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一百多年了,电动汽车底盘技术智能化得怎么样了?

2015-12-16 02:04 · 稿源:雷锋网

汽车的底盘技术发展至今,少说也有一百多年的历史了,包括悬挂、制动、转向、传动在内的各项底盘子系统技术也已经非常成熟。相对于日新月异常常冒出酷炫新功能的电子技术来说,底盘技术可以说是更新比较慢的,大部分的汽车品牌在底盘方面并没有冒出特别标新立异的结构型式来。然而,在搭载了智能大屏和智能主动驾驶技术的新一代电动汽车上,我们却可以在“古老”的底盘上玩出一些“新花样”。

1. 电控制动

目前,大部分的乘用车都采用真空助力器来提供行车制动时的助力,其结构型式大体如下图所示,其原理简单来说就是通过助力器内隔膜两侧的空气压差来提供助力。

传统汽车一般都是利用发动机这个天生的动力源来实现抽真空的。然而,对于电动汽车来说,由于电机并不能作为真空源,制动的助力来源成为了一道难题。

目前的电动车较广泛的解决方案是,仍然采用真空助力器作为助力执行机构,另外搭载电动真空泵来替代发动机作为真空的动力来源,其基本原理就是通过电能驱动叶片来抽真空。

由于电动真空泵长时间工作容易损坏其电机,因此一般只在真空度不足的时候才启动工作。为了保证制动时有足够的真空度,一般还会搭载一个真空罐以实现储存真空的功能。这套解决方案存在一些缺点,例如,真空泵工作的时候会有较明显的噪声。另外,需搭载真空助力器、电动真空泵、真空罐等部件,占用了机舱内的空间,也增加了重量。

于是,有人开始采用另外一种助力来源——电。

著名的汽车零部件供应商博世(Bosch)公司推出了一款电动机械助力器——iBooster。它利用电子技术,通过电动机直接驱动制动总泵实现制动。

采用电控方式来实现制动之后,带来了很多可以智能化控制的新功能。

当紧急情况预警系统发现前方有危险的时候,iBooster可以在120毫秒的时间内自动把制动力增加到最大值,这个反应时间要比传统的制动系统快三倍。

传统的真空助力器和真空泵,直接采用电动执行机构来驱动液压制动系统,同样适用于不依赖于真空源的新能源车辆,并且可以实现主动控制。

2. 转向模式选择

传统的燃油车除了制动助力需要发动机作为动力源以外,转向系统也常常需要发动机带动转向油泵来提供液压助力。不过时至今日,燃油车应用电动助力转向(EPS)已经非常普遍了。那么对于电动汽车而言,采用EPS就更加理所当然了。采用具有ECU控制器的EPS后,自然会令人联想到可以实现主动控制的转向,亦即不需要操纵者控制方向盘,就可以让车辆自动转向。通过主动转向和主动制动的结合,可以实现自动泊车、智能辅助驾驶等功能。这些功能在传统的燃油车上同样能实现。然而,在搭载了智能化的大屏之后,我们却可以玩出点不一样的。

方向盘不仅是司机操纵车辆最重要的部件,同时也是司机开车时感知车辆行驶路况的桥梁。一般情况下,我们既希望方向盘比较轻便,减少我们开车时的疲惫,同时又希望方向盘可以反馈一些“路感”,令我们有更真切的操纵汽车在运动的感觉。

我们知道,目前的EPS都具备随速变化助力的功能,大体就是——

在低速情况下,转向助力比较大,司机感觉转向比较轻便,适应城市路况。在高速情况下,转向助力较小,方向盘变沉,减少车辆“发飘”的感觉,适应高速路况。

在搭载了智能化大屏之后,我们的汽车可以有更多的个性化设计。为了更好的适应不同的驾驶习惯,我们可以在EPS内设置多种转向助力的模式,例如舒适、运动等,不同的模式对应不同的转向助力曲线,用户可以选择自己喜好的转向感觉。下图所示就是Tesla上实现转向模式选择的界面,这种功能增加了汽车的个性化体验。

3. 高度可控悬挂

大家是否遇到过这种情况?在一场滂沱大雨之后,路上积起了大大小小的水洼,有时候还真不敢开过去,担心发动机进水了。这时候,不少人都会发出同样的感慨:如果底盘能够自由升降就好了。对于电动汽车而言,虽然电机的涉水性能要比发动机好一些,但是面对比较深的积水,还是有点担心。

另外,在开高速的时候,如果底盘高度能略微降低,将会有效的减小风阻,并提高车身的稳定性。因此,如果能够实现主动控制底盘悬挂高度的升降,面对上述情景都将会有所帮助。

其实,在改装市场上,早就已经有可以实现主动控制升降的气动悬挂了。它的基本原理大多是通过电控气泵给气囊避震总成充气或放气,以实现悬挂高度的升高或降低。不过,这种方案一般是在中控上加装一套机械控制按钮来实现操纵,容易破坏原车的内饰造型和内饰件。

搭载了智能大屏之后,在配置上述的一套电控气动悬挂的前提下,我们就可以将其控制功能集成在大屏上了。就如上述的Tesla大屏操纵界面所示,它的悬挂具有四级高度可调节。可以在车辆遇到积水、路肩或者行驶在高速公路上等不同路况下调整到不同的高度来应对。

总结

底盘零部件的电子控制技术加上搭载智能大屏后的界面化操控,使得原来“死板”的底盘机械部件变得灵活、主动、个性化,既增添了汽车的驾驶乐趣,也提高了驾驶安全性。我们期待未来的智能化电动汽车可以“玩”出更多新玩法来。

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