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多功能——電動(dòng)車模塊化平臺(tái)全面推行

2021-03-04 00:56:05·  來(lái)源：汽車與新動(dòng)力  作者：RICHARD GOODING  
　
大眾ID.3車型的推行，不僅開(kāi)啟了該品牌車型的新篇章，而且還推出了第1款經(jīng)大規(guī)模模塊化處理的電動(dòng)汽車平臺(tái)。研究人員通過(guò)采用與大眾集團(tuán)橫置發(fā)動(dòng)機(jī)模塊化平臺(tái)（M
大眾ID.3車型的推行，不僅開(kāi)啟了該品牌車型的新篇章，而且還推出了第1款經(jīng)大規(guī)模模塊化處理的電動(dòng)汽車平臺(tái)。研究人員通過(guò)采用與大眾集團(tuán)橫置發(fā)動(dòng)機(jī)模塊化平臺(tái)（MQB）及模塊化電驅(qū)動(dòng)矩陣平臺(tái)（MEB）同樣的架構(gòu)體系，從而對(duì)電動(dòng)汽車開(kāi)展后續(xù)的研發(fā)工作。模塊化電動(dòng)平臺(tái)也是電動(dòng)汽車技術(shù)的重要發(fā)展基礎(chǔ)。
 
本特勒（Benteler）電動(dòng)出行業(yè)務(wù)部門(mén)副總監(jiān)Marco Kollmeier對(duì)此提到，對(duì)于燃油車而言，電動(dòng)汽車采用了完全不同的架構(gòu)體系，這是因?yàn)槿绻构δ芎托蕦?shí)現(xiàn)最大化，復(fù)雜的電驅(qū)動(dòng)力總成必須集成到車輛中。通過(guò)與博世開(kāi)展合作，奧地利公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出本特勒電驅(qū)系統(tǒng)平臺(tái)（Benteler Electic Drive System），其為1款開(kāi)放的電動(dòng)汽車平臺(tái)。通過(guò)該平臺(tái)，研究人員可將集成的電驅(qū)底盤(pán)模塊和1個(gè)模塊化電池包相結(jié)合，從而將其作為電動(dòng)汽車的制造基礎(chǔ)。該款車型的軸距在2 500～3 150 mm之間?；谠擁?xiàng)技術(shù)，恒大（Evergrande）將開(kāi)發(fā)1款滾動(dòng)底盤(pán)（rolling chassis），該底盤(pán)的特征是采用了由博世、威巴克（Vibracoustic）及賓尼法利納（Pininfarina）開(kāi)發(fā)出的電驅(qū)動(dòng)力總成和車身接口。
 
在大眾里程碑式的平臺(tái)之外，其他汽車制造商已經(jīng)開(kāi)發(fā)了全新的模塊化電驅(qū)底盤(pán)。其中，雷諾日產(chǎn)三菱聯(lián)盟通用模塊化系列CMF-EV平臺(tái)由法國(guó)和日本的研究人員進(jìn)行專門(mén)設(shè)計(jì)。雷諾集團(tuán)電動(dòng)汽車項(xiàng)目工程總監(jiān)Jean-Paul Drai對(duì)此解釋到，CMF-EV平臺(tái)可基于3種不同的單元（后端、中部和前端）而進(jìn)行專門(mén)開(kāi)發(fā)。在三維尺寸上，研究人員可以對(duì)每個(gè)單元的長(zhǎng)度、寬度和高度都進(jìn)行功能擴(kuò)展，并且能據(jù)此開(kāi)發(fā)出一系列轎車、掀背車、運(yùn)動(dòng)型多功能車（SUV）和跨界車。
 
                                                  

可再生能量
 
近期，標(biāo)致雪鐵龍（PSA）集團(tuán)已宣布了其未來(lái)發(fā)展計(jì)劃：從2023年開(kāi)始，在后續(xù)的5年間，PSA將從多能源高效模塊化平臺(tái)（EMP2）和通用模塊化平臺(tái)（CMP）及eCMP衍生平臺(tái)轉(zhuǎn)為開(kāi)發(fā)定制的電驅(qū)底盤(pán)。電動(dòng)汽車模塊化平臺(tái)（eVMP）的續(xù)航里程將為402～653 km，并且能提供60～100 kW·h的可再生能量。PSA平臺(tái)、模塊和電動(dòng)汽車的領(lǐng)導(dǎo)Christophe Hancke對(duì)此提到，PSA當(dāng)前面臨的主要挑戰(zhàn)是盡量節(jié)約開(kāi)發(fā)成本，并避免重復(fù)返工，但也提出了對(duì)性能方面的要求，并且需要在平臺(tái)架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)較高的工作效率。為了解決上述問(wèn)題，研究人員會(huì)著重于解決具有更高優(yōu)先級(jí)的問(wèn)題，并提供更好的解決方案，以此提升整車效率和續(xù)航里程?？紤]到工業(yè)技術(shù)方面的限制，研究人員計(jì)劃在早期開(kāi)發(fā)階段降低投資，并優(yōu)化材料成本。為了迎合全球出行需求，研究人員計(jì)劃將以eVMP為基礎(chǔ)，而開(kāi)發(fā)出一系列混合動(dòng)力衍生產(chǎn)品。
 
