汽車模塊化來襲 沃爾沃SPA平臺簡析
在近似的底盤和車身結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行不同車型的開發(fā)及生產(chǎn)制造,低成本、快速地生產(chǎn)出外形、功能都不盡相同的汽車產(chǎn)品,就是汽車的平臺概念。
自福特在其第一款大規(guī)模量產(chǎn)的T型車上利用平臺的概念,衍生出了F系列皮卡始祖之后,平臺這個(gè)概念慢慢走入汽車廠商的心中。大眾更是把模塊化平臺玩得風(fēng)生水起。除此之外,海外企業(yè)如豐田的TNGA、日產(chǎn)的CMF、標(biāo)致的EMP,自主品牌如奇瑞的iAUTO等,模塊化平臺的優(yōu)勢讓其成為汽車制造商們的研發(fā)新寵,并且圣眷不衰。
一向以安全著稱的北歐品牌沃爾沃也加入了這個(gè)隊(duì)列。在今年的法蘭克福車展上,沃爾沃以一輛概念車Concept Coupe驚艷了全場。這款展示了沃爾沃未來設(shè)計(jì)語言的豪華GT轎跑,不僅代表了沃爾沃未來旗艦車型S80和XC90的設(shè)計(jì)方向,也讓人們認(rèn)識了沃爾沃全新的模塊化平臺————Scalable Platform Architecture,可擴(kuò)展的平臺架構(gòu)(SPA平臺)。
車型的無限擴(kuò)展
沃爾沃對這個(gè)全新的SPA平臺可是寄予了厚望。在沃爾沃的設(shè)計(jì)構(gòu)想下,SPA平臺可容納沃爾沃未來90%的汽車,其中40%的零件是通用的,無論車型大??;在新平臺架構(gòu)下的產(chǎn)品將占據(jù)沃爾沃總銷量的三分之二。
對于一個(gè)模塊化平臺來說,最重要的特性就是模塊化。而模塊化的程度越高,車身架構(gòu)分解得越徹底,也就意味著平臺的自由度越高,能夠容納的車型越多,擴(kuò)展能力也就越高。因此,如何把模塊化的性能盡可能地發(fā)揮到極限,是如今汽車制造商們們共同的目標(biāo)。
SPA平臺
SPA平臺中,僅有乘員艙的前艙壁到前軸這部分是固定的,其他的部分,無論是前軸到車頭的部分、后軸到車尾的部分,前后軸的距離以及車身高度等都是可調(diào)的。
模塊化平臺本身的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):控與跨。
控,是對研發(fā)和生產(chǎn)的成本與周期的控制?;赟PA平臺架構(gòu)的車型,不論車輛大小和復(fù)雜性,都可以使用同一條生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)。而只要對車身的不同部分進(jìn)行調(diào)整,就能夠在較短的時(shí)間內(nèi)研發(fā)出新的車型,也就節(jié)省了大把的票子和時(shí)間。
跨,指的是跨車型、跨級別,這是模塊化平臺相對于平臺來說的優(yōu)勢所在。與EMP1不同的是,SPA的軸距尺寸并沒有那么小范圍的局限性,而是能夠適應(yīng)從S60往上的所有車型尺寸的研發(fā)。SPA平臺聯(lián)合相同的模塊和借口,再配上可擴(kuò)展性的系統(tǒng)和組件,就為車型系列建立了一個(gè)靈活的生產(chǎn)體系。
安全的”鐵籠子”
SPA平臺的可擴(kuò)展性不僅表現(xiàn)在車型的設(shè)計(jì)方面,在技術(shù)上更是如此。
我們都知道,沃爾沃的看家本領(lǐng)就是安全,SPA平臺上搭載的安全技術(shù),把汽車打造成了一個(gè)固若金湯的鐵籠子。出于對自己安全技術(shù)的強(qiáng)大自信,沃爾沃更是承諾SPA平臺的第一款量產(chǎn)車————新一代XC90會是市場上最安全的一款車。
SPA平臺在安全性的貢獻(xiàn)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:于結(jié)構(gòu)上,SPA平臺架構(gòu)的強(qiáng)度和剛度有了相當(dāng)?shù)奶嵘梢越o予乘客更好的保護(hù);于技術(shù)上,SPA平臺搭載了一系列的安全技術(shù),能夠降低碰撞發(fā)生的概率,或者在發(fā)生碰撞之后,減少沖擊對乘客的影響。
從結(jié)構(gòu)上來看,沃爾沃的工程師們在SPA平臺上不同的位置使用了不同強(qiáng)度級別的鋼材,其中尤其硼鋼的使用,大大增加了車身架構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。
SPA平臺上所使用的材料
