宋楠:解读比亚迪秦100赛车铝合金独立悬架轻量化技术

文章来源:列宁格勒保卫者 点击数:25 发布时间:2017-11-02
本文将对CRC版秦100赛车的全铝合金独立悬架技术进行解读。
宋楠:解读比亚迪秦100赛车铝合金独立悬架轻量化技术

 

连续参加4年中国汽车拉力锦标赛的比亚迪车队,已经更换了3种技术状态插电式油电混动秦系列赛车。每一款秦赛车都以量产车型为基础进行有限度的改装。至CRC版秦100赛车,更将量产车适配的“T型”三元锂电池和前后铝合金独立悬架完全引入,接受苛刻的赛事考验。本文将对CRC版秦100赛车的全铝合金独立悬架技术进行解读。

1、CRC版秦赛车、秦+赛车和秦100赛车的区别:

 

2017年10月CRC赛事贵州三都段,比亚迪车队10台3款秦、秦+和秦100赛车参赛。

白色箭头:CRC版秦100赛车

黄色箭头:CRC版秦+赛车

红色箭头:CRC版秦赛车

备注:文中提及秦赛车为2014年第一批使用扭力梁半独立悬架车型;秦+赛车为2015年10月改装的使用钢制独立悬架+“T型”磷酸铁锂电池的车型;秦100赛车为2017年7月改装的使用铝合金独立悬架+“T型”三元锂电池的车型。

 

上图为CRC版秦赛车内饰细节特写。浅蓝配色内饰分系统很快被停用。

 

上图为CRC版秦+赛车内饰细节特写。全黑双层的内饰分系统,为双冠版秦商品车标准配置。

上图为CRC版秦100赛车内饰细节特写。全黑双层“软”内饰+纵置“大屏”和米色配饰的换挡面板,是比亚迪王朝车型的内饰特点之一。

 

无论CRC版秦、秦+,还是秦100赛车的动力总成,与产车型适配的1.5Ti发动机+6前速双离合变速器+动力电池完全相同。只不过,CRC版秦100赛车为“T型”三元锂动力电池适配了1套单独的散热系统。

黄色箭头:发动机+驱动电机+控制模块共用的散热系统补水壶

红色箭头:“T型”三元锂电池组件单独适配的散热系统补水壶

 

 

上图为CRC版秦赛车扭力梁半独立后悬架细节特写。

上图为CRC版秦100赛车铝合金独立后悬架细节特写。

备注:至CRC贵州三都站为止,比亚迪车队所有秦+赛车原装位都更换了秦100赛车使用铝合金后副车架和多连杆悬架。

2、CRC版秦100赛车铝合金悬架轻量化技术:

上图为CRC版秦100赛车右前悬架细节特写。前悬架的转向节、下摆臂(含可分离球销)为铝合金材质。改用“中空”的传动半轴,再次提升轻量化效能。

红色箭头:原厂状态的减震器

黄色箭头:铝合金材质转向节

绿色箭头:铝合金材质下摆臂

蓝色箭头;铝合金材质球销

白色箭头:过铝合金刚性螺栓,将球销和下摆臂固定

紫色箭头:中空设定的传动半轴(轻量化)

 

上图为铝合金材质一体化转向节细节特写。转向节主体才压铸工艺,而与摆臂、球节以及减震器固定预留孔位采用切削工艺。

 

由于比亚迪车队所有不同状态的赛车,不仅要承担参加赛事任务,更要为不同状态的配件和控制策略进行技术验证。

上图为CRC版秦100赛车右前悬架摆臂更换为“老状态”的铸铁材质摆臂,用于改型的稳定杆及竖拉杆的技术验证。

红色箭头:铝合金转向节

白色箭头:铝合金下摆臂球节销

黄色箭头:“老状态”铸铁材质下摆臂

“老状态”特制秦和秦+赛车及量产车适配的下摆臂技术状态。

 

上图为“新状态”铝合金材质下摆臂Vs“老状态”铸铁材质下摆臂细节对比特写。

“老状态”铸铁下摆臂进行了“镂空”减重处理。两种状态的下摆臂适配的平衡胶套以及固定轴套具备“物理”层面的互换。

需要注意的是,无论那种状态的下摆臂固定轴套,都采用一体化结构,并用外力“挤”入下摆臂。而不是与某合资品牌常用的“分体”结构。

红色箭头:下摆臂固定轴套

白色箭头:固定轴套通过外力“挤压”近下摆臂的方向

 

上图为铝合金材质下摆臂平衡胶套,与铸铁材质下摆臂平衡胶套细节对比特写。

红色箭头:铝合金摆臂平衡胶套较软,且胶套“软”链接处横截面较小

白色箭头:铸铁摆臂平衡胶套较硬,且胶套“软”链接处横截面较大

与更轻的铝合金摆臂适配较“软”的平衡胶套(含匹配的稳定杆及竖拉杆等前悬架胶套),在激烈驾驶模式下运行,前副车架、摆臂、稳定杆以及全部胶套组合的“拉伸”极限值更大,使得底盘更稳并不会增加前驱动桥的负载。

