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观察:从2024成都车展看汽车技术变迁

2024-08-23 16:53:51中国质量新闻网

2024年成都车展开幕在即,与此同时,各个汽车品牌的新车和新技术也不断亮相,如“麒麟电池”“云辇底盘”“易三方”“途灵底盘”等等。层出不穷的新名词,不只是营销话术,还是厂家你来我往的经营攻势,更是“护城河”。技术的进步,也让消费者得到前所未有的出行体验。

底盘悬架的革新

市售的量产车,绝大部分底盘悬架都是被动悬架,虽然近几年在蔚小理们大力推动下,空气悬架大量普及,但也只是悬架的形式更高级了一点,依然还属于传统的被动悬架,即行驶在地面时,车身会随着地面起伏而晃动,不管是CDC还是MRC还是空气悬架,都只能减少晃动。

而主动悬架却能让车辆如履平地。通过感知传感器对地面的扫描,结合行驶路线和车辆速度,主动调节悬架的高低软硬,从而实现各种地形上都有良好的乘坐感受。

云辇系统由比亚迪推出,最大特点就是具备主动悬架调节功能。根据比亚迪的展示,这套系统按照工作形式,分为电液控制(云辇P)和直线电机(云辇Z)控制。其中通过电液控制是通过电控和液体介质实现主动调节悬架的功能。这套系统主要由驱动泵、储能罐、缓冲蓄能器、刚度/阻尼控制控制器等组成。

直线电机则更加粗暴,简单点说,就是将传统的阻尼减振器直接更换为一个直线电机,相比电液控制的方式,响应更快,力度更大。根据比亚迪公布的专利显示,这套悬架系统能调整车高,还能控制车辆起跳。

此外,吉利AI数字底盘、蔚来的SkyRide・天行,保时捷的Active Ride等都是类似的技术。

后轮转向

后轮转向,主要是为了提升低速灵活性。新能源车型受限于电池布局,导致普遍轴距较长,增加了转弯半径,同时后轮转向技术基于电气架构,更易在电动平台上实现,这就给后轮转向的配置天然的优势。

此前,传统车型如奔驰就早已配备后轮转向系统,而国内包括腾势、小鹏、智己等厂家都推出配备后轮转向的车型。目前,市面上后轮转向角度一般是4.5度和10度的转向角度,而国内某些车厂将后轮转向玩出新高度,通过大角度的后轮转向,车辆实现蟹行模式,通过前后电机反向转动,实现平移进车位的停车方式。

电驱2.0时代 三电机、四电机开始普及

纯电大G,仰望U8,将四电机进行量产,坦克掉头、静止状态下陡坡倒车,无一不显示出极强的动力水平和控制能力。

之前我们讲过差速器,是将一个动力源分配给两个输出轴,到了新能源时代,一个轴上布置2个电机,免去了差速器,动力的传递路径大幅缩减,还因此获得了如坦克掉头,线控转向等很多新奇的功能。

配图为Lucid Air Sapphire

腾势汽车Z9GT搭载的“易三方”技术,就是前轴单电机,后轴双电机的配置。通过电机独立驱动/转向的控制,实现了“圆规掉头”“极致转向、内八制动增稳”等新奇功能,厂家的宣传视频还凸出显示出高速爆胎后的车辆操稳性能,都是对电驱系统的控制带来的全新驾驶体验。

除了力大飞砖的动力外,三电机、四电机更大的意义是控制层面上带来的,是安全的冗余能力的体现,为车辆增加多一道保险。

高转速电机

汽油发动机的一个性能指标就是发动机的转速,这一点在电机上同样适用。由于很多新能源汽车都采用的是单档变速器,齿比太大,极速上不去,速比太多,加速能力又显得孱弱,因此提高电机的转速,是提升车辆性能的一个重要途径。

众所周知,电机工作时,永磁体转动会导致巨大的离心力,即便是市面上普通的电机,转速也在15000rpm上下,也就是每秒转动250圈。而小米SU7 MAX这种极速接近300km/h的车型,其电机转速高达21000转,每秒转动350下。