其實(shí)對于車身結(jié)構(gòu)來說,增加強(qiáng)度的辦法就是使用更高級別的鋼材,但是如果全都使用高強(qiáng)度鋼材,且不談成本上的浪費(fèi),車身重量也會大幅度增加;而如果使用較低強(qiáng)度的鋼材,雖然車身重量降低,也沒有浪費(fèi)了,但同時(shí)也降低了安全性能。
因此,這種差異化的設(shè)計(jì),除了讓車身各結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度能夠給予乘客足夠的保護(hù)之外,也讓車身各部分的強(qiáng)度在剛好需求的范圍內(nèi),沒有造成不必要的浪費(fèi),并且兼顧了輕量化。據(jù)稱,以SPA平臺為基礎(chǔ)的車型,與同級別車相比,重量上會降低100-150公斤。
從安全技術(shù)上來看,SPA平臺上有大量的傳感器,并通過綜合使用攝像機(jī)、雷達(dá)和傳感器,能夠時(shí)刻對車輛周圍環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測,不論車速大小,不論駕駛環(huán)境,如在高速公路上和事故高發(fā)的十字路口,避免車輛發(fā)生安全事故。
雷達(dá)與攝像機(jī)的監(jiān)控范圍
這些傳感器與雷達(dá)的組合能夠?qū)崿F(xiàn)的功能有很多:車道保持輔助系統(tǒng),能夠在車輛偏移車道時(shí)自動調(diào)整車輛的轉(zhuǎn)向;巡航控制系統(tǒng),如果與車道保持輔助系統(tǒng)協(xié)同工作的話,還能夠讓車輛自動跟著前方的車輛前進(jìn),當(dāng)前車轉(zhuǎn)彎時(shí),也能跟著轉(zhuǎn)彎;還有夜間的行人或動物檢測系統(tǒng),能夠在夜間實(shí)時(shí)檢測道路前方有無行人或大型動物,并在檢測到的時(shí)候自動剎車。
如果碰撞已經(jīng)發(fā)生,車身內(nèi)部,也有一些安全措施能夠減小沖擊對乘客帶來的影響,包括帶有預(yù)緊裝置的安全帶、頸椎撞擊防護(hù)系統(tǒng)、氣囊以及側(cè)氣簾等。與主動安全技術(shù)相結(jié)合,安全帶預(yù)緊裝置能夠在雷達(dá)檢測到即將有碰撞發(fā)生時(shí),提前張緊,以將乘客固定在座椅上。
SPA在安全性上的擴(kuò)展在于,它能夠兼容所有與自動剎車、自動跟車等同源的自動駕駛技術(shù);更進(jìn)一步的,SPA平臺也已經(jīng)準(zhǔn)備好迎接一個(gè)車輛能與周圍的建筑、設(shè)施和其他車輛進(jìn)行交流的世界了。這就意味著,當(dāng)自動駕駛技術(shù)和車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展成熟時(shí),沃爾沃也可以直接在SPA平臺的基礎(chǔ)之上研發(fā)自動駕駛汽車,而不需要對平臺進(jìn)行更改設(shè)計(jì)或者研發(fā)。這是目前其他模塊化平臺還并不具備的功能。
動力的隨意搭配
或許還有看官記得車云菌曾經(jīng)解讀過的沃爾沃Drive-E系列發(fā)動機(jī),沃爾沃稱之為VEA(沃爾沃環(huán)境架構(gòu))。從某種程度來說,VEA可算是SPA平臺理念下的產(chǎn)物。
基于VEA的發(fā)動機(jī)上,獨(dú)特的零件減少了60%,VEA是獨(dú)屬于動力系統(tǒng)的模塊化平臺。VEA構(gòu)架下的發(fā)動機(jī)被設(shè)計(jì)為可以很方便地與電動驅(qū)動結(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)接或拆分,因此也不難理解為什么沃爾沃會說SPA可容納未來90%的車型了,有了VEA的存在,燃油車變身混合動力、純電動汽車也就是分分鐘的事情。
另外,SPA上還引入了最新的8速自動變速器,以及為混合動力和純電動汽車設(shè)計(jì)的飛輪動能回收系統(tǒng)————KERS。KERS系統(tǒng)的飛輪安裝在汽車的后軸,發(fā)動機(jī)驅(qū)動前輪。在車輛制動時(shí),由此產(chǎn)生的制動能量將使飛輪旋轉(zhuǎn)到每分鐘60000轉(zhuǎn)。一旦汽車再次開始移動,飛輪的旋轉(zhuǎn)將通過一個(gè)特別設(shè)計(jì)的傳輸單元轉(zhuǎn)移到后輪,讓車輛變成了四驅(qū)。飛輪能給汽車提供額外80馬力的動力,并且能夠最多降低20%的油耗。