电动汽车平台能颠覆电动汽车设计？

没有了像传统电动汽车动力总成那样使车轮间杂乱无章的情况,电动汽车就像一个扣上车身的大型电动滑板车。正如Barel所说:“一个大胆的出行新时代要求我们大胆地重新想象一辆汽车能够和应该是什么样子,这就是我们在REEcorner和我们革命性的电动汽车平台上所做的事情。”

文︱立厷

图︱网络

最近,特斯拉将推出一款15万元全新车型Model 2的消息不胫而走,据说它比Model 3便宜1万美元!国内外的主机厂们会不会因此而颤抖?该来的总会来,不过时间早晚。不过,还是有人质疑:一款新车型一般开发需要7年,高速开发需要5年左右,而在特斯拉,马斯克睡在地板上至少也需要3年。要在中国和欧洲推出本地化车型,唯一方法是这些设计团队必须有一个可以使用的平台。

平台不可或缺

埃隆·马斯克(Elon Musk)需要一个这样的平台。在此基础上,本地设计团队只在外部和内部覆以一层“皮肤”,即可优化本地市场,根据需要在视觉上创建新的车型。

通过这种方式,雷诺-日产-三菱联盟(Renault-Nissan-Mitsubishi Alliance)为其品牌保留了不同的身份,只分担汽车零部件开发和生产成本。大众的平台、品牌和车型都以某种形式实践了这种设计理念,利用MEB(Modularer E-Antriebs-Baukasten,模块化电驱套件)开发不同的车型。

有理由猜想,特斯拉正在开发类似大众的产品,用于其本地化的Model 2车型。只有这样,柏林和中国的新设计团队才能在大约一年内生产出本地化车型,并在两年内开始生产。

这个Model 2系列车型平台将有前铸件(front casting)、后铸件(rear casting)和结构电池。可能会有针对单电机(前或后)、双电机和性能模型的多个版本的前、后铸件。结构电池可能有不同长度和不同电池化学成分。其他构件将是一组电机、悬架、制动器、电力电子设备、座椅、HVAC等。

特斯拉的阵容迫切需要更多的变化。这个Model 2系列平台可以用来生产所需品种,而不必使生产复杂化。

特斯拉的路子是:没有东西是不能自研的,包括电池模组、14nm工艺AI芯片,甚至ERP系统。现在又是自研车辆平台,有能力当然可以,毕竟不差钱嘛!

更务实的通用平台已经出现

几年前,因涉嫌不当财务行为被拘禁后离开日本的日产汽车前CEO卡洛斯·戈恩(Carlos Ghosn)就汽车开发和生产的未来做了一次演讲。他展示了一个类似滑板的平台,不同的品牌可以在此基础上打造自己的车型。

戈恩说这番话时,已有一家以色列初创公司REE Automotive在践行这一理念。最近,REE计划在未来三年对新的工程中心和该地区进行9200万美元的投资,成立新的卓越工程中心,加快工程设计、验证和测试以及产品认证,准备大规模生产其突破性的电动汽车平台,以满足未来对其突破性的可再生能源和电动汽车(EV)平台技术的全球需求。

电动汽车本不传统,REE却硬要颠覆之,推出了独树一帜的“通用”平台,理论上说,任何电动汽车都可以使用,不仅包括商用车,还包括中型货车,最后一英里货车、乘用车、出租车和班车。这家成立10年之久的公司在技术方面有何特色,目前与主机厂和Tier 1的合作有什么进展呢?

不同的车辆平台,复杂的底盘技术

尽管我们已处于百年汽车变革的新时代,但车辆设计和工程的某些方面仍停留在过去时。几十年来,制造商一直在用液压制动系统控制刹车。20年前标致雪铁龙集团(PSA)与供应商德尔福(Delphi)合作开发了一种通过电动制动钳操控后轮制动的混合线控制动系统。EMB概念的优点在于,由于没有最讨厌的液压制动液,组装和维修会更加清洁。

