Введение: Шасси электромобиля — «скелет» электромобиля, основной носитель базы электромобиля и ступицы колеса электромобиля.

Введение: Шасси электромобиля — «скелет» электромобиля, основной носитель базы электромобиля и ступицы колеса электромобиля.

Сегментация рынка новых энергетических транспортных средств приводит к тому, что технические различия между низкоскоростными электромобилями (например, городскими и грузовыми) и высокоскоростными электромобилями (легковыми и коммерческими автомобилями) становятся всё более существенными. Будучи «скелетом» электромобиля, шасси не только определяет его устойчивость, безопасность и комфорт, но и напрямую связано с логикой выбора базы электромобиля (основного несущего компонента шасси) и ступицы колеса электромобиля (ключевого компонента передачи энергии). В данной статье будут проанализированы различия между шасси низкоскоростных и высокоскоростных электромобилей с трёх точек зрения: основные различия, технические требования и сценарии применения, чтобы помочь читателям понять принципы адаптации баз и колёс электромобилей к различным сценариям.

I. Основные различия в позиционировании: для шасси низкоскоростного электромобиля «практичность превыше всего»; для шасси высокоскоростного электромобиля «производительность превыше всего»

1. Шасси электромобиля с низкой скоростью: подходит для поездок на короткие расстояния, база и колеса электромобиля ориентированы на экономичность.

Основными требованиями к низкоскоростным электромобилям являются «низкая стоимость, высокая долговечность и простота обслуживания», которые в основном применяются в таких сценариях, как поездки на короткие расстояния в городах, поездки в живописных местах и ​​логистика на заводских территориях, со скоростью, обычно не превышающей 50 км/ч. Поэтому при проектировании шасси основное внимание уделяется «упрощению конструкции и контролю затрат»:

База электромобиля: в основном, представляет собой интегрированную стальную пластину, изготовленную методом штамповки, с простой конструкцией и умеренной грузоподъёмностью. Она не требует сложных систем амортизации и защиты, в основном удовлетворяя базовым требованиям по установке аккумуляторов и двигателей, а также обеспечивая лёгкость и экономичность.

Ступица электромобиля: преимущественно цельнолитые диски или простые литые алюминиевые диски меньшего размера (обычно 12–14 дюймов), обеспечивающие износостойкость и низкую вероятность выхода из строя. Нет необходимости учитывать сопротивление воздуха и давление, возникающее при езде на высокой скорости. Контроль затрат — главный фактор.

2. Высокоскоростное шасси электромобиля: стремясь к максимальной производительности, база и колеса электромобиля ориентированы на безопасность и устойчивость.

Высокоскоростные электромобили (со скоростью ≥100 км/ч) должны соответствовать сложным дорожным условиям, требованиям устойчивости на высокой скорости, безопасности при столкновениях и другим строгим требованиям. Конструкция шасси, основанная на принципах «высокой прочности, точности и высокой интеграции», широко используется в семейных седанах, внедорожниках, коммерческих автомобилях на новых источниках энергии и других областях.

База электромобиля: интегрированное шасси из алюминиевого сплава или композитных материалов на основе углеродного волокна (например, интегрированное основание структурных компонентов аккумуляторной батареи Tesla 4680), которое не только должно выдерживать вес аккумуляторной батареи, двигателя и электронной системы управления, но и обладать устойчивостью к скручиванию и ударам. При этом достигается малый вес за счет оптимизации конструкции и снижения энергопотребления. Некоторые модели премиум-класса также оснащены противостолкновительными балками и защитными пластинами аккумуляторной батареи в основании для повышения пассивной безопасности.

Ступица электромобиля: кованые диски из алюминиевого сплава, в основном, относительно большого размера (16–22 дюйма), разработаны с учётом аэродинамики (снижения сопротивления воздуха), теплоотвода (предотвращения нагрева ступицы колеса при движении на высокой скорости) и несущей способности. Некоторые высокопроизводительные модели также оснащены электродвигателями в ступице колеса, которые напрямую интегрируют систему питания в ступицу колеса для дополнительной оптимизации использования пространства шасси.

II. Различия в технических требованиях: от конструкции до материалов, логика совместимости между базой электромобиля и ступицей колеса электромобиля.

1. Прочность конструкции: требования к жесткости основания шасси высокоскоростного электромобиля удваиваются.

Шасси электромобиля с низкой скоростью движения: при низкой скорости движения и меньшем воздействии на дорогу требования к прочности на растяжение основания электромобиля составляют примерно 200–300 МПа, что соответствует базовой несущей способности только для ежедневных поездок на короткие расстояния.