理论上,铸铁下摆臂、铝合金下摆臂、铸铁转向节和铝合金转向节,可以进行多种组合重新适配并在秦、秦+和秦100三款量产商品车相互通用,但是要更换对应的前稳定杆和竖拉杆。

上图为CRC版秦100赛车适配的铝合金后副车架+多连杆独立悬架细节特写。

红色箭头:铝合金后副车架(通过4套螺栓和胶套固定于车身焊接)

绿色箭头:铝合金后转向节

黄色箭头:铝合金后控制臂

白色箭头:铝合金前控制臂

黑色箭头;铝合金拖曳臂

 

铝合金后副车架采用“镂空”轻量化设定,承受由后独立悬架传递的冲击力(轮胎与路面),必须要在轻量化、结构强度以及制造成本进行精准的平衡。

 

上图为铝合金后转向节备件状态细节特写。

比亚迪车队已经用“新状态”的铝合金后悬架全部配件,为CRC版秦+赛车进行了原装位的更换。

在笔者之前的报道中指出,CRC版秦+赛车使用的铸铁材质的多连杆后悬架,源于电动版速锐(e5)。为了容纳更大尺寸的动力电池,对扭力梁半独立后悬架进行了修改。

此次CRC版秦+赛车全部更换“新状态”铝合金后悬架,或可成为2017款插电式混动版秦车主升级性能的最好实例。

 

笔者注意到全部“新状态”的铝合金材质副车架、摆臂、转向节以及球节销,都标注出“BYD”品牌标志。从来坚持核心技术自主研发和生产的比亚迪,同样自行量产了这些铝合金材质底盘件。

 

笔者仅对铝合金材质和铸铁材质下摆臂的重量进行粗略估算,铸铁材质下摆臂自重约为9公斤,铝合金材质下摆臂自重约为4公斤。

仅铝合金材质下摆臂就可降低1半的重量,如果将前转向节、下摆臂、下球节销以及后副车架、后转向节、后多连杆等配件自重计算在内,或可为CRC版秦100赛车减重近30余公斤。

3、比亚迪的整车和悬架分系统轻量化技术应用:

 

2017年8月,比亚迪首次向外界公布了未来模块化和轻量化技术路线。在售的唐、宋等车型(新能源车型)已经完成了铝合金多连杆后悬架的轻量化技术的落地。秦100车型则完成了前悬架(转向节)、镁铝合金后副车架以及多连杆独立后悬架的轻量化改进。在比亚迪未来模块化新能源车型技术平台上,换挡支架、前制动系统、传动轴、很想稳定杆、前副车架、动力单元悬置总成、转向机壳体以及加速(制动)踏板等分系统,都将进行材质或工艺层面的轻量化改进。

加上现有后悬架技术的轻量化,或2018年上市的比亚迪系新能源车型,通过全车轻量化提升操控性同时,降低能耗(电耗或油耗)。

整车及分系统的轻量化好处是,可以将1组或多组分系统轻量化技术,用于以往车型的改型。采用版扭力梁后悬架的双冠版秦、采用多连杆独立后悬架的秦EV以及使用前后镁铝合金独立悬架和副车架的秦100车型的进化,就是最好例证。

 

实际上,比亚迪自行研发的整车平台层面和悬架层面的轻量化技术,已经在“王朝”系列概念车,也就是“2代唐”技术验证车上进行了更大程度的应用。

 

上图为“王朝”系列概念车-“2代唐”的右后悬架细节特写:

红色箭头:铝合金下摆臂

绿色箭头:被遮蔽的铝合金拖曳臂

红色箭头:拖曳臂被遮蔽的部分

黄色箭头:铝合金材质后转向节

笔者有话说:

 

至2017年10月,福特、丰田、本田甚至特斯拉等车型,均有过多宗使用铸铁或铝合金材质悬架断裂的事故。

反观比亚迪唐、唐100、宋DM、秦100插电式混动汽车,还是秦EV和宋EV300电动汽车,适配不同级别的铝合金悬架车型,没有发生一宗悬架断裂事故。

 

甚至CRC版秦100赛车直接适配量产车使用的铝合金悬架,连续参加3次CRC赛事,以此来验证比亚迪轻量化技术的可靠性、安全性甚至整车悬架综合性能。

这就需要在整车轻量化上进行成本更低的突破。谁更早的掌握车型平台正向开发和全车层面安全可靠的轻量化技术,直接加持其市场占有率。

连续4年参加CRC赛事的比亚迪,不仅仅用秦系列赛车进行“3电”系统的极限测试,更用来悬架轻量化、甚至整车轻量化验证环节。