伴随电动汽车的快速发展,行业也一直在研究不使用液体燃料或排气系统就可以让电动汽车行驶、转向和停车,并将轮子间的空间释放给乘客、行李或货物的汽车底盘(车架)。

不过,在逐步实现电动动力总成之时,人们还在依靠液压系统来制动,制动能量回收由电制动系统和液压制动系统共同完成。液压制动系统是制动能量回收系统关键的执行机构,其任务是对制动压力进行控制,保证驾驶员良好的制动踏板感觉,确保整车制动安全性。要实现真正的纯电动,这一局面亟待改变。

平台走向集成、简洁、多用

REE就是致力解决上述问题的公司,其开发的REEcorner技术的特别之处在于:

REEcorner将车辆所有传动系统部件全部集成到车轮中,即REEcorner架构解决方案。REEcorner与一个完全平坦的平台REEboard的结合可容纳电池,实现“完全设计自由的改进性能和安全性”。这种组合可以用于从最后一英里交付到重型运输的任何车辆类型的模块化应用。

REEcorner将所有关键车辆部件(转向、制动、悬架和动力传动系统)集成到轮拱中。每个REECorner由轻质铸件制成,并用螺栓固定在底盘每个角的支柱上。该单元集成了一个小型、高转速、低转矩电动机,电动机有自己的集成逆变器及小型、多速和多传动比的传动系统。每个REECorner的转向完全独立其他角,且任一方向均允许45度角转向。

该系统还集成了各自的电子控制单元(ECU),且由主车辆ECU控制所有角级别功能(相当于域控制器),可以实现自适应再生功能的单轮线控制动。REEcorner的主要功能包括:

全簧式高速电机

单轮线控转向技术

线控单轮制动技术

多比率、高效传动系统

大功率ECU架构

预防性维护AI

OTA更新

REECorner通过其专有的预防性维护AI不断监控潜在故障,从而降低维护成本。确定修订后,可以推送一个OTA更新,如果需要,可以用一个新的软件替换。

REEboard是一个完全平坦、可扩展和模块化的平台,可实现无限的车身配置,具有完全的设计自由度和更大的空间效率,成本仅占整车的一小部分。

REEboard就像一块白色画布,可以为客户量身定做适合任何特定任务应用的完美解决方案。REEboard的可扩展技术使其能够承载各种不同排列组合,而无需为每种车型设计新的平台,从而节省了大量时间和成本。

由于REEboard上没有任何驱动组件,是一个平面的平台,因此可以将上面的部分设计成任何形状,使其成为最终的任务特定型车辆。通过革命性的REEcorner技术,REEboard在更小的占地面积上提供更大的空间,并在底盘内为电池或燃料电池提供更大的容量。

图:ICE、传统电动汽车设计和REEboard

目前,REE开发了五个设计平台,以支持各种商用电动汽车和自动驾驶汽车。其一系列技术配置可以满足特定B2B客户的需求,包括:

基于首选长度、宽度和车辆高度的EV平台尺寸选择

前、后或全轮驱动,峰值电机功率范围为35至200kW

前和全轮转向

先进的悬挂能力

有效载荷容量高达5000kg及以上

电动汽车平台技术的三个关键

REE共同创办人、首席执行官Daniel Barel认为:“正在发展汽车行业出现了三个关键层面:平台提供商、服务提供商和数据提供商。所有人都需要共同努力,创造出适合客户需求的新车辆和新服务。REE就在为未来的平台开辟道路。”

REE共同创办人兼首席技术官Ahishay Sardes解释了REE的与众不同:与轮毂电机系统不同,REEcorner的电机是完全悬挂质量(sprung mass),位于悬架的底盘侧。通过最大限度地减少簧下质量,REEcorner设计以车辆动力学实现了最佳乘坐舒适度。

REE利用真正的电子线控(x-by-wire)技术,通过全线控驱动、线控制动和线控转向技术控制车辆的每个角,通过完全独立的车轮控制提供车辆稳定性、响应性和安全性。

另一个特色是REEcenter的ECU系统,它可以协调所有四个独立的REEcenter ECU、热管理系统、电源转换器和电源模块。Sardes说:“我们相信,与传统电动汽车相比,采用REE技术和电动汽车平台构建车队的未来客户将受益于新技术的运营和功能优势。”

