来源:Automotive News
作者:RICHARD TRUETT
通用汽车先进技术汽车概念的前总监克里斯·博罗尼-伯德(Chris Borroni-Bird)说,即便通用在20年前没有率先发明滑板底盘,也会有别人来发明。
“当你考虑电动汽车的基础设计时,滑板是显而易见的解决方案。”博罗尼-伯德解释道,“它降低了重心,改善了在不同道路行驶的安定性能,在设计上激发了更多的自由,为车辆前部提供了更好的碰撞保护,甚至还有更多的存储空间。都是利处。”
滑板底盘可能是本世纪创造的最重要的汽车硬件。它不仅是促使电动汽车更加可行的关键元素,而且还为数十家抓住了机会的初创企业打开了一扇门。
底特律Roush工业公司是汽车行业最大的工程和产品开发公司之一。
它的工程服务总裁格雷格·弗雷克(Greg Fraker)说:“化石燃料、内燃机、管理排放和认证——这些已经是非常成熟的业务,并且需要大量投资。电气化和滑板底盘就像是一把钥匙,它们让很多初创企业有更好的成本优势来加入到游戏当中。”
博罗尼-伯德的团队,在前通用汽车研发主管拉里·伯恩斯(Larry Burns)的授权下创造了AUTOnomy滑板底盘概念,并且在2002年底特律的北美国际汽车展上首次亮相。
事实上,第一个滑板底盘并不是为电动汽车设计的。
通用汽车对于第一个应用的设想是氢燃料电池和线控驱动技术,所有这些都被包装在6英寸(15cm)厚的滑板底盘中。后来,滑板成为通用汽车Hy-Wire氢气概念车的基础。
对汽车底盘的改变是极其罕见的。至少在过去的60年里,我们中的许多人每天都在驾驶以两种方式制造的汽车:车身安装在一个单独的框架上——通常由钢制成,或者车身和框架整合为一体,通常称为非承载式车身。
车架上的车身和非承载式车身架构被设计用来安装变速器、散热器、排气系统、油箱和其他电动汽车不需要的部件。
早期由燃油车改装的电动汽车有传统的车身框架或非车身底盘,例如如现已停产的丰田RAV4电动、雪佛兰S-10和福特福克斯。它们的性能一如既往的良好,但续航里程短,因为电池只能被塞在有限的空间。
而滑板底盘上,电池组又宽又长,放在地板下面。它通常从前面的仪表盘下延伸到后座/后备箱区域,是车辆的一个结构部分。
要大规模采用电动汽车,比起继续改装燃油车,从头开始设计车辆是最合理的方式。博罗尼-伯德说:“除了应该尽可能得到更好的性能和更好的续航里程,全新设计的车辆也会比基于燃油车车辆架构的改装版本更容易销售。”
在通用汽车之前,其他汽车制造商也制造了集成底盘的汽车车身。
经典的大众甲壳虫将汽车的冲压底板焊接在车架上,大众称之为“车身底板”布局。在20世纪90年代,梅赛德斯-奔驰的A级超小型汽车有一个平坦的底板。但这两款车都没有将车辆的任何动力系统部件或电子装置放在底板上。
滑板底盘最初来自于A级车和2001年日内瓦车展上展出的欧宝Filo概念车的融合。Filo是由意大利设计公司Bertone和瑞典轴承供应商SKF创造的,具有线控驱动技术和平坦的地面。方向盘可以滑过仪表盘,因此驾驶员可以坐在前面的任何位置。
在世纪之交,通用汽车正投资数十亿美元开发氢燃料电池,这项技术至今仍在研发中,通用期望它来解决两个问题:续航里程和排放。
通用汽车最初设想的滑板底盘不仅可以容纳燃料电池和线驱动技术,还可以在每个车轮上安装一个电机。尽管通用汽车发明了滑板底盘,但率先将这一创举投入大规模生产的是其他车企。
在通用因财务问题搁置电动汽车计划的时候,拥有2010年聆风的日产汽车和拥有2012年Model S的特斯拉横空出世,抢先将自己的滑板底盘带入了市场。
博罗尼-伯德表示,当特斯拉在2009年展示带有滑板底盘的Model S概念车时,他并不感到惊讶。“我了解电动汽车动力系统的经济性。我知道如果要提高产量,规模化的最佳解决方案就是滑板底盘。一旦成本下降,其他汽车制造商当然会纷纷加入进来。”他说。
可以毫不夸张地说,设计师和工程师一样喜欢滑板底盘。
它给了设计师们前所未有的自由,他们能够发挥创作,使汽车的比例恰到好处,并将内部空间最大化。
“这种结构不会干扰车辆的顶盖。”通用汽车全球设计副总裁迈克·西姆科(Mike Simcoe)说,“从结构上看,滑板停留在底板区域。因此,上面的所有东西都是自由的。在传统的建造中,像整流罩和仪表板以及前铰链柱等东西都是被底盘上的东西控制的,如发动机、油箱等。”
一些最新的电动车型,如Lucid Air、Rivian R1T和即将上市的凯迪拉克Celestiq,统统展示了滑板底盘的优势。相对于它们的车身尺寸,这些车辆有宽敞的内部空间,就Rivian的皮卡而言,有充足的存储区域,这是燃油卡车所没有的。
由于电机比汽油发动机小,需要的连接较少(如冷却和排气管的连接),工程师可以将驱动电机放在前轴、后轴上,或者在全轮驱动车辆的情况下将两者放在一起。
当然,任何东西都不是完美的。
Roush的弗雷克认为,滑板底盘的局限性之一是它不适合取代工作车辆的车架,例如运输巨大负荷的重型卡车。他说:“重型卡车的车架导轨拥有极好的强度,我认为它们能够在商业市场上坚持下去。但是在较轻的车辆级别中,电池和车辆一定会有更多的整合。”
国际汽车工程师学会(SAE International)的编辑林赛·布鲁克(Lindsay Brooke)则提出,设计师可以在滑板底盘上创造更长的车辆,工程师们也能够很容易地适应这些变化,而不会扰乱装配线。但是宽度可能就没有那么灵活了——一辆车的宽度会被生产线所限制。
布鲁克还指出,滑板设计可能也不太适用于跑车,因为电池组的重量和续航里程有限。
只有电池变得更小、更强大、需要更少的空间,滑板底盘才能在更多车型上处理更多样的车辆结构负荷。
此外,随着工程师们解决轮毂电机的技术问题,保护它不受各种元素的影响,减轻重量和提高冷却能力,它与滑板底盘将会摩擦出更棒的化学反应。轮毂电机将制动,驱动,转向都集成在轮子里,能够进一步释放滑板底盘。
革新的下一幅图画已经出现在眼前,只待实现了。