▎ 滑板底盤是什么?
也許你以為這么超前的想法一定是最近才誕生的吧,其實我要告訴你的是早在20年前就有這個概念了。Skateboard“滑板底盤”這個詞第一次出現(xiàn),還得追溯到2002年北美國際車展,通用汽車發(fā)布了一臺叫“AUTOnomy自主魔力”的氫燃料電池概念車,同時推出了“skateboard滑板底盤”的概念。
這款車的展出在當時可謂是具有跨時代意義的,首先它把線控技術從航天領域首次帶到了汽車之上,傳統(tǒng)車的油門、剎車和轉向系統(tǒng)都是通過機械結構來傳遞指令的,線控技術舍棄掉了這些復雜的機械結構,用電信號替代,大大提升了車輛底盤的集成度和平整度;另外在2002年就提出了氫燃料動力驅動車輛也為后來人們對于應用清潔能源和低碳減排提出了先見性的指引。
說回現(xiàn)如今的滑板底盤,我們前面把其和四驅車進行了類比,其實很重要的一點是因為滑板底盤上下分體式開發(fā)的特點,簡單來說就像四驅車車身和底盤是相對獨立的。因此在開發(fā)滑板底盤的時候只要留好電氣和車體接口,上面的座艙或是說車殼想做成樣子就做成什么樣子。
而上車體之所以能夠不受滑板底盤的影響,靠的就是采用了全線控技術,整車的動力、制動、轉向、熱管理和三電等模塊通通集成在了底盤之上,從而形成了獨立的功能區(qū),達到了上下車體解耦的目的。并且由于底盤的高度電氣化也使得后期可以不斷的OTA升級。
因此采用了滑板底盤的車型,乘坐空間可以得到極大釋放,因為上車體的乘員艙跟下車體的所有控制都是通過接口來實現(xiàn),不再受傳統(tǒng)的機械結構所限制。可見滑板底盤的出現(xiàn),讓車體和座艙的設計可以更具想象力和豐富性,同時還可以縮短研發(fā)與開發(fā)周期,降低研發(fā)成本。這種上下解耦獨立開發(fā)的形式,也讓以后的汽車在設計上更有想象空間。
總結起來滑板底盤具備以下四大特點:
1、整車核心控制模塊均集成在了底盤上;
2、滑板底盤可以讓車實現(xiàn)上下車體分離解耦;
3、整車實現(xiàn)全線控;
4、上車體可以根據(jù)需求更換。
▎ 滑板底盤的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)
優(yōu)勢
◆ 上下車體獨立研發(fā)
分體式研發(fā)帶來的最大優(yōu)勢是可以讓主機廠或者細分場景客戶專注于上體車的設計,相對于一體式的開發(fā)難度,這種分體式的開發(fā)會容易很多。
對于乘用車來說,第一,憑借著全線控和高度集成化,可以讓一款底盤適配多個上車體造型;第二,面對C端用戶的個性化需求,可以應用滑板底盤的標準化開發(fā)模式,實現(xiàn)上車體的差異化;第三,乘用車的滑板底盤采取的是低地板結構,在一定程度上可以釋放上車體的空間。
對于商用車來說,滑板底盤主要應用在低速場景的無人車,車速不會超過20公里每小時,所有對于底盤的要求主要為通用性和耐久性,差異化集中在上車體部分。
長沙于萬科技總經理彭旭說道:“滑板底盤更多的是一種運力平臺,重要的是對上裝部分做相應場景功能的改動。上裝部分主要是具體的作業(yè)系統(tǒng)、自動駕駛計算平臺以及相關傳感器等,而底盤只需要有通訊接口和電源接口。從商用底盤的改裝邏輯來看,無人環(huán)衛(wèi)車是在滑板底盤的大梁上方加裝環(huán)衛(wèi)系統(tǒng),比如掃路車、清洗車、垃圾轉運車等等。”
◆ 軟硬件解耦
終端用戶在購買電動車時,關注點在于自動駕駛與座艙內智能交互體驗,而底盤不是他們最關注的點。在這種情況下,主機廠通過一款第三方的底盤,可以把精力放在終端用戶的交互體驗、渠道關系的打磨等。
柏俊波也提到:“智能化發(fā)展的速度越來越快,導致車輛上的功能應用迅速增加。如果不能實現(xiàn)軟硬件解耦,任何新功能的調整或者增加,對于硬件來說都是相當大的挑戰(zhàn)?!?/span>
◆ 縮短新車型開發(fā)周期
傳統(tǒng)工藝上,一款新車從架構階段到產品及生產成熟階段,整個流程可能需要三年左右。但滑板底盤由于各功能的模塊化,可以加快產品的迭代速度,比如Canoo宣傳基于其滑板底盤,在18-24個月就能開發(fā)一款新車。