前輪和全輪驅(qū)動(dòng)（AWD）方案可在eVMP平臺(tái)上獲得，AWD版本的車型功率可達(dá)250 kW。CMF-EV也將享有許多驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，具有87 kW·h的日產(chǎn)Ariya的最高功率為290 kW，最大扭矩為600 N•m。但是與MEB不同，CMF-EV的電機(jī)布置在平臺(tái)的前端，該底盤(pán)可以匹配能實(shí)現(xiàn)全輪驅(qū)動(dòng)的變速器。同時(shí)，雷諾旗下的研究人員將在該款車型的后軸上安裝了1臺(tái)電機(jī)，由此能輸出的最高功率和最大扭矩分別為160 kW與300 N•m。其電池系統(tǒng)具有3種不同的類型，其容量分別為40 kW·h、60 kW·h和87 kW·h。
                                                   
布置優(yōu)勢(shì)
 
在最新模塊化電動(dòng)平臺(tái)上的1個(gè)共同結(jié)果是其具有較好的布置優(yōu)勢(shì)，Drai提到雷諾方面目前已將所有的專業(yè)零部件布置在車輛前端，從而為乘客和行李騰出所需的空間。
 
后續(xù)優(yōu)化過(guò)程在PSA集團(tuán)的eVMP項(xiàng)目中起著重要作用。目前，現(xiàn)有的電動(dòng)汽車電池模塊和子總成已經(jīng)被研究人員加入到平臺(tái)中，同時(shí)還配備有由PSA的歐寶（Opel）、薩夫特（Saft）和道達(dá)爾（Total）等公司設(shè)計(jì)和制造的電氣零部件。來(lái)自PSA旗下的研究人員通過(guò)對(duì)電池容量進(jìn)行調(diào)整，以此來(lái)降低電池的成本。同時(shí)，研究人員通過(guò)對(duì)電池殼體、冷卻和內(nèi)部進(jìn)行設(shè)計(jì)，使電池系統(tǒng)具有最優(yōu)的碰撞安全性。Drai提到，碰撞保護(hù)是CMF-EV的重要的技術(shù)亮點(diǎn)，而集成到白車身（body in white）上結(jié)構(gòu)性的鋁電池包有助于實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的碰撞保護(hù)策略。
 
 
CMF-EV的電池包也采用了模塊化處理，并且可進(jìn)行功能擴(kuò)展，同時(shí)其集成位置有利于能效配置的平衡。目前，整車軸距為2 700 mm，如何實(shí)現(xiàn)輕量化對(duì)CMF-EV項(xiàng)目而言也是1項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。但Drai對(duì)此提到，CMF-EV的質(zhì)量將是1項(xiàng)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。雷諾方面目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了1塊非常薄的電池包，其厚度僅有110 mm，為同類產(chǎn)品中的佼佼者。同時(shí)，電池效率對(duì)CMF-EV也較為重要。研究人員為電池系統(tǒng)配備了1款采用水冷的能量回收系統(tǒng)，通過(guò)收集電機(jī)和電池的熱量來(lái)加熱客艙，而無(wú)需使用電池自身的能量。雷諾的充電系統(tǒng)可使用7 kW或22 kW的交流（AC）充電及130 kW的直流（DC）充電等方式，其在30分鐘內(nèi)充入的電能，能使整車行駛約200 km。
 
通過(guò)來(lái)自Hancke的證實(shí)，當(dāng)參與eVMP的開(kāi)發(fā)進(jìn)程時(shí)，許多車輛尺寸和類型對(duì)工程技術(shù)性細(xì)節(jié)并不會(huì)產(chǎn)生任何影響。Kollmeier對(duì)此提到，這是研究人員采用Benteler平臺(tái)的重要目的。雖然研究人員基于Benteler平臺(tái)，已經(jīng)對(duì)D～F級(jí)的車型進(jìn)行開(kāi)發(fā)，但與eVMP相似，降低開(kāi)發(fā)成本也是重要的一環(huán)。
                                                   
效率杠桿
 
設(shè)計(jì)過(guò)程與平臺(tái)的應(yīng)用靈活性，是提升開(kāi)發(fā)效率的1類重要杠桿。當(dāng)1家汽車制造商已成功開(kāi)發(fā)出了1款電氣化平臺(tái)時(shí)，后續(xù)措施是將相關(guān)純電動(dòng)車型與該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)匹配。雷克薩斯總工程師TakashiWatanabe對(duì)此提到，通過(guò)對(duì)豐田新全球架構(gòu)（TNGA）平臺(tái)、雷克薩斯GA-C平臺(tái)、激光螺旋焊（Laser Screw Welding），以及結(jié)構(gòu)膠粘劑和門(mén)孔環(huán)形構(gòu)造的應(yīng)用，由此可顯著提高車身及整個(gè)客艙的剛度。此外，研究人員對(duì)前橫梁（front cross member）、轉(zhuǎn)向齒輪箱和車身后圍等結(jié)構(gòu)進(jìn)行了加強(qiáng)，并允許車身剛度沿著整個(gè)框架連接。對(duì)于每個(gè)零部件的布置方案而言，研究人員也應(yīng)考慮到車輛的參數(shù)及特征。由于其為定制的模塊化平臺(tái)，對(duì)客艙空間的優(yōu)化也有著較高重要性。
 
 
對(duì)于未來(lái)而言，模塊化電動(dòng)汽車平臺(tái)的時(shí)代即將來(lái)臨，Kollmeier相信這些獨(dú)特的解決方案將起到重要作用。由于電動(dòng)汽車市場(chǎng)發(fā)展較為迅速，針對(duì)特殊的需求也需要采用特殊的的解決方案。
 
作者：RICHARD GOODING
整理：王少輝  
編輯：伍賽特
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