汽車獨(dú)立研究員曹廣平認(rèn)為,電動(dòng)汽車滑板底盤以電池包括其縱橫梁架結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),結(jié)合驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)以及輪胎、前后減震和防撞梁等而形成,相比傳統(tǒng)汽車的“油箱-發(fā)動(dòng)機(jī)-變速器-傳動(dòng)軸”結(jié)構(gòu)更平整。
一家新能源車企的相關(guān)負(fù)責(zé)人對記者表示,滑板底盤簡單來說,就是把汽車三電、懸架、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等部件布置在底盤上,它還可以融合進(jìn)電子電氣架構(gòu),實(shí)現(xiàn)更加智能化的功能。比如,悠跑UP超級底盤融合了整車全線控、可插拔環(huán)網(wǎng)電子電器架構(gòu)、CTC電池系統(tǒng)和高集成熱管理系統(tǒng),這也是未來電動(dòng)汽車智能化技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)方向。“CTC電池系統(tǒng)集成在底盤上,使重心更低,底盤與車身進(jìn)行剛性連接,操控性會(huì)比非承載式車身有所提升。”他說道。
縮短研發(fā)周期、降低造車成本
清華大學(xué)汽車產(chǎn)業(yè)與技術(shù)戰(zhàn)略研究院院長、世界汽車工程師學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)(FISITA)終身名譽(yù)主席趙福全曾指出,在未來的汽車制造中,硬件會(huì)越來越趨于標(biāo)準(zhǔn)化甚至同質(zhì)化,反過來通過軟件實(shí)現(xiàn)所有產(chǎn)品個(gè)性化。這也正是悠跑UP超級底盤的產(chǎn)品理念,即用標(biāo)準(zhǔn)化成就個(gè)性化。
悠跑科技方面表示,UP超級底盤通過“上下分體式”開發(fā)模式,能降低智能電動(dòng)汽車的準(zhǔn)入門檻、造車周期和成本。悠跑科技首席執(zhí)行官李鵬在接受媒體采訪時(shí)稱,UP超級底盤可以改變商業(yè)模式,使造車成本結(jié)構(gòu)與以前不一樣:“讓400億元才能造的車,要么造得比以前更好,要么用40億元就可以造出來。”
據(jù)了解,基于悠跑UP超級底盤的車型,工裝調(diào)整和工藝驗(yàn)證時(shí)間將大大縮短,研發(fā)周期可縮短6~12個(gè)月。這主要得益于,一是釋放了造型對工程開發(fā)的約束;二是上下車合體僅需驗(yàn)證上車體耐久,同時(shí)整車試驗(yàn)不受季節(jié)限制。
對于造車新勢力來說,更低的成本正是在激烈競爭中突圍的關(guān)鍵之一。北方工業(yè)大學(xué)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究中心研究員張翔對記者表示,滑板底盤的到來,甚至可以讓車企徹底將底盤研發(fā)外包,以更少的資金、更短的周期造出新車。他說:“滑板底盤的技術(shù)不僅可以自己用,還能與其他車企共享,提高零部件采購量,從而降低成本。”
“假如過去車企開發(fā)一款車型要賣20萬輛才能收回成本,那么在滑板底盤的基礎(chǔ)上,由于多車型共用,單一車型賣5萬輛就可以實(shí)現(xiàn)盈虧平衡。”PIX Moving創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Angelo表示,旗下車型采用模塊化產(chǎn)品架構(gòu),車輛艙體和底盤分別進(jìn)行開發(fā),不同型號底盤之間60%~70%的核心零部件可以通用,讓造車像搭建樂高積木一樣簡單。
從技術(shù)角度來看,滑板底盤的優(yōu)勢較為明顯。在曹廣平看來,一是電池、電機(jī)的布置位置較低,所以整車重心較低,車輛不容易出現(xiàn)側(cè)翻,在轉(zhuǎn)彎及行駛過程中可起到良好的穩(wěn)定作用;二是車輛各系統(tǒng)盡可能在車輛底盤及車身下部布置,讓出了大量的空間,車身上部的布置自由度增加,駕乘體驗(yàn)更好;三是電池包在底盤上前后長度增加后,軸距變長,車輛前后的空間也非常寬敞;四是技術(shù)更加成熟后,車輛布置會(huì)越來越簡化,不僅車輛設(shè)計(jì)更容易,維修維護(hù)便利性也有所提升。他也強(qiáng)調(diào),滑板底盤的集成需要大量先進(jìn)技術(shù)的融合,比如線控轉(zhuǎn)向、制動(dòng)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),尤其是電池包技術(shù)。