他介绍说,所有平台的线控系统控制不是通过物理线路传输的,而是以纯数字方式传输的。由于转向、驱动组件及悬架和制动器全部集成在轮拱中,其设计优点是平台表面平坦,用户可以更灵活地设计他们的电动汽车和搬运工具,提供了非常大的想象空间。

他表示,REE技术为电动汽车和未来的自动驾驶汽车提供了乘客、货物和电池的超大空间,与体积相当的商用汽车相比内部空间增加了35%。其好处显而易见,可以运送更多的货物,更加有利于环保,还有助于节省仓库停车场空间,并可在拥挤区域轻松操控。

强强合作重塑下一代车轮

合作方面的进展可谓紧锣密鼓,目前REE的战略合作伙伴有4家,Tier 1、主机厂平分秋色。

早在2019年10月,REE与1942年独立出Isuzu(五十铃)的日本日野(Hino)合作展示了创新的轮毂电机技术——车轮直接固定于电动机,而电动机是车轮和REE车轮内系统之间的“接口”,因为它在车轮内转动,所以不会增加簧下质量(悬吊重量)。

这个称为FlatFormer的模块化电动汽车平台长4．7m,宽1．7m,平台高度仅为335mm,6×6驱动,电机功率170kW,锂离子电池容量为50kWh,理论续航里程在150公里左右。它提供了更高水平的操作灵活性,并且可以安装多种规格的驾驶室和车身配置,以满足客户的运输和出行要求。

FlatFormer的后轮配置不同,是一个集成式悬架和抑制轮内悬架的水平驱动臂,采用双后轮结构。

一个底盘,不同车身,每个平台均采用四根螺栓固定车身,若发现任何组件出现故障,拆下螺栓即可维修或更换,更换平台仅需15分钟时间。日野为该平台赋予了不同功能,包括健康、医疗服务、食物配送、快递配送、旅游出行、学习工作、城市环卫服务、安全等,几乎涵盖了针对所有社会功能的商用车。

2020年5月,还是日本合作伙伴,KYB Corporation与REE合作为未来的电动汽车平台开发一种新型悬架。KYB是典型的Tier 1,其半主动和主动悬架系统将推动REE的下一代EV平台的发展,提供完全的设计自由度和具有成本效益的可扩展电动汽车解决方案。KYB在开发和制造提供舒适安全乘坐体验的先进悬架系统方面拥有丰富的经验。其制造技术植根于液压技术与电子技术的结合,可以实现包括恶劣环境的舒适驾驶。合作伙伴相信,其合作将通过彻底改变电动汽车的设计,重塑商品、人员和服务的流动。

2020年8月,成立于1945年的印度头部主机厂马恒达(Mahindra)和REE签约,谋求面向全球市场的全电动商用车战略合作,将在几年内满足REE的全球客户,包括马恒达国内和国际25万辆电动商用车的需求。该合作是轮毂电机的最大商业项目之一,迄今为止,轮毂电机尚未在较大型车辆,包括乘用车中大量使用,而只限于自行车或滑板车。

2020年11月,REE又与北美汽车零部件制造商Iochpe-Maxion合作,为模块化电动汽车平台提供独家车轮与底盘设计。双方将共同研发和生产独家车轮设计和底盘解决方案,用于REEcorner模块和电动汽车平台。Iochpe-Maxion拥有针对当今行业挑战的智能车轮设计,能够有效克服车轮周围和轮拱内气流产生的高达30%的车辆阻力,包括轮胎滚动阻力和风阻。从而解决行业最严峻的挑战之一:动力效率。

可以叫它电动滑板车

没有了像传统电动汽车动力总成那样使车轮间杂乱无章的情况,电动汽车就像一个扣上车身的大型电动滑板车。REE是技术供应商,而不是汽车制造商,它与全球Tier 1的广泛合作,几乎可以制造出所有类型的车辆。

正如Barel所说:“一个大胆的出行新时代要求我们大胆地重新想象一辆汽车能够和应该是什么样子,这就是我们在REEcorner和我们革命性的电动汽车平台上所做的事情。我们相信,REEcorner技术将使新的电动汽车平台和设计能够以比传统设计低得多的成本和更快的开发时间广为采用。”