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    新能源纯电车型下个技术变革是什么?

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    懂车老王2024-06-01

    肯定是悬架技术,毋庸置疑。就好像保时捷近期推出的跳舞悬架——Active Ride suspension。搭载在最新款的972 panamera(图片|配置|询价)的E-hybrid

    最近保时捷能跳舞的这套主动悬架挺火,咱本期主要聊这个。我们尝试从基础结构、一些概念的纠偏以及主动悬架的价值三个方面来前瞻性分享一下。尤其是最后一点,大家看完之后会发现这个概念在今后的汽车市场上,大有文章可做。

    一、结构特点 保时捷 Active Ride 并不是第一个也不是唯一的主动悬架系统,但它可以说是比较强大的。目前这套主动悬架只有最新款的Taycan和帕纳梅拉的混动E-Hybrid才能搭载,普通帕梅2.9T纯燃油版是不能选装的,因为这套系统功率达到了1800瓦,需要混动帕梅搭载的大电池才能实现这些功能。不过老王在这里得跟大家辟个谣,这个视频大家很熟悉吧,随着手机控制车身能跳舞,但很多自媒体没说清楚,全世界目前就只有几辆测试车带这个功能。量产版是不可以用手机遥控跳舞的,因为不符合功能安全,你说这玩意儿假设你正在悬崖边上压弯,然后手机突然出bug启动了悬架跳舞,会不会把车翻下山去。所以按照这个极端假设,确实不太可能量产。测试车用手机连接是为了展示悬架的响应速度。但除了跳舞以外,其余功能依然值得解读。

    从结构来看,这套悬架利用每个车轮减振器附近的主动液压控制系统来调节电机泵,这张图右侧是电机,左侧是泵体,两者共用一套铝制壳体,栓接在传统防倾杆的位置,每个车轮都可以独立调整。

    根据我查找的信息,这套系统由RAPA这家供应商提供,这家是行业中的一个隐形冠军,之前我们讲空气悬架分配阀的时候提到过,分配阀这一块,很多技术壁垒国产还没突破,多数车企依旧需要高价采购。这回他们为保时捷带来了一种叫做「四象限内齿轮液压泵」的东西,这在工业上很常见,有的油泵就使用的类似结构,不过保时捷用在了悬架上我们说还是挺巧妙的。

    这种泵体的精髓在于三种结构,主动齿、从动齿轮、还有一个新月状的分流密封舌。 随着主动齿的旋转,在入口处会形成一个低压口袋区吸入油液,然后油液在通过中间这个新月时,会被密封在齿轮尖端与新月壁面的这些三角形间隙之中,我们别忘了,从主动齿和从动齿齿轮在一侧一直是啮合的,所以这些区域会被主动齿轮带着旋转,通过这些动态的三角区把油液携带到泵体的出口处,在新月的另一侧,空间随着临近出口空间变得急剧狭窄,此时油液就会以非常大的压强被加压泵出,这就是这套机构能够给悬架特别大力量的一个物理基础。

    那么所谓的四象限是啥意思?

    关于这一点老王也没拆解过,说错了大家随时指证,或许保时捷应该送过来一套拆解一下或许会更清晰。大家还记得奔驰的一款概念车F700的路面预扫描的Eabc系统么?那个也是油压的,也可以根据每个减振器的液压油流向进行车身快速补偿。

    我们也假设AB也是活塞上下表面的油腔 ,比如A是活塞上表面,B是下。四种象限内的部分动作我们就可以想象到。 CW是顺时针CCW是逆时针的缩写,第一象限,泵体正转,电机这个时候是被动不发力的状态,减振器中的油因为车身的下压力需要释放上表面油液的,这个过程也可以通过电机进行发电。---- 第二个象限,此时电机属于耗能的状态,那么这有可能就是悬架需要在某个瞬间减小高度。所以电机通过转动,紧急填充了一部分上表面或者抽走了一部分下表面油腔中的液体。 第三象限是最不好理解,你会发现这泵体转动方向反过来了,但电机却没发力,其实这说明此时悬架减振器并不是压缩状态,而有可能是在快速回弹,通过这套系统优化回弹力的空档,顺便发个电,很神奇吧? 理解了第三象限,第四个象限就更好理解了,显然就是回弹力不够需要电机介入抽走一部分储备油液去紧急送给悬架去补充高度。

