纯电动汽车零百加速性能指标越来越好

不可否认,「零百加速性能」曾经是电动汽车和燃油豪车PK制胜的「重要法宝」。但在电动汽车中,「内卷」即使在这个过程中「00加速突破2秒」,也很难引起市场的尖叫和围观。

除了零百加速性能,电动汽车们还能比什么?

【纯电动汽车零百加速性能指标越来越好】

消费者需求不断变化,欲望不断升级。

随着消费升级和新能源汽车的不断发展和创新,传统燃油汽车底盘架构的市场「魔改」而来的电动车买单意愿继续下降,基于消费者需求洞察力的研究「正向」发展电动汽车大势所趋,质量和性能明显更好。特斯拉是典型的代表。

全新推出Model S Plaid特斯拉再次特立独行,开辟了一条新的底盘结构道路。

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【Model s Plaid 应用分布式电驱动底盘布置方案

发动机、变速箱、离合器等机械部件的限制破裂后,特斯拉Model S Plaid 分布式电驱动的底盘布置方案采用三电机四轮驱动,前桥用电机,后桥用电机,电机总功率750kW、最大扭矩1020N·m,其加速性能优于2020年特斯拉Model S Performance2.5秒加速时间短,00加速只需2.1秒。

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【分布式驱动,使动力输出更准确】

基于三电机强大的动力性能Model S Plaid 通过控制策略和精确控制分布式驱动器的动力分配,Model S Plaid 当车辆高速弯曲时,扭矩矢量控制系统可以增加外轮的动力输出,使车辆重心呈现内向姿态,减少内轮的动力输出,使车辆姿态更内向,从而确保车身在高速转弯过程中保持平衡。

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【分布式驱动,使车辆转弯更加平稳】

在技术维度分析中,强大的电动驱动初始扭矩可以很容易地跨越时间和技术屏障,而分布式驱动可以更准确地输入每个车轮,因此电动汽车可以更容易地接近动力性能的边界;本质上,电动汽车和燃油汽车除了外观和内饰相似外,内核完全不同「两个物种」。

在设计原理方面,燃料汽车是以硬件为导向的设计,由许多独立和不兼容的子系统组成。动力源是机械能。各子系统和模块以刚性连接齿轮和机械传动为主,实现内燃机和轮胎之间的动力链接;

相比之下,电动汽车的动力源是电能,通过软电缆将电能传递到驱动电机,再由电机将电能转化为机械能,单个电机体积小,无变速箱,直接分布在车轮附近,节省了大部分机械传动装置、底盘架构和燃料汽车的布局「大不同」。

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纯电动汽车底盘和燃油汽车底盘『两种不同的物种』】

因为「两个物种」燃油车底盘和平台之间固有的巨大差异「魔改」纯电动汽车一般存在里程少、舒适性低、驾驶体验低、驾驶安全风险等问题。

因此,由于动能和驱动模式的变化,纯电动汽车的设计和正向研发一般以软件为导向,甚至可以将整车视为「一台/几台主电脑控制所有子系统的移动平台」来设计,包括电池寿命、安全控制、动力系统、控制性能、智能网络、娱乐视频等子系统「安装在电脑上的软件」,从而使整车底盘布局和性能分布更加自由。

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【『定义汽车的软件』底盘已成为正向研发的主要核心

进一步看,在「定义汽车的软件」新的发展阶段,发动机、变速箱等机械结构取消后,「三大件」底盘已成为积极研发平台设计的主要核心。电动汽车之间的竞争也从动力、经济、安全等指标值转变为用户、场景、工作条件、需求等方面的综合匹配和满足能力。

在中国,城市公共交通领域率先大规模应用纯电动汽车。根据交通运输部发布的统计公报,截至2021年底,全国纯电动汽车数量已达41.95万辆,占全市公共汽车比例的59.1% 。在新车销售方面,纯电动公交车仍然是2022年前三季度的绝对主角,继续占据公交市场95%以上的销量。

公交电气化浪潮席卷,各大主流厂商的应对技术不同。在百花齐放的技术路线中,根据公交车的实际运行条件和运营需要,通过积极研发,盘毂动力以独立悬架轮边驱动系统为核心,创新推出「地铁巴士」公交解决方案,在纯电动公交车领域成为独一无二的「新物种」。

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正向研发『地铁巴士』,更符合当前公交市场运营需求

以正向研发为基础的纯电动公交车解决方案,「地铁巴士」在研发过程中,充分调查了公交运营商和终端乘客的应用需求。结合公交车「大换小」车辆应用趋势及「适老化服务」乘坐体验需求,盘毂动力「地铁巴士」充分利用轴向磁通电机体积小、重量轻、效率高的产品特点,将驱动电机直接安装在车轮旁边,分布式驱动的布局方案不仅取消了传动轴、后桥等机械部件,大大提高了底盘的电池布局空间,而且比普通纯电动公交车的传动系统重700~800kg,纯电动公交的续航里程有效增加;

