一直以来,我们似乎走入了一个误区,我们将电动车所带来的技术变革与自动驾驶等同,而只是将电动机作为内燃机的等价替代。但作为完全不同的一种动力机械,电动机的各种特性与内燃机截然不同,我们完全没有必要被传统的燃油车思维束缚,让想象插上翅膀,让电动化给未来交通工具带来变革。
新近通过与投资公司10X合并,在纳斯达克完成上市的REE便有着这样的梦想。它提供模块化的车辆底盘,而车身则可以交由车企自行定义。很多车企比如大众、丰田,通用在早些年都展示过类似的概念,一个独立的电驱动底盘,换上不同的车身,形成了不同的车型。
图为丰田e-Palette移动平台
而REE的概念更进一步,它将传统车辆的驱动部分,包括转向、制动、悬架、动力与传动机构、包括这些功能的控制都集成封装到了轮拱内部。每个轮子都是一套完整的驱动单元,集成度极高,这种会自己跑的轮胎被称为CornerStone,“基石”。
四个“基石”配上利用铺满电池的底盘,这就意味着世界上最平坦,最自由,集成度最高的模块化平台诞生了。
使用基石技术造车真的就是四个轮子再加上两张沙发和一个外壳。在这个平台上,用户可以自行选择前驱、后驱或者四驱。如果前后四个车轮都配了转向模块,便是如今流行的四轮转向。
REEcorner提供了多种不同功率级别的“基石”车轮总成,根据需要实现不同的动力性能。车身尺寸也因此不受限制,从解决最后一公里问题的微型车到载客40人的大巴、货车。只是选择对应功率级别的“基石”车轮与前后轴之间电池布置区域的长度而已。就好像是搭积木一般。
由于四个车轮的控制都是独立的,其驱动自由度也很高。甚至比四轮转向更加自由。它完全可以实现左右两边车轮相对转向,配合两边车轮反向旋转,车辆甚至可以实现360°原地旋转掉头。
更重要的是,基石车轮全面采用了X-By-Wire技术,这项技术源自于飞机的电子线控技术。将驾驶者的操作意图转化为电信号传输给布置在车轮上的转向、驱动控制器,省去了复杂而占空间的机械结构。底盘平坦的一望无际,空间布置极为简单,空间利用率极高。而且,全部电控的控制系统对于自动驾驶技术也是绝妙的利好。
看这个底盘对比图,就能够清晰地看到“基石”技术对于车辆底盘的颠覆性改变
但是,我们也必须要看到,虽然REE公司从2013年就开始构思这个创意,2019年初步展示了“基石”技术,并用2年时间运作上市,但它还远称不上完美。至少还有许多问题REE并没有在其技术展示中做出回答。
REEcorner技术早期设计图
首当其冲的就是散热,我并没有在REE的技术介绍或者基石车轮的结构爆炸图中看到冷却水道之类的设计,其高集成度,小体积,低重量的需求也难以让他负担独立的水冷系统。因此,它的电机大概率是风冷的,可风冷电机的散热效率严重依赖于风量和风速,轮拱处本来通风条件就差,过于紧凑的设计也让轮拱内部难以形成有效的风道,冷却能力雪上加霜。
这会导致基石的电机持续功率偏低,更宏观的体现结果有三点,一是车速快不了。可以在REE官网的配置器中看到,其绝大部分可构建的车型,最高车速只支持到80km/h。
二是车辆的承载能力低,在配置器中也可以看到,对于货运需求,只支持到中小型,中距离运货车辆,大型车辆只能支持到40座左右的城市公交产品。第三,耐久性存在疑虑,过度紧凑的结构使得部件之间热传导更为容易,较高温度的电机会加热其他部件,高温则是导致很多电子元器件、弹性元件疲劳、寿命缩短的元凶。
其次,悬架几何。原本用于布置悬架的空间被电机、减速器、控制器占据,尤其是在小型的“基石”上。悬挂连杆消失,车轮相当于固定在一根包含着减震器和弹簧的竖直滑轨上。这样的结构有什么问题?
或者说,为什么传统悬挂需要多根连杆共同作用?