柏俊波也提到,以制動系統(tǒng)為例,在低速車領域,當我們需要更換一個制動零部件的時候,由于滑板底盤實現(xiàn)了軟硬件解耦,相關接口可以即插即用,不需要再做大量的標定或者測試等工作。從這點來看,滑板底盤確實有利于縮短整車的開發(fā)周期。
挑戰(zhàn)
◆ 技術方面的挑戰(zhàn)
(1)線控技術是關鍵技術,但線控轉向技術尚未成熟
線控技術是滑板底盤最關鍵的技術之一,特別是線控制動(EHB/EMB)和線控轉向(SBW)。上文也提到了,滑板底盤的優(yōu)勢之一就是上下分體式開發(fā),要做到如此的話,就必須要去“機械化”,從而采用線控技術,才能真正做到人機解耦的駕駛體驗。
如今線控制動和線控轉向技術的成熟度如何?某滑板底盤初創(chuàng)企業(yè)底盤工程師告訴九章智駕:“從頭部的Tier 1產品來看,線控制動(EHB)目前相對成熟,但線控轉向技術尚未真正量產。”
當前線控轉向技術僅停留于EPS,并未完全去除機械連接,轉向信號還是來自于駕駛員的操作,無法真正實現(xiàn)駕駛員操作與車輛控制的解耦。而SBW完全去除了方向盤和齒輪接的連接,轉向信號來源于算法,更符合自動駕駛的發(fā)展方向,但技術尚未成熟。
目前,市場上的滑板底盤大部分應用于半封閉且低速的場景,這類場景對冗余安全的要求不高,所以針對這類場景來說,使用EPS是“可以接受的”。但對于高速環(huán)境下,特別是乘用車領域,未來高階自動駕駛必然由算法直接控制,SBW是不可回避的技術路徑。
(2)輪轂電機適用性較低
有不少業(yè)內人士說可以在滑板底盤上使用輪轂電機,但筆者認為,輪轂電機不太可能在短期內應用在滑板底盤上。主要原因是:第一,技術尚未成熟;第二,產業(yè)成熟度不夠,國內可選的輪轂電機供應商較少,成本較高;第三,增加了簧下質量,會影響車輛的操控性能。
對于商用車來說,輪轂電機會應用在一些特殊場景的車輛底盤,比如無人貨運等。但大部分的低速商用車并不會使用輪轂電機,主要是因為成本高、實用性低,這與多數(shù)低速無人駕駛的理念是相違背的。
對于乘用車來說,大規(guī)模應用的概率更小。對于大部分受眾群體來說(中低端車型),輪轂電機并不實用,更換成本非常高,反而會成為一種累贅,除非是非常高端的車型,作為一種賣點吸引消費者。
輪轂電機會是未來電動車發(fā)展的一個方向,但在產品的安全性和穩(wěn)定性尚未取得大量可靠驗證的前提下,其在乘用車領域的大規(guī)模推廣必然會放緩。
◆ CTC趨勢下工程方面的挑戰(zhàn)
不少業(yè)內人士一致認為CTC電池是未來動力電池的技術方向,也有不少滑板底盤企業(yè)在未來規(guī)劃上也布局了CTC電池。何謂CTC電池?CTC電池又為何適合滑板底盤?
CTC電池是將電芯直接排布在底盤上,取消了電池包的概念。一方面,滑板底盤具備獨立的結構和強度,所以電芯承載的載荷會更小,降低了電池包的作用。另一方面,電芯直接集成在底盤的設計既可以安裝更多的電芯從而提升整車的續(xù)航里程,也可以減少電池包的成本。
CTC電池的目的是高度集成化和模塊化,在簡化總裝工藝和降低成本的基礎上,追求的是一種一體化的設計,這與滑板底盤的理念非常接近,并且其帶來的能量密度的提升也會成為滑板底盤的一個賣點。
但CTC電池的缺點也非常突出,電芯直接組裝成電池包,并且每個電芯通過膠體封裝成一個整體,同時又被多層防護材料包裹。這會導致單個電芯是無法進行維修和更換的,一旦電池出現(xiàn)問題,就需要從底盤設計的開口處取出電芯,去掉密封膠,維修難度非常大,甚至需要將底盤進行返廠維修。
◆ 供應鏈方面的挑戰(zhàn)
滑板底盤的玩家多數(shù)為初創(chuàng)型企業(yè),當前的供應鏈體系尚未搭建完成,對于核心零部件的供應鏈掌控度也并不高。
一方面,可選的核心零部件供應商并不多。從國內市場來看,線控制動(EHB/EMB)有部分國內供應商已實現(xiàn)量產,而線控轉向(SBW)技術仍掌握在國際巨頭手中,但線控轉向技術的成熟度也尚早。
另一方面,原有的供應體系已經非常成熟且固化,滑板底盤作為一種新進的產品形態(tài),很難去打破原先的供應鏈體系。在滑板底盤前期尚未有銷量的時候,供應鏈價格并不占優(yōu)勢。
▎有哪些企業(yè)在做滑板底盤?
