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多功能——电动车模块化平台全面推行

2021-03-04 00:56:05·  来源：汽车与新动力  作者：RICHARD GOODING  
　
大众ID.3车型的推行，不仅开启了该品牌车型的新篇章，而且还推出了第1款经大规模模块化处理的电动汽车平台。研究人员通过采用与大众集团横置发动机模块化平台（M
大众ID.3车型的推行，不仅开启了该品牌车型的新篇章，而且还推出了第1款经大规模模块化处理的电动汽车平台。研究人员通过采用与大众集团横置发动机模块化平台（MQB）及模块化电驱动矩阵平台（MEB）同样的架构体系，从而对电动汽车开展后续的研发工作。模块化电动平台也是电动汽车技术的重要发展基础。
 
本特勒（Benteler）电动出行业务部门副总监Marco Kollmeier对此提到，对于燃油车而言，电动汽车采用了完全不同的架构体系，这是因为如果要使功能和效率实现最大化，复杂的电驱动力总成必须集成到车辆中。通过与博世开展合作，奥地利公司已经开发出本特勒电驱系统平台（Benteler Electic Drive System），其为1款开放的电动汽车平台。通过该平台，研究人员可将集成的电驱底盘模块和1个模块化电池包相结合，从而将其作为电动汽车的制造基础。该款车型的轴距在2 500～3 150 mm之间。基于该项技术，恒大（Evergrande）将开发1款滚动底盘（rolling chassis），该底盘的特征是采用了由博世、威巴克（Vibracoustic）及宾尼法利纳（Pininfarina）开发出的电驱动力总成和车身接口。
 
在大众里程碑式的平台之外，其他汽车制造商已经开发了全新的模块化电驱底盘。其中，雷诺日产三菱联盟通用模块化系列CMF-EV平台由法国和日本的研究人员进行专门设计。雷诺集团电动汽车项目工程总监Jean-Paul Drai对此解释到，CMF-EV平台可基于3种不同的单元（后端、中部和前端）而进行专门开发。在三维尺寸上，研究人员可以对每个单元的长度、宽度和高度都进行功能扩展，并且能据此开发出一系列轿车、掀背车、运动型多功能车（SUV）和跨界车。
 
                                                  

可再生能量
 
近期，标致雪铁龙（PSA）集团已宣布了其未来发展计划：从2023年开始，在后续的5年间，PSA将从多能源高效模块化平台（EMP2）和通用模块化平台（CMP）及eCMP衍生平台转为开发定制的电驱底盘。电动汽车模块化平台（eVMP）的续航里程将为402～653 km，并且能提供60～100 kW·h的可再生能量。PSA平台、模块和电动汽车的领导Christophe Hancke对此提到，PSA当前面临的主要挑战是尽量节约开发成本，并避免重复返工，但也提出了对性能方面的要求，并且需要在平台架构中实现较高的工作效率。为了解决上述问题，研究人员会着重于解决具有更高优先级的问题，并提供更好的解决方案，以此提升整车效率和续航里程。考虑到工业技术方面的限制，研究人员计划在早期开发阶段降低投资，并优化材料成本。为了迎合全球出行需求，研究人员计划将以eVMP为基础，而开发出一系列混合动力衍生产品。
 
前轮和全轮驱动（AWD）方案可在eVMP平台上获得，AWD版本的车型功率可达250 kW。CMF-EV也将享有许多驱动结构，具有87 kW·h的日产Ariya的最高功率为290 kW，最大扭矩为600 N•m。但是与MEB不同，CMF-EV的电机布置在平台的前端，该底盘可以匹配能实现全轮驱动的变速器。同时，雷诺旗下的研究人员将在该款车型的后轴上安装了1台电机，由此能输出的最高功率和最大扭矩分别为160 kW与300 N•m。其电池系统具有3种不同的类型，其容量分别为40 kW·h、60 kW·h和87 kW·h。
                                                   
布置优势
 
在最新模块化电动平台上的1个共同结果是其具有较好的布置优势，Drai提到雷诺方面目前已将所有的专业零部件布置在车辆前端，从而为乘客和行李腾出所需的空间。
 
后续优化过程在PSA集团的eVMP项目中起着重要作用。目前，现有的电动汽车电池模块和子总成已经被研究人员加入到平台中，同时还配备有由PSA的欧宝（Opel）、萨夫特（Saft）和道达尔（Total）等公司设计和制造的电气零部件。来自PSA旗下的研究人员通过对电池容量进行调整，以此来降低电池的成本。同时，研究人员通过对电池壳体、冷却和内部进行设计，使电池系统具有最优的碰撞安全性。Drai提到，碰撞保护是CMF-EV的重要的技术亮点，而集成到白车身（body in white）上结构性的铝电池包有助于实现平台的碰撞保护策略。
 
 
CMF-EV的电池包也采用了模块化处理，并且可进行功能扩展，同时其集成位置有利于能效配置的平衡。目前，整车轴距为2 700 mm，如何实现轻量化对CMF-EV项目而言也是1项重要挑战。但Drai对此提到，CMF-EV的质量将是1项关键优势。雷诺方面目前已经开发了1块非常薄的电池包，其厚度仅有110 mm，为同类产品中的佼佼者。同时，电池效率对CMF-EV也较为重要。研究人员为电池系统配备了1款采用水冷的能量回收系统，通过收集电机和电池的热量来加热客舱，而无需使用电池自身的能量。雷诺的充电系统可使用7 kW或22 kW的交流（AC）充电及130 kW的直流（DC）充电等方式，其在30分钟内充入的电能，能使整车行驶约200 km。
 
通过来自Hancke的证实，当参与eVMP的开发进程时，许多车辆尺寸和类型对工程技术性细节并不会产生任何影响。Kollmeier对此提到，这是研究人员采用Benteler平台的重要目的。虽然研究人员基于Benteler平台，已经对D～F级的车型进行开发，但与eVMP相似，降低开发成本也是重要的一环。
                                                   
效率杠杆
 
设计过程与平台的应用灵活性，是提升开发效率的1类重要杠杆。当1家汽车制造商已成功开发出了1款电气化平台时，后续措施是将相关纯电动车型与该平台实现技术匹配。雷克萨斯总工程师TakashiWatanabe对此提到，通过对丰田新全球架构（TNGA）平台、雷克萨斯GA-C平台、激光螺旋焊（Laser Screw Welding），以及结构胶粘剂和门孔环形构造的应用，由此可显著提高车身及整个客舱的刚度。此外，研究人员对前横梁（front cross member）、转向齿轮箱和车身后围等结构进行了加强，并允许车身刚度沿着整个框架连接。对于每个零部件的布置方案而言，研究人员也应考虑到车辆的参数及特征。由于其为定制的模块化平台，对客舱空间的优化也有着较高重要性。
 
 
对于未来而言，模块化电动汽车平台的时代即将来临，Kollmeier相信这些独特的解决方案将起到重要作用。由于电动汽车市场发展较为迅速，针对特殊的需求也需要采用特殊的的解决方案。
 
作者：RICHARD GOODING
整理：王少辉  
编辑：伍赛特
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