“电动三傻”的底盘技术究竟是什么水平?和国外比能赢么?
早期电动汽车是从燃油车改出来的,因此底盘架构完全沿用燃油车的架构。事实上这种“老底盘新用途”的做法也给汽车厂家带来了一大堆问题:比如巨大的锂电池箱无处安放就是最头疼的技术难题。
因为燃油车底盘的特殊性,脚底下只是一层钢板而已,放不了其他东西。而原车油箱位置就成了安放锂电池箱最好的位置了,可油箱位置留下的空间就这么一点,压根放不下大容量锂电池。怎么办?只能“借用”后备箱空间了!
在后排座椅后面硬生生开辟出一个区域用来塞锂电池。所以早期的“油改电”车型,后备箱空间都小的可怜。而且即使是这样,锂电池的容量依然不可能做的太大(总不至于整个后备箱都用来塞锂电池吧?)
电动汽车底盘的最终形态:
“船坞”底盘!
所以“油改电”就成了昙花一现。如今的主流电动汽车底盘全都是专门设计开发的“电车专用底盘”。而“领跑者”正是特斯拉。自从当年特斯拉创造性的提出“船坞底盘”概念,并将锂电池扁平化,与车厢地板融为一体后,这8年来其他品牌的电车似乎也都在借鉴这种布局。
那么这种布局为何被大家广泛认可呢?因为它的优势有这么几点:
1. 首先便于平台化,结构简单,主体架构源自于“半承载”体系。
2. 锂电池不会和车内空间、储物空间“抢地盘”。
3. 结构坚固性较好,便于安全性方面的优化工作。
“电动三傻”的底盘水平如何?
是否是“船坞”结构?
我们抛开其他的系统不谈,仅说底盘结构,特斯拉确实是很有想法。那么问题来了:近些年我国电动汽车也遍地开花,那么国内的这些品牌,他们的底盘设计架构和特斯拉的“船坞底盘”比起来又处于怎样的一个阶段呢?
于是笔者分析了目前非常火的“电动三傻”。所谓“三傻”只是民间的一个叫法,分别是理想、小鹏、蔚来。——接下来笔者就要详细解说三者的底盘架构了。但由于目前理想主要是一款增程混动车型,并非纯电,因此我们暂且不讨论。
“船坞底盘”源自“半承载”
既然要说底盘,我们首先得从特斯拉的“船坞底盘”说起。所谓“船坞底盘”上面也说了是源自“半承载”结构。而“半承载”结构则是源自古老的“非承载”。“非承载”就是我们所说的“独立大梁底盘”,也就是那些硬派越野车用的结构,比如普拉多、奔驰G、牧马人等等……
这种结构的最大好处就是结构简单,而且贼结实。但因为重心高、重量大并不适合现代化家用车。而传统轿车使用的“承载式”结构却存在刚度强度偏低、力学计算复杂等缺憾。——于是结合两者优点的“半承载”框架就诞生了。
在“半承载”框架中,“四梁六柱”结合成粗壮的框架体系:“四梁”<车头的“前纵梁”(左右2根)、车尾的“后纵梁”(左右2根)>与车门框融合,构成连续而粗大的“大梁”结构。下面我们以斯巴鲁为例来说明一下“半承载”的好处。
从示意图可以看到车辆从“承载式”演变为“半承载”之后,虽然看起来改动不大,但却解决了“承载式”车身纵梁不连贯的痛点。因此在国内也有企业把“半承载”叫做“贯通纵梁式承载结构”。粗大的纵梁成为全车的“龙骨”,因此车辆强度优势很大。
从“半承载”演化为“船坞”
电动汽车底盘形式终于成形
在轿车、SUV里使用“半承载”结构的,目前主要有:马自达的创世蓝天、斯巴鲁最新的平台、奇瑞的很多车系(包括艾瑞泽)、铃木的部分车型、国产一汽欧朗等。但燃油车的“半承载”和电动汽车的“船坞底盘”还有一定差距。
因为需要给锂电池留下空间,所以电动汽车的“船坞底盘”乘员舱底部必须预留一个巨大的“方框”。于是“半承载”结构就需要改动。改动后“船坞底盘”的雏形就出来了。其实燃油车也有运用类似底盘的。比如别克昂科威和新飞度。
蔚来:为了给电池让空间
底盘无奈“多花钱”堆材料
到这里我们已经把“船坞底盘”的由来给说清楚了。接下来我们请出蔚来。目前蔚来主要有ES6和ES8两款车型。它两底盘架构基本一致。我们可以看到蔚来的底盘,车尾后纵梁往前延申,在后排屁股下方与后门的门槛相连。
而车头前纵梁就特别奇怪,笔直往后延申到防火墙就结束了,通过一个巨大的铸造盒结构与前门的门槛相连,但过渡非常生硬,基本就是90度拐弯,丝毫没有“平滑过渡”的意思。事实上这对于力的传导是没有好处的。
既然如此蔚来为啥非要这样去设计底盘呢?很简单:为了让电池最大化,整个乘员舱底下的每一寸空间全都被规划用来安置电池。当然为此蔚来也是付出了巨大代价的:为了加固底盘,在防火墙这里设置了结构非常复杂而庞大的铸铝结构(车尾后排下方也是如此)。
用庞大的横向结构来“硬抗”纵向冲击不是不可以,只是这样一来花费的成本确实就太多了。所以蔚来的底盘架构可以说是为了给电池留空间而不得不这样。要电池容量还是成本?这是个头疼的取舍问题……
小鹏:“中通道”+“三角板”
巧用燃油车思路解决难题
那么“三傻”的最后一傻小鹏又会是怎样的设计理念呢?目前小鹏一共又G3、P5和P7三大系列。目前最主力的是旗舰产品P7,因此我们以P7为例说明。事实上我们看P7的裸底盘就非常清楚了。
车尾后纵梁和车门框的连接非常顺畅,但车头前纵梁在防火墙处的转折,角度还是太小了。因此也需要增加结构来解决强度问题。蔚来使用了结构复杂的铸造件,小鹏怎么玩呢?它非常巧妙的保留了一件在燃油车上很常规的结构——中央通道(也就是后排地板上突起来的那个东西)。
并且在前纵梁折弯的位置增设了三角形的加强板来分散应力。加上中央通道的支撑,前纵梁与车身的连接强度和力学传递问题就不存在了。用燃油车的结构去优化电动汽车的结构,构思非常精妙。
当然传统车企在力学架构上
往往很有经验,可以多参照
从力学结构角度说,小鹏P7比蔚来家族高明的多。但这并不代表P7就不吃亏:庞大三角加固板+中通道结构毕竟占据了一定的空间(后纵梁的平缓过渡段,虽然强度更高,但占据空间更多)这导致留给锂电池的位置就小了很多。可谓各有利弊。
“三傻”除了混动理想ONE不在讨论范围之内,剩余的蔚来和小鹏各有优势:蔚来留给锂电池的空间明显更大而小鹏底盘的力学结构更合理、更结实坚固。当然了,和传统车企比的话,“三傻”还是可以从传统车企学到些东西的。比如广汽Aion V的底盘结构基本可以作为教科书参考了。