角模块,底盘赛道“换道”超车?

文摘   汽车   2024-07-25 11:56   上海  

定制化搭载智能角模块可实现全向驱动,最高助力现有底盘降本10万以上...

# 撰文 | 萧洋  编审 | 宇傅

01. 概述

近期跟着线控底盘的标准体系讨论,“角模块”再次进入我们的视野,我们最早接触到知名高校研发轮毂电机驱动。

该技术将替代我们传统底盘结构,典型的转向阿克曼梯形就不再存在,操纵机构将解耦,整车布置更加简洁;同时传统底盘零部件供应商将面临转型的威胁。

经过近几年的发展,轮毂驱动存在一些问题,在此理念下,发展了轮边电机、角转向等,现在将进一步整合驱动、转向、制动、减震等功能,行业里称之为角模块—分布式驱动,该技术发展到什么水平,今天我们一起来关注。

02. 舍弗勒

舍弗勒研发的智能角模块是多系统组合的创新产品,集成了电驱动、线控转向、线控制动和底盘悬挂功能。这种方案将彻底改变传统底盘设计和生产工艺,实现了设计和生产的灵活性。

装备智能角模块系统的车辆能够显著提升整车的操控性,实现复杂的行驶轨迹控制,包括原地转向、90°转向、横向平移等特殊行驶能力,从而极大地扩展了现有车辆的行驶能力。

这样的车辆可以在狭窄道路上实现原地转向,打破传统物流模式,实现室内外的直达运输。这些功能在当今拥挤的城市停车和行驶场景中将受到广泛欢迎。

舍弗勒的这一产品还具有一个显著优势,即设计紧凑,适用于一体化底盘系统集成,可为各种自动驾驶应用场景提供灵活的车辆平台。该产品可以在无人环卫、末端物流、特种车辆等各种城市应用场景中实现平台化应用。

03. 阿克曼矩阵

阿克曼矩阵的总工程师和高级工程师李岳指出:“阿克曼矩阵这个名称本身已经很好地展示了企业对特定领域的专注以及产品技术研发方向。”他强调说,公司的产品“彻底颠覆了传统燃油汽车依赖燃油驱动底盘的逻辑,舍弃了内燃机时代的轴传动模式,从第一性原理出发。”

在充分认识到终端技术革新需求后,李岳领导技术团队开发了全向数字化线控底盘角模块产品,集成了线控驱动、线控制动、线控转向和线控悬架功能。这一解决方案不仅使设计和生产更加灵活,大大简化了底盘机械结构,同时用户可以通过自定义底盘搭载不同数量的角模块来实现灵活的车辆载重配比。

产品的商业化成功取决于其是否能够在大规模范围内得到应用,为了帮助企业推广线控底盘的应用,阿克曼矩阵致力于在各项技术上取得进一步突破,使产品具备更为领先的优势

 阿克曼矩阵200KG载荷角模块

Ø 安全冗余的线控转向:阿克曼矩阵的线控转向采用了线控转向与内外轮转角分配装置的冗余安全设计,以确保在线控转向失效时能够自动切换到机械转向控制,保障整车的安全性。该系统实现了分布式独立转向,转向角速度可达90°/s,实现了灵活而高效的控制。

Ø 防震增强:产品悬挂系统配备有减震器、弹簧和阻尼,提高了产品在底盘上的稳定性和安全性,有效防止倾倒和提升抗风性。

Ø 高防水级别:产品的防护等级达到IP67,即使在涉水深度达到1.5米时也能安全通过。

Ø 高精度转向:转向系统采用了精度更高的14位编码器,相比市场上多数10位编码器,精度可达0.02度,在转向角度方面具有明显优势。

Ø AI+OTA:结合数字化发展和AI深度学习,产品可基于AI实现分布式驱动控制,包括路面拟合、转向角度反馈、路面情况反馈、可调减震系统和回馈制动系统,支持OTA迭代升级。

Ø 任意点对点快速位移:通过内外转向的差异,实现二维精确走位,包括原地转向、掉头、斜行和横移等功能。

Ø 更强承载能力:针对电动汽车电池较重的情况,阿克曼矩阵角模块在同等载重下重量仅为市场竞品的一半,具有更大的承载能力。

Ø 优质材质选择:产品采用全铝合金材质,相较市面上常见的铸铁材料,铝合金避免了使用上的限制。

Ø 优越静音效果:底盘采用实心或充气橡胶轮,相比市面上的尼龙轮,噪音更小,提供更好的静音效果。

04. Protean Electric

Protean Electric专注于开发世界领先的轮毂电机技术,该公司正在致力于打造Protean 360+模块,这一模块的核心是其360度转向系统轮毂电机,为城市驾驶带来了前所未有的机动性。

Ø 无死角操控: 每个车轮都能实现360度自由转向,使车辆具备出色的机动性。无需停车,即可在复杂路况下灵活转弯。

Ø 专利旋转接口: 通过下部旋转接口,电机、液压装置和气动行驶高度控制装置的控制电缆沿模块臂向下布置,连接集线器内的第二静态接口和车轮电机单元。

当臂模块旋转360度时,整个组件组一同旋转。这一设计确保连接装置和电缆不会受到扭曲或产生应力

Ø 高效轮毂电机: ProteanDrive轮毂电机采用高度集成的专利永磁同步电机设计,具备出色的效率和灵活性。该总成集成了电机和逆变器,消除了传动系统的能量损耗,比其他解决方案更为高效。

此外,该电机还整合了制动系统,摩擦制动盘和制动钳都安装在车轮中,以增强再生制动性能,提升车辆的安全性和稳定性。每台PD18可提供1400Nm/100Kw的强劲动力。

Ø 全新悬架设计:团队为了实现紧凑的布局和最大化内部空间,在新车辆中采用了一种创新的多连杆双关节悬架系统。这种悬架系统具备高强度传力、紧凑布局和全范围悬架行程等特性,确保了乘客的乘坐舒适性和货物的稳定性。

Ø 高度可调行驶控制:车辆装备了气动底盘高度系统,可根据需要调整车身高度,使车辆与路面保持平衡。这项技术极大方便了行动不便的乘客、轮椅用户、携带折叠式婴儿车或货物的人进出车辆。

Ø 电动转向装置:电动转向装置位于接口上方,使轴与车轮底部对齐。这种设计确保了转向精准、流畅,更易控制,为乘客提供更舒适、更安全的行车体验。

05. REE

深入研究REE公司出色的商用卡车底盘的悬架和控制系统,便可发现这两个系统皆采用可独立控制的模块化设计。REE Automotive公司计划通过推出P7电动车底盘,一举成为中卡领域的技术颠覆者。

P7的悬架和底盘设计与传统中卡完全不同。与传统的梯形框架钢板弹簧设计相比,P7底盘的内部结构更类似于国际汽车运动协会(IMSA)GTP级别的赛车,而非货车。

REEcorners模块由带横向转向连杆的铝制上下控制臂,以及带线性螺旋弹簧的固定阻尼率双油压减震器组成。每个角模块还集成了一个轮毂、驱动桥和一只四活塞布雷博(Brembo)卡钳

 REE P7悬架

车辆的所有关键功能都集成在每个车轮的四个独立角模块中,包括转向、制动、悬架、动力总成和底盘控制。这意味着P7的四个车轮是完全独立的,但可通过每个角模块中负责所有功能的单一电子控制单元(ECU)进行控制,并且所有车辆功能控制均已实现电气化

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