Шасси высокоскоростного электромобиля: При движении на высокой скорости шасси должно выдерживать различные нагрузки, такие как неровности дороги, центробежная сила на поворотах и ​​экстренное торможение. Прочность на разрыв основания электромобиля должна превышать 500 МПа. В некоторых моделях класса люкс используются даже материалы из авиационного алюминиевого сплава или углеродного волокна, чтобы шасси не скручивалось и не деформировалось, гарантируя безопасность вождения.

2. Поглощение ударов и управляемость: Шасси высокоскоростного электромобиля зависит от координации ступицы колеса и системы подвески электромобиля.

Шасси электромобиля с низкой скоростью: система амортизации упрощена, в основном с использованием листовых рессор или простых подвесок типа «Макферсон». Требования к амортизации колёс электромобиля относительно невысокие и должны лишь гасить незначительные колебания дороги.

Шасси высокоскоростного электромобиля: Оснащенное передовыми системами подвески, такими как многорычажная независимая подвеска и пневматическая подвеска, ступица колеса электромобиля должна быть точно согласована с системой подвески. Оптимизация вылета ступицы и значения ET позволяет повысить скорость реакции автомобиля на повороты руля и устойчивость движения. При этом точность динамической балансировки ступицы должна быть чрезвычайно высокой (погрешность ≤5g) для предотвращения тряски при движении на высокой скорости.

3. Степень интеграции: высокоскоростное шасси электромобиля обеспечивает интеграцию базы электромобиля и аккумуляторной батареи.

Шасси электромобиля с низкой скоростью: основание электромобиля, аккумулятор и двигатель в большинстве случаев проектируются отдельно, что удобно для установки, но обеспечивает низкий коэффициент использования пространства.

Шасси высокоскоростного электромобиля. В большинстве случаев используется технология «интеграции аккумуляторной батареи с шасси» (CTC/CTB), при которой основание электромобиля непосредственно служит нижней частью аккумуляторной батареи. Это не только повышает эффективность использования пространства (увеличивает запас хода), но и повышает жёсткость шасси за счёт структурной интеграции. При этом ступица колеса электромобиля образует согласованный механизм управления с двигателем и электронной системой управления, обеспечивая точную регулировку мощности.

III. Сценарии применения и предложения по выбору: как можно адаптировать основания и колеса электромобиля к различным шасси?

1. Сценарии использования низкоскоростных электромобилей (поездки на работу, услуги трансфера, логистика)

Суть выбора: приоритет — экономичность и долговечность.

Основание электромобиля: рекомендуется использовать цельное основание, изготовленное из штампованной стальной пластины, которое является экономичным, простым в обслуживании и совместимо со свинцово-кислотными аккумуляторами или небольшими литиевыми батареями.

Диски для электромобилей: выбирайте цельнолитые алюминиевые диски или простые спицованные диски размером 12–14 дюймов, чтобы грузоподъемность соответствовала ежедневному использованию.

2. Сценарии высокоскоростных электромобилей (бытовые, коммерческие, высокопроизводительные)

Ключевые моменты выбора: безопасность, стабильность и оптимизация срока службы батареи;

Основание электромобиля: отдайте предпочтение интегрированному основанию из алюминиевого сплава или композитного материала из углеродного волокна, которое обеспечивает интеграцию аккумуляторной батареи с шасси для повышения жесткости и более эффективного использования пространства.

Ступицы электромобилей: рекомендуется использовать кованые алюминиевые литые диски размером более 16 дюймов. Они обеспечивают аэродинамический дизайн и эффективное рассеивание тепла. Высокопроизводительные модели могут быть оснащены мотор-колесами или облегченными коваными ступицами.

Вывод: дифференцированная разработка шасси электромобилей стимулирует технологическую модернизацию баз и узлов электромобилей.

Основное различие между шасси низкоскоростных и высокоскоростных электромобилей заключается, по сути, в технологической дифференциации, ориентированной на спрос: шасси низкоскоростных электромобилей ориентированы на «практическую экономичность», в то время как базы и колеса электромобилей делают акцент на базовых функциях. Высокоскоростные шасси, в основе которых лежат «производительность и безопасность», способствуют развитию баз электромобилей в сторону интеграции и высокой прочности, а также модернизации колес электромобилей в сторону легкости и интеграции. С развитием технологий транспортных средств на новых источниках энергии, база электромобиля и ступица колеса электромобиля, как основные компоненты шасси, будут продолжать адаптироваться к требованиям различных сценариев и станут ключевыми факторами, влияющими на производительность и опыт использования электромобилей. Будь то поездки на работу на низкой скорости или высокоскоростные поездки, точное соответствие выбора базы электромобиля и колес электромобиля типу шасси является ключевым условием для обеспечения стабильной работы автомобиля.