1. Arrival
Arrival是2015年創(chuàng)立于英國倫敦的全球性公司,他的研發(fā)中心在英國,并在全球設立辦事處,2020年11月在納斯達克上市。市值最高達到 54 億美元(約合 346 億元人民幣)。目前規(guī)劃主要生產箱式貨車,大巴車以及衍生的乘用箱式車,去年和Uber簽約所以乘用車也在同步開發(fā),得益于滑板底盤因此能夠拓展出大中小的廂式貨車以及大巴車。Arrival的滑板底盤采用鋁制結構實現(xiàn)強度和硬度的優(yōu)化,模塊化以及支持不同的軸距和驅動(前驅,后驅,四驅),采用鑄造方式淘汰傳統(tǒng)焊接工藝,減少了零部件的同時降低了成本,并且采用相同的電池模組來組成不同的電池包。
總之這家公司是一家基于滑板底盤技術并且融合環(huán)境感知能力,打造具備高級別自動駕駛能力的商用運人載貨企業(yè)。
2. REE
REE是一家以色列公司,在 2021 年CES展上,REE 展示了其獲得專利的 EEboard 和 Ecorners 滑板底盤,目的是以一個通用電動車底盤,用同樣的框架滿足不同車型需求。此前,豐田重卡部門 Hino 推出的概念卡車已經與 REE 展開合作。
3. Canoo
Canoo 目前推出了三款車型,分別是主打生活方式的 Canoo Lifestyle Vehicle、多用途物流車 Muti-Purpose Delivery Vehicle、Pickup Truck 皮卡,規(guī)劃里還有一款主打運動的車型,這些產品均基于同一個滑板底盤開發(fā)。并計劃在2022年陸續(xù)上市。
最為引人注目的是曾有外媒報道,蘋果公司為了加入造車大軍,在 2020 年上半年有意向收購 Canoo,因為滑板式底盤結構引起了蘋果公司的興趣;2020 年 2 月還有消息傳出,現(xiàn)代汽車與 Canoo 開展合作,雙方將基于滑板式底盤,合作研發(fā)一款電動汽車 EV 平臺,但后來都不了了之。
4.RIVIAN
RIVIAN可以說是將滑板底盤推向高潮和火爆的一家企業(yè)。因為在去年號稱“特斯拉殺手”的 RIVIAN 在納斯達克上市,市值一度逾1000億美元。
一舉超越擁有百年歷史的通用、福特和本田以及當前蔚來、理想、小鵬的市值,創(chuàng)下了自2014年以來美股最大IPO紀錄。此前,RIVIAN 在三年之內獲得了亞馬遜、福特汽車等多家知名機構的接近100億美元投資。
為什么RIVIAN 在資本市場如此受青睞呢,一是旗下皮卡車型在了美國擁有很好的市場前景,二是獲得亞馬遜的投資與大額訂單,另外最重要的就是RIVIAN的核心武器--滑板底盤平臺。
RIVIAN 通過滑板底盤,布局乘用車、商用車兩大路線。乘用車已推出電動皮卡 R1T、電動 SUV R1S 兩款車型,商用車則與亞馬遜合作,目前推出一款電動貨車 EDV。
R1T
R1S
EDV
5.PIX Moving
PIX Moving 也是以滑板式底盤開發(fā)為核心,整個底盤采用全線控技術,使得行駛系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)高度集成。
不過,PIX Moving 還有更進一步的四輪獨立輪轂電機 + 四輪轉向結構,可以實現(xiàn)各類復雜精準的動力分配和運動軌跡,適應于更多的場景與地形。比如Robobus、安防車、物流車、零售車等。
6.悠跑科技
悠跑科技是一家為場景造車的新型智能電動車公司,就在1月11日,悠跑科技舉辦了首屆“UP DAY”悠跑體驗日線上發(fā)布會,并正式發(fā)布旗下UP超級底盤技術及基于該底盤技術開發(fā)的多款UP SPACE超級艙體概念車。