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「地铁巴士」车厢从前到后都是一块「全平地板」

另一方面,由于底盘布局的变化,「地铁巴士」车厢内部没有台阶和台阶,整个车厢从前到后「和地铁一样平」,轴向宽度最高可达85mm,轮椅和童车都很容易通过;

同时,空间的扩大大大大大提高了车辆的整体载客能力:8米「地铁巴士」普通纯电动公交车的载客能力可达10米。

【「地铁巴士」适应地形和路况的能力

为了加强「地铁巴士」盘毂动力自主开发了分布式驱动电子差速系统,具有公交车全地形、全路况运行适应性,在单轮附着力接近0的情况下,车辆仍然可以在12%的坡道上平稳起步,相当于车辆升级ASR系统。

由于轮边独立悬架结构和电子差速控制,「地铁巴士」车身稳定性优于传统公交车。绕桩控制试验显示,「地铁巴士」以50KM/H在间距35米的桩间行驶,车身倾斜角度为3.58度;传统巴士40KM/H绕桩行驶速度,车身倾角达到6.57度。

【「地铁巴士」车身稳定性更好

截至目前,「地铁巴士」被当作「公交适合老化服务」在上海、福州、重庆、宜昌等40多个城市批量运营标准车型。对于运行条件更复杂、用户需求更个性化、更精细的乘用车领域,许多国内主流汽车制造商也针对轴向磁通电机的应用优势,与中心动力达成战略合作。

开发第三代「中央分布式电驱系统」上汽变速器计划将「三合一」驱动系统与线控底盘技术高度融合,使整个系统能够广泛应用于超跑、高端乘用车到SUV、不同车型的应用需求,如皮卡,甚至轻型商用车,因此需要「系统高度集成、轻量化、高效率」。

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【上汽变速箱双电机电驱系统】

盘毂动力基于系统整体规划应用需求ICD150K基于轴向磁通电机的应用,推出了定制的整体解决方案。与同功率径向磁通电机相比,ICD150K轴向磁通电机的尺寸和重量减少了50%以上,左右双电机的总重量不到48KG,采用中央分布式双电机独立驱动的布置方式后,Z向高度下降39%,重量下降25.3%,可预留更大的车辆布局空间和自由度,更容易实现驱动轮防滑(TCS)、电子差速控制(EDS)直接横摆力矩控制(DYC)。

从性能表现来看,这套双电机总成的峰值功率可达300kw,轮边峰值扭矩49000N·m,产品整体功率密度达到3kW/kg,比特斯拉Model S Plaid 驱动系统2.4kW/kg功率密度要强得多;电机采用油冷散热,在峰值条件下性能更加稳定可靠;同时采用电子差速控制,可通过电机扭矩的独立控制提高车辆的操作稳定性和驾驶安全性,使车辆转弯半径小,转弯控制更好,启动加速度更强。

电机、电机控制器、减速器「三合一」在布置方法上,可提供盘毂动力「平行轴方案」和「同轴方案」两种综合布置方案,选用上汽变速器「平行轴方案」布局有利于在Z向高度和Y向宽度上预留更大的布局空间「同轴方案」在X向长度上,布局可以获得更大的自由,而且方案左右半轴长度一致,总成质量分布更加均匀。

除了零百加速性能,电动汽车们还能比什么?

【盘毂动力ICD150K综合分析,基于轴向磁通电机应用的分布式驱动布局更容易将底盘扩展到多轴或多轮独立驱动的底盘系统,并在不同驱动形式之间切换,甚至可以采用四轮独立电动驱动(配备电子差速系统的轮边驱动或轮毂驱动)的新型驱动形式,真正实现车辆动力控制的电子化和主动化,而不增加车辆动力控制系统。

可以预见的是,随着「定义汽车的软件」发展趋势越来越明显,纯电动汽车的设计和开发也越来越倾向于模块化、轻量化、高效化,但要使汽车真正实现软件定义,高度集成的整车分布式驱动架构是必然的前提和重要的支撑。其中,「高度集成化」这意味着未来纯电动汽车的零部件和线束应用将大幅减少,从而不断加强硬件部件的模块化、标准化和标准化;轴向磁通电机体积小、重量轻、效率高「分布式驱动」,在充分释放车辆布局自由空间的同时,实现动力的准确分配,从而保证车辆的动力、安全和驾驶控制舒适性。

硬件逐渐标准化,软件定义功能,未来的汽车也将像智能手机一样「时变时新」,制造商可以提供用户想要的任何功能。

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