汽車設(shè)計(jì)革命也面臨認(rèn)知挑戰(zhàn)
歐陽明高介紹說,滑板底盤是技術(shù)多年演變的結(jié)果,代表了技術(shù)發(fā)展趨勢,尤其是電池系統(tǒng)做得越來越扁平,電機(jī)比功率越來越高,電機(jī)/逆變器/驅(qū)動(dòng)軸三合一用得越來越多,可以實(shí)現(xiàn)真正的滑板式底盤平臺,再配合智能化主動(dòng)避撞,車型增大化,將縮短車型的開發(fā)周期,為汽車設(shè)計(jì)制造帶來一場革命。
“在滑板底盤的基礎(chǔ)上,車身設(shè)計(jì)確實(shí)可以更自由、更個(gè)性化。而采用通用的滑板底盤,能有效降低開發(fā)不同車型的成本。”前述新能源車企相關(guān)負(fù)責(zé)人說,“新能源汽車市場競爭的主要區(qū)間趨向于中端車,其成本壓力更大。所以,成本低、開發(fā)周期短的滑板底盤技術(shù)開始受到更多車企的青睞,從而快速響應(yīng)多元化的市場需求,未來不只是造車新勢力,傳統(tǒng)車企也會(huì)逐漸嘗試類似技術(shù)。”
而在悠跑科技看來,最大的挑戰(zhàn)是改變行業(yè)的傳統(tǒng)認(rèn)知。據(jù)介紹,不少人習(xí)慣把滑板底盤這一新生事物套用到原有知識體系中,比如直接將其與非承載式車身畫上等號。事實(shí)上,滑板底盤在開發(fā)的時(shí)候是上下分體非承載的,一旦結(jié)合,通過剛性連接就可實(shí)現(xiàn)共同受力、共同承載。再往前推一步,未來的挑戰(zhàn)還在于,就算有人把這項(xiàng)技術(shù)講清楚,工程師也理解了滑板底盤的價(jià)值,要讓行業(yè)真正認(rèn)可并接受恐怕也并非易事。
此外,滑板底盤也面臨一定的技術(shù)困境。曹廣平認(rèn)為,電池布置在底盤下面,容易導(dǎo)致車輛托底時(shí)損傷電池而造成電池著火等事故;而且,電池布置在車底,為保證長續(xù)駛,電池包需要一定的橫向?qū)挾然蚩v向長度,雖然可以增大駕乘空間,但車輛在側(cè)向碰撞時(shí)電池包容易撞壞繼而引發(fā)事故。此外,滑板底盤的設(shè)計(jì),也使其整車簧上重量高于傳統(tǒng)燃油車。
小眾還是主流待市場更多檢驗(yàn)
蓋世汽車研究院副總監(jiān)張志文告訴記者,隨著智能電動(dòng)汽車的發(fā)展,傳統(tǒng)的汽車底盤形態(tài)發(fā)生了比較明顯的變化,未來汽車底盤會(huì)更加標(biāo)準(zhǔn)化和通用化?;宓妆P的應(yīng)用可以降低車型開發(fā)周期、節(jié)省開發(fā)成本,并作為第三方平臺與整個(gè)行業(yè)共享。從長期來看,底盤研發(fā)人員還可結(jié)合未來不同的出行場景,把汽車打造成個(gè)人的工作空間或娛樂空間,真正打造未來第三生活空間的概念。
悠跑科技方面認(rèn)為,未來,隨著更多企業(yè)的應(yīng)用,滑板底盤將從小眾走向主流,預(yù)計(jì)這個(gè)時(shí)間點(diǎn)會(huì)在2024~2025年。但在張翔看來,滑板底盤或許不會(huì)成為主流,而是一種技術(shù)方向。特別是傳統(tǒng)車企對滑板底盤的態(tài)度恐怕不會(huì)太積極,原因在于它們不愿放開底盤技術(shù),擔(dān)心失去核心競爭力,而且一旦造車的門檻降低,也害怕將無法保持目前的市場地位。他據(jù)此判斷,滑板底盤更適合初出茅廬的車企采用。
張翔說:“滑板底盤在乘用車領(lǐng)域推廣并不現(xiàn)實(shí),畢竟體量很大,實(shí)現(xiàn)某種顛覆并非易事。但在專用車、物流車領(lǐng)域則更可能推廣。對于物流車來說,最大的要求就是降低成本,并不在意同質(zhì)化。”據(jù)悉,PIX Moving目前以滑板式底盤為基礎(chǔ),根據(jù)不同應(yīng)用場景的需求,為客戶打造了不同類型的車輛,覆蓋專用車、商用車等場景,比如Robobus、安防車、物流車、零售車等。
前述新能源車企相關(guān)負(fù)責(zé)人坦言,對于傳統(tǒng)車企來說,底盤技術(shù)是非常重要的核心技術(shù),不會(huì)輕易外包給第三方,多年積累的產(chǎn)品開發(fā)模式也很難輕易改變。他認(rèn)為:“因此,有可能傳統(tǒng)車企會(huì)讓旗下獨(dú)立的新品牌嘗試,成功之后母公司再進(jìn)行推廣。”
但需要承認(rèn)的是,在智能化的發(fā)展下,滑板底盤的出現(xiàn)給了汽車設(shè)計(jì)更多的想象與發(fā)揮空間。畢竟,無人駕駛來到之時(shí),車內(nèi)空間將替代駕駛本身成為核心需求,滑板底盤則恰恰為人們的腦洞大開提供了平臺。
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