新能源汽车时代的底盘调校流程及范围
无论是燃油车,还是新能源,都离不开底盘调校。底盘不仅客观性的存在于所有汽车当中,承载其支撑和容纳汽车零部件,还同时肩负的四个系统:传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统。
虽然说新能源汽车的“三大件”是电池,电机和电控,但是底盘还是很重要的,底盘决定着新能源汽车的驾乘体验。新能源车和燃油车相同,都是通过悬架来实现支撑和避震,不同的是将发动机的位置转换成电机和电池,所以新能源车不能完全依赖燃油车的优秀底盘设计,需要重新总布局、设计、安全等多个角度重新规划,以此来实现新能源车纬度的地盘性能。
电动车底盘技术路线
1、汽车底盘调校的重要性
底盘作为汽车行驶的根基,是驾驶员与路面的中间过渡体,对确保车辆的稳定性、安全性和操控性至关重要。汽车底盘将路面力学信息反馈传递给驾驶员和乘客,使得人车之间有着良好的互动。
乘用车底盘包括转向系统、制动系统、悬架系统及各种金属结构件等部件,底盘性能是一种动态性能。汽车是一个6自由度运动的物体,其中5个半自由度跟底盘直接相关。
沿X轴前后方向:加速、制动;
沿Y轴左右方向:打方向变道;
沿Z轴上下方向:车身随路面的起伏跳动;
绕X轴的转动:转弯时的侧倾;
绕Y轴的转动:加速制动时车身的俯仰,点头、抬头;
绕Z轴的转动:转弯时车身的水平转动。
新能源汽车底盘在驾控上具有巨大的优势,电动车的电控系统更加集成,并且电池的容量更大,能够支持更多电控配置同时使用,新能源车的底盘还和其自身的的被动安全性有着紧密的关系。
2、新能源汽车底盘调校流程
新能源汽车时代的三大件从燃油车时代的发动机,底盘,变速箱变为电池,电机和电控,新能源汽车上的电机替代了内燃机作为动力输出,而电机输出时就可以达到最大扭矩,协调转速,所以电车可以不依靠变速箱控制转速。
不同定位的汽车在驾驶过程中会给予驾驶员和乘客不同的主观感受,这种差别反映在机械层面上就是底盘的调校不同。
新能源汽车底盘调校一般分为目标设定、建模仿真分析、主观评价及测试调校四个流程。
目标设定:选定整车性能对标车,并对参考车进行主观评价、客观测试KC测试,并将测试结果结合主观评价设定整车风格的操稳和舒适性的目标,在目标定义的同时需要进行整车及零部件性能参数测试。
建模仿真分析:根据底盘硬点、整车性能参数、悬架弹性元件的刚度曲线建立虚拟模型,并通过KC测试曲线校核模型的正确性提出满足目标要求的调校方案,并按调校方案制作不同刚度的零件,弥补了主观调校难以量化的缺陷。
主观评价:更换底盘悬架相关弹性元件,并对每种方案的零件做整车操稳、舒适性主观评价,通过一套主观评价评分体系,将转向性能、操稳性能、舒适性能等方面的评价,形成直观的图表进行评分,根据评分结果选择出最满足目标设定的组弹性元件参数组合。
测试调校:弹性元件通过主观评价确定后,对整车再进行客观测试及KC测试用于与调校前的参数对比,并为下一轮调校方案制定提供参考对下一轮调校车辆提出新的调校方案,不断更新调校方案,最后会确定出最终的悬架、转向性能参数。
2、新能源汽车底盘调校范围
电动汽车作为复杂的多体耦合系统,行驶过程中受到风阻、路面激励、输入、驾驶员不确定性等因素影响,其底盘直接影响整车表现,而底盘系统的研发对汽车综合性能提升带来的影响极为深远。
在电驱动+线控底盘+智能驾驶的智能电动化大潮下,随着各种汽车电子辅助功能在底盘上的应用明显提高了汽车的主动安全性和驾驶舒适性,包括ABS/ASR/ESP集成控制系统、自适应巡航控制系统(ACC)、泊车辅助系统(PLA)、车道偏离和驾驶员警示系统、胎压监测系统(TPMS)、可调阻尼控制系统(ADC)等。
新能源车的底盘调校范围包括前后悬架、转向系、制动系和车轮等,底盘性能关乎整车的制动性、操稳性和平顺性。
混合动力新能源汽车架构
新能源车标榜的安静和舒适同样因为底盘重力和工艺设计而实现结构性的优势,一般底盘系统工程师会根据工作经验、对标车性能、市场定位、整车相关参数等信息,确定底盘总体性能目标,然后将总体性能目标分解成对各零件的设计要求,底盘零部件设计工程师将设计要求进行仿真验证,主机厂将零部件装车后经过几轮迭代调校和验证最后确认零部件的要求。
3、智能化+电气化的底盘系统
伴随着汽车智能化、电动化带来的产业变革,主机厂对底盘核心技术也有了新需求,智能底盘朝着多方向、多维度实现颠覆式创新,整个电子电器架构也在不断变化,目前主要车企都在研发智能化电气化的底盘系统。
(1)比亚迪“云辇智能车身系统”
“云辇智能车身系统”把底盘和车身融合为一个系统的整体,通过电气化和智能化的技术让汽车驾乘体验更加舒适,智能。云辇智能车身控制系统是比亚迪对垂向控制系统的一个技术矩阵,从入门的云辇-C,到云辇-A、云辇-P,再到高阶的云辇X,适配不同类型的车型,满足不同的使用场景和不同人群的需求。
云辇智能车身系统
(2)华为“途灵”智能底盘
华为在智界S7上面搭载的“途灵”智能底盘,采用前双叉臂后五连杆独立悬架的设计,结合多模态融合感知系统、HUAWEI DATS动态自适应扭矩系统和HUAWEI智能车身协同控制系统,以数字底座为基础,实现多域协同控制,注重智能感知和智能控制,为用户提供易操控、更安全、更舒适的驾乘体验。
(3)蔚来“4D”智能底盘
在智能底盘上使用4D舒适领航+自适应悬架预测控制方案,通过遍布车身的众多动力学传感器(悬架高度传感器、加速度传感器、轮速传感器等)以及云端颠簸图层呈现至车机,可提前预知道路颠簸、坑洼等,通过智能悬架前馈调节,提升乘坐舒适性和安全性。
总结
在“新四化”造车理念的指引下,底盘架构也开始向电动化、智能化、集成化、轻量化的方向转型,新能源汽车将会对传统的底盘系统产生颠覆式的变革。智能底盘成为实现汽车智能化的关键环节,通过线控化改造搭建智能汽车的控制执行系统,推动线控制动和线控转向的发展,以助力实现自动驾驶等功能。
随着技术的迭代,当汽车的驾驶者从人变成操作、分析频率更高的电控时,底盘收到的指令将会是燃油时代的数倍不止。因此,只有让底盘的操控上限更高、安全冗余更多,位于上层的智能化才能拥有更多的发展空间。
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