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REE P7底盘为市场带来先进悬架控制技术

深入研究REE公司出色的商用卡车底盘的悬架和控制系统就会发现,这两个系统都采用了可以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底盘的框架围绕“REEcorners”悬架构建,后者是REE专有的线控模块化悬架。REE称其通过将组件纳入底盘和车轮之间的区域内,成功设计出完全平坦的P7底盘,从而为乘客、货物和蓄电池腾出高达35%的内部空间。

REE Automotive的工程副总裁Peter Dow在接受SAE采访时表示:“REEcorners悬架系统是我们打造的这款卡车的核心技术,令我们能够实现理想的车辆动力学性能。我们不断尝试打造一款能够带来惊喜体验且易于驾驶的卡车。”

初版REE P7底盘将提供两种配置:纯底盘和带驾舱底盘。两种配置均可根据客户的具体要求和应用场景为3-5级中卡定制。据REE介绍,采用P7底盘制造的卡车具有业内最低的上车高度,可搭载自动驾驶平台,可使用蓄电池或燃料电池供电。

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智能集成
P7的悬架和底盘设计与传统中卡截然不同。与传统的梯形框架和钢板弹簧设计相比,P7底盘的内部结构更接近于一辆国际汽车运动协会(IMSA)GTP级别的赛车,而非一辆货车。

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。

车辆的所有关键功能都集成在位于每个车轮的四个单独角模块中,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。此外,所有车辆功能控制均已实现电气化(即线控驱动、线控转向和线控制动)。
Dow表示:“每个角模块的驱动、转向和制动装置都是独立管理的。我们一直在研究如何将大量控制系统集成进底盘,如扭矩矢量控制和后轮转向。我们希望研发出一款响应迅速的悬架系统,使我们能够集成这些系统。”

P7底盘主要针对3-4级中卡设计,但也可应客户的要求集成到5级卡车中。Dow表示:“集成到5级卡车时,唯一的变化是弹簧部分。为降低悬架的动态高度,我们采用了双减震器。同时,为了使用螺旋弹簧,我们需要尽可能降低静态高度。”

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占领市场
据REE介绍,P7悬架的四个角完全相同,这不仅降低了制造成本和复杂性,同时还能更好地控制底盘。Dow解释说:“有些部件会随角模块的位置调整。例如,安装前刹卡钳还是后刹卡钳取决于角模块安装在卡车的哪一侧。但无论选择哪种,我们的软件都能进行补偿。”

Dow补充道:“实现上述功能的前提是每个角模块都有一个便于其在一小时内完成安装和更换的编号。我们采用了自动连接高压和低压系统的复式连接器,因此无需在角模块安装高压接线。我们正在尝试通过选择的组件尽可能使卡车底盘的外部接近传统设计。例如,我们选用的制动卡钳、转子和驻车制动系统均为布雷博的现有产品。”

P7底盘的制动系统采用了100%线控制动技术,其中各组件由布雷博供应,包括Sensify智能制动系统的部分组件。Dow介绍说:“P7的制动系统采用了部分Sensify系统,我们利用布雷博制动系统管理对制动盘和刹车片施加的压力。然后,我们用自己的应用程序代码帮助该系统管理防抱死制动(ABS)等其他系统。”
该制动系统采用了布雷博制动执行器,搭配一个可在制动系统中产生高达115 bar(1668 psi)压力的48V系统。Dow解释说:“该制动系统使我们能够灵活掌控车辆,实现四个角模块各自独立的制动控制。”

他表示:“我们能够准确控制车辆运动,同时独立控制卡车四个角模块的驱动、制动和转向功能。之所以能做到这一点,是因为每个角模块都有负责管理转向、制动和牵引力的独立ECU。此外,我们还有一个可以管理所有角模块动作的中央控制单元。例如,当驾驶员发出偏航指令时,该系统可通过调整转向角、牵引力或扭矩矢量控制,响应其指令。”

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第一位:安全及稳定
P7底盘还配备了一整套先进的安全系统,如主动偏航控制系统。REE公司实施了全面的系统测试(包括在瑞典北极圈进行测试),确保P7在最恶劣的条件下也能保持稳定。
Dow表示:“在摩擦系数较低的冰湖面上,主动偏航系统能够消除任何因素引起的过度转向。如果车辆过度转向,我们可使用扭矩矢量控制以及后轮转向技术来防止车辆打滑,保障卡车行驶平稳。”
Dow还对驱动系统的控制策略做出了解释。他介绍称:“在行驶初期,车辆主要依靠前轮提供驱动力。P7上安装了一个悬架行驶传感器,使我们能够了解车辆的负载水平。这样,车辆就能够在负载增加时,将动力传送到后轮。”
REE在其测试中发现,当车辆负载达到4级中卡的上限时,改变后轮转向比将有助于提高车辆在变道时的稳定性。Dow解释说:“后轮转向系统在20 mph(32km/h)的车速范围内照常运行,并在接近该限值时逐渐关闭。此外,也可选择使用防甩尾功能。如果驾驶员处于停车位,不希望后轮转向系统启动,驾驶员就可利用防甩尾功能,在车辆至少驶离车位后再启用后轮转向系统,防止车辆尾部与周围的物体发生刮擦。”
他补充道:“当车速达到更高水平时,如50-60mph(80-96km/h),后轮转向系统就会再次启用,以配合高速行驶下的转弯和变道等操作。车辆后轮转向系统的算法和控制策略确保了低速行驶时的机动性和高速行驶时的稳定性。”主动后轮束角和主动外倾角均可通过后轮转向系统进行管理。Dow表示:“由于四个角模块真正实现了独立控制,各角模块之间并无防倾杆等连接装置。每个角模块都安装了可人工调整的具备合理刚性的悬架。目前,我们正在研发根据负载水平管理车辆侧倾运动的控制软件。”

Dow的团队还必须保证P7底盘的悬架可提供足够的空间来安装雪地防滑链等组件。Dow表示:“我们能够使P7的转向角达到32度。”

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成本与合理性
P7底盘悬架系统的出色之处在于它被设计成一种现成技术,可根据安装的角模块和卡车的负载水平轻松进行改装。

Dow表示:“我们一直在研究如何减少材料用量、提高产量,从而确定合理的价格。公司位于英国的制造中心的年产能可达到4万台。我们希望打造出适用于尽可能多车型的P7底盘。目前唯一需要调整的是弹簧刚度。”

P7上的所有金属结构、副车架、叉臂和万向节均由REE自主设计并制造。转向执行器由两家外部供应商供应。Dow解释说:“我们尽可能在系统中采用两家供应商的产品。中央驱动单元是一个集成了电机、逆变器和变速箱的3合1装置,通过带有乙二醇界面的介电油进行冷却。介电油及乙二醇界面均由一家外部供应商供应。”
P7的主要目标市场是北美,但REE也计划在其它地区推出P7。Dow提到:“我们设计的这款产品是面向全球销售的。底盘子系统主要针对北美的要求设计,但我们也针对欧洲和日本采取了设计保护措施。为满足欧洲地区的要求,我们已在卡车前端设计了碰撞和溃缩区域,尽管北美地区的车型不需要这些设计。”

REE已宣布,潘世奇卡车租赁公司(Penske Truck Leasing)即将开始向有意开展车队电气化改造的客户提供REE电动汽车,客户可以试驾,也可以订购。潘世奇采购与车队规划高级副总裁Paul Rosa 表示:“我们期待REE公司的线控汽车加入我们的电动卡车阵容,让我们的车队客户有机会试驾该车辆并亲身体验这项技术。”

 

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