UP超級底盤技術正是基于此前悠跑發(fā)布的滑板底盤理念打造,可實現(xiàn)上下座艙解耦及剛性結合,不同于傳統(tǒng)非承載式車身的柔性結合,操控表現(xiàn)更好。另外UP超級底盤擁有全線控底盤技術、底盤風格及性能表現(xiàn)可實現(xiàn)自定義更換,驅動模式支持2驅或4驅。
CTC一體化電池整合在底盤上,電池倉容量可提升約10%,同時該電池組還具備一體式能量管理系統(tǒng)。最大續(xù)航可達1000+km??刹灏苇h(huán)網(wǎng)EEA主板對車上的動力、制動、轉向燈、通訊、電源、L4級自動駕駛等多個部分都可以進行控制,其中對應自動駕駛部分的模塊算力達到1000+TOPS。UP超級底盤技術得益于高度模塊化集成化的理念,可縮短整車造車時間約6-12個月。
7、盒子汽車
盒子汽車是北京盒子智行科技有限公司旗下品牌,成立于2013年。盒子汽車基于場景造車理念,專注B端領域打造適應和匹配城市應用的B端車輛產品,同步研發(fā)適用于未來無人駕駛出行的車規(guī)級線控滑板平臺,致力于打造共享出行新生態(tài),做城市智能出行的服務商。
獨創(chuàng)“八爪魚”平臺
“八爪魚”1.0平臺:針對B端出行市場,前后雙電機布置,可實現(xiàn)前驅、后驅、四驅,功率范圍90-250KW;動力電池布置在地板下部,根據(jù)軸距變化,可布置55-80Kwh,承載式鋼制下車身,柔性設計,充分考慮碰撞能量傳遞路徑;底盤采用低成本、高可靠性的前麥后扭形式,后扭力梁減震器硬點創(chuàng)新布置,增大三排Y向空間,實現(xiàn)真三座布局,四驅采用多連桿后懸架,在1.0現(xiàn)有車型基礎上可升級線控轉向&制動,滿足自動駕駛領域需求。
“八爪魚”2.0平臺:針對B端及自動駕駛市場,同步開發(fā)無人駕駛2.0平臺,采用“滑板平臺”理念開發(fā),非承載式車架滿足底盤、驅動、動力電池等零部件固定。電機布置與1.0平臺一致,動力電池采用CTC概念,根據(jù)軸距變化可滿足55-160Kwh容量,車架采用柔性化設計,滿足多種形式、軸距車型(轎車、MPV、SUV、皮卡、巴士);懸架形式與1.0平臺一致,全系平臺車型采用線控制動&轉向,可實現(xiàn)L4級及以上自動駕駛,熱泵空調及超級能量控制&回收系統(tǒng)加持,提高全氣候續(xù)航里程。
8、易咖智車
上海易咖智車科技有限公司成立于2018年,專注于無人小車線控底盤的研發(fā)和批量制造。在江蘇建設有年產10萬臺新能源微型車生產基地,四大工藝齊全,具備豐富的產業(yè)鏈上下游資源。
易咖智車團隊由資深汽車研發(fā)和管理人才、無人駕駛資深工程師、互聯(lián)網(wǎng)人才構成,旨在做世界無人駕駛線控底盤領軍者。公司具備從概念設計、樣品開發(fā)到批量制造的全正向開發(fā)能力,注重工程化測試與落地,在無人小車領域率先大規(guī)模采用車規(guī)級零部件,保證產品的一致性與可靠性。
易咖智車的線控底盤產品經歷十余次迭代,目前已有兩款成熟的平臺化線控底盤產品,適用于無人快遞、外賣、安防巡邏、廠區(qū)物流、清掃、新零售等多個場景,已經向國內頭部互聯(lián)網(wǎng)公司、無人駕駛公司、場景運營公司等批量供應線控底盤產品,受到客戶廣泛好評。
看到這么多的企業(yè)都在投身于滑板底盤技術,并且不僅僅是紙上談兵,各家都在邁向量產或者已經實現(xiàn)量產。這也使得未來幾年會迎來相關領域的爆發(fā)式增長。我們可以一起期待一下。
參考:
走進滑板底盤技術 電動車的未來就是拼“四驅車”?易車,2022年1月,
滑板底盤能否“跑起來”?一文讀懂滑板底盤;九章智駕,2022年3月,
百度,
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