为了克服巨大的离心力,需要用到超高强度的硅钢片来支撑永磁体,防止拉扯撕裂。而小米更高阶的V8s电机转速更高达27200rpm,未来更高转速的电机转子甚至用到了碳纤维缠绕工艺。

高转速还需要更高槽满率的绕组。小米超级电机V8s的槽满率高达77%,采用双向全油冷散热,同时功率模块也升级为耐压性能更高的SiC碳化硅芯片。

4C速率 插混汽车三电直追纯电汽车

纯电汽车经历了400V后,目前新车普遍朝800V架构发展。而插混由于发动机的存在,补能需求并不突出。因此目前市面上多数插混车型的充电速度一般在70kW-90kW之间。根据理想汽车官网的资料,其52.3kWh的三元锂电池充电时间约为25分钟(20%–80%)。

此外,增程式汽车的工作特性,其在低电量下的加速能力较高电量下有较为明显的差异。这一点在问界M7和理想L系列上都表现得较为明显,主要是由于电池在低电压下的放电能力降低造成的,也就是俗称的“有电一条龙,没电一条虫”。

而阿维塔将插混的三电系统提升到了新的高度。其昆仑增程技术其与宁德时代共同打造的神行增混电池,在满电状态下拥有9C峰值放电倍率,即便在低电量状态下也能保持7.7C的峰值放电倍率。在高电量状态下,阿维塔07增程四驱车型零百加速时间为4.9秒,而在低电量状态下,零百加速时间也相差不到1秒,为5.8秒。

电池放电功率更大,让增程器的工作压力更小,如此车身的振动也就跟着变小,车辆更舒适了。

同时,阿维塔这个插混电池(54.7kWh版本)峰值充电倍率可达4C,电量从30%充至80%,仅需10分钟。

其他的三电技术,还有越来越高的电压和功率模块。电压越来越高意味着能提高充电速度,提高电机功率,还能降低线缆的粗细。

SiC功率模块让开关速度更快、开关损耗更低,高阻断电压、结温更高和高电流密度意味着更高的密实度和更高的功率密度。相比IGBT,SiC 功率器件开关频率提升4倍以上、功率密度提升3倍以上,系统平均效率大于97%,最高效率可达99%,可以说从各个环节上增强了新能源汽车的整车性能。

智驾芯片,车机芯片 或将大一统

在传统燃油车时代,一辆汽车拥有数十个甚至更多控制芯片,这些芯片分布于车身各处,如发动机的ECU、变速器的TCU、稳定系统ESP等。到了新能源时代,汽车电子电气架构由分布式向域集中转变,最终形成中央集中式的整车架构,将离散的分布式架构逐步变为集成域控制器。集成度上来了,通信速度更快、运行效率更高、设计和维修方面都有质的飞跃。以高通骁龙为代表的智能座舱芯片就是域控制器的典型案例。

除了智能座舱外,智驾也是各大厂家发力的点。目前智驾芯片主要有英伟达、地平线、华为、Mobileye等提供。其中英伟达当前的主力产品orin于2022年发布,采用7nm制程,单块芯片算力254TOPS,到了2025年,新一代代号为THOR的芯片算力一举达到2000TOPS,实现巨大的跨越。

作为DRIVE Orin的后续产品,DRIVE Thor是一款“集中式车载计算平台”,搭载了NVIDIA为Transformer、大语言模型(LLM)和生成式AI工作负载而打造的Blackwell架构。

Thor只是一颗芯片,可以理解为一台计算机,具备现代计算器上的一切配置,而汽车厂家可以以多种方式设定DRIVE Thor,他们可以将平台的所有运算全部用于自动驾驶流程,或将一部分用于智能座舱,另一部分则用于驾驶辅助;将智能座舱芯片和自动驾驶芯片以及所有功能整合至同一个集中式平台上,相当于智驾芯片集成了车机芯片的功能。(朋月)

(责任编辑:八雨)
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