第一,悬挂的连杆作用是在遇到高低颠簸或者侧倾时,束缚车轮的运动轨迹,目标是保证车轮与地面尽可能垂直,保持良好的接地条件。在实际行驶中,车身侧倾,轮胎弹跳的运动轨迹并不是一条直线,轮胎底部和顶部划过的轨迹并不平行,也不重合。小型基石车轮这样仅凭一根导轨约束车轮运动必然不可能实现这样的目标。
第二,多根连杆还是为了分担各个方向的力。连杆或者导轨承受侧向力的能力是很差的,这是金属本身材质、结构决定的,因此纵向、侧向、垂向的力需要由不同连杆专门分担。举个例子,传统的悬架结构中,除了约束车轮上下跳动的上下控制臂,很多时候还会有一根承受纵向力的拖曳臂。基石的那根导轨能够承受不同方向的力吗?
而且,基石车轮与车身的连接点并非连杆端点,而是通过螺栓与电池底盘相连,这会导致连接点承受极大的剪切力,材料强度要求极高,耐久性堪忧。
再者,簧下质量问题,因为没有看到有万向节这种可以灵活调整传力方向的机械结构,我一开始认为基石技术和轮毂电机一样,将电机放置在簧下,与车轮固连。这样一来簧下质量小不了。
但后来查阅官网,REE宣传采用的是一种专利的多速变速箱机构解决了这一问题,实现了车轮弹跳而电机固定时旋转运动的可靠传递。但这一项技术REE并没有详细地介绍具体如何实现。
下一个疑虑:X-By-Wire。线控技术其实在现在的车型中也有不少应用,比如英菲尼迪Q50的线控转向,阿尔法罗密欧搭载的线控刹车,都是通过电信号传递控制指令。但他们都没有REE这么激进,至少保留了机械结构冗余。而基石技术完全摒弃了人与车辆之间直接的机械连接。尽管它宣称达到了ISO 26262最高功能安全等级ASIL D级,但这并不足以消除我们的疑虑。
最后,也是最关键的问题:成本。虽然按照常理,小的一般比大的便宜,比如个头小的苹果比个头大的苹果单价便宜,比如小功率电机比大功率电机便宜,但当这个小达到一定程度后又会反过来。
基石技术便是如此,每个车轮都有着全套完整的电机电控,转向,本身比起传统整车方案就多了三套驱动装置,再加上高集成度带来的高制造难度,其成本必然不会低,尤其是在当下相关供应链都不全的情况下。想要降低成本,REE就必须实现极大的规模效应。
这就产生矛盾了,REE毕竟只是个没有车身的底盘,需要有整车厂来购买应用。而吸引整车厂应用又需要强力的背书,和足够低的成本,REE会陷入这样的死循环。
一般企业如何度过这样的困境?有很多案例,利用技术的稀缺性通过高溢价车型覆盖成本,打开市场后逐步降低成本,扩大市场占有率,比如特斯拉。而基石技术恰恰无法走这样的路线,基石技术缺少高溢价车型应具有的独特性。
因为高集成度,车企难以对采用基石技术的车型做出独到的突出的调整,比如悬架,比如功率局限性。其最终成品即使车身设计各不相同,驾驶感受也会千篇一律。个性的缺乏。但凡是有点追求的车型都不会选择这样一个“积木”来构成自己的身体。极致的通用性,模块化也意味着普通、意味着千篇一律,难以实现车型之间的差异化,这是高溢价车型所不能接受的。
对于这一点,其实REE也想得很清楚。它对于这项技术的定位就是极致的通用性,快速实现不同规格尺寸车型的开发。“基石”技术必然只是作为平民车型存在。在REE的规划中,基于基石技术开发的车型主要是解决最后一公里需求的微型车、城市自动驾驶出租车、中小型轿车或者载人运输车。再大一些就是巴士,以及货车这样的商用车。
说了这么多的缺点,我并不是想要给这项新技术泼冷水,恰恰相反,我对于这项技术的评价极高。能够列举出来的这些缺点都可以通过技术进步解决。但它所带来的对于车辆结构、组成、使用方式上的变革却是传统内燃机所不可能实现的。比如内燃机几乎不可能实现对单独车轮进行独立控制,传统的转向机构也无法支持左右两侧车轮反向转向。
电动车相对于传统车绝不仅仅是将内燃机换成了电动机这么简单,也不要将电动车对于传统车的革命简单的等同于智能化、互联化或者狭隘的只看到百公里加速动力性、NVH这种表层。让想象力插上翅膀,不要被传统车设计的条条框框所束缚,电驱动对于汽车而言完全是一场工业革命。
发展电动车,不仅仅是为了现在还有许多争议的绿色环保,更因为电驱动具有的颠覆级的潜力。
本文作者为踢车帮 Route 64
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