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大陆集团Tobias Kumme:以CAirS空气供给系统创造理想驾乘体验

2019-06-14 14:40:43 钟琳 盖世汽车

空气悬架,一直是高端车型专属的配置,随着汽车电气化、智能化逐渐发展,对于空气悬架的性能做出了更多的要求。顺应这一趋势,科技公司大陆集团成功研发出全新的解决方案——大陆集团空气供给系统(CAirS),并在2019年CES期间,大陆集团动态控制系统事业部电子空气悬架系统客户中心中国区负责人Tobias Kummer先生针对这一产品召开了媒体发布会,并针对相关问题接受了采访。盖世汽车针对相关内容进行以下梳理,供行业参考!

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图源来自大陆集团官网

关于大陆集团空气供给系统(CAirS)

空气悬架系统分为很多的部件,安装有可变气体含量的空气弹簧的前后悬架中,其中包括弹簧和减振器,而加有电子控制减振器的内有个气体腔。其工作原理便是,利用电磁阀和空气压缩机控制来调节空气弹簧内的气体供应量,从而达到悬架根据不同驾驶路况进行调整。同时,这是一个电子控制的过程,因此我们需要电子控制单元ECU来控制整个弹簧系统,若你想要调节车身高度,我们拥有三个车身加速度传感器信号来己算以及调节所需要的减振器输出阻尼力。

而CAirS空气供给系统便可以把多个组件组合到一个总成里边。这也就意味着,我们将空气压缩机、支架、众多空气管道、ECU、空气的传感器和连接器以及马达的继电器等等所有的电磁阀都必须集合到一个空气悬架系统当中,从