    由于泵体的主动齿轮和从动齿轮都可以反向旋转,电机可以决定液压油的流动方向并在不使用额外流量控制阀的情况下更快地升降。 当然,目前手头资料比较有限,也希望大家随时在评论区给我补充,其实咱们比较熟悉的可能还是奔驰的E-ABC主动悬架,它也被认为是最早的油压主动悬架。但奔驰这套系统的油液调节基本是靠电机耗电来达成的,充其量可能也就算个二象限机构,保时捷相当于在悬架压缩和回弹过程中,他还可以选择性的发电。 据说保时捷是没设置像奔驰EABC主动悬架的这两个单向截流阀的,因为系统不需要单向截流阀的“慢进快出”,或者“快进慢出”这种能力,这样做不光本身能耗低,还能利用了不止一个渠道和工况去发电。这就属于保时捷的一种创新了,不过这也很正常,你照抄肯定不行,搞不好会被奔驰告专利侵权。 四象限的精妙之处在于,让悬架无论是压缩还是回弹,这套电泵都可以通过抽放油去主动补偿悬架高度,另外传感器如果判断充放油的过程中需要突然中断,那么就可以立即变为发电模式。再加上这套电动泵可以直接从高压电池获取电力,快速在减振器上产生主动力,这个油压的迅猛程度,可是比普通CDC的电磁阀调节强太多了。

    有了这套液压系统,保时捷甚至直接取消了防倾杆。并且只设计了一个仅有120PSI的单腔空簧,因为主动液压系统功能足够强大,本身就可以取代弹簧,这里面空气弹簧的作用仅仅是车身支撑,但为了减少能耗,才使用了空气弹簧,因为如果不用弹簧,这套系统下电时,车辆姿态可能会非常低趴。

    二、Active ride主动悬架的价值 保时捷这套Active Ride这套悬架真正价值在哪,除了尽量消除车辆的横滚与俯仰以外,更重要的是提供被动悬架做不到的瞬态调整。 假设你正在赛道上压弯儿,传感器感知到你可能需要更强的侧向支撑,而你又恰好不争气地压过赛道的路肩,此时Active ride的强大之处就会显现出来,它会在一瞬间迅速降低侧倾刚度来减少单轮弹跳,然后在你重心没有转移回来之前,再恢复到刚才的支撑刚度,而这往往是在减振器一个回弹循环之内发生的。换句话说,在很短的一瞬间内,它能针对你经历的多个不同工况进行调节,这些不同工况之中,可能有需要非常软的单边能力,紧接着又需要有非常硬的侧倾刚度支撑并且交替往复,这个速度快到无论你用多少腔的空簧,多少阀门的CDC,都没法完成如此快的和如此大幅度的调节,Active Ride 保时捷工程师把它描述为能够在传统悬架无法产生的地方产生抓地力,也就是所谓的“动态轮载分配”。这套悬架系统的运行频率为 13 赫兹,注意这13赫兹不要孤立理解,这不是每秒钟振动13下,而是每秒有能力去改变悬架阻尼特性和高度 13 回。

    当然,如果论数据来说,现在还有一种直线电机的悬架系统要比这个数据更牛,这个我之前讲过BOSE在几十年前就在雷克萨斯LS400上进行过测试,那个时候是燃油架构,减重和布局都非常困难,最近被比亚迪的云辇Z提上了日程,据说是有机会超越油压的综合能力的,关注云辇Z的朋友,别忘记给个三连,数据到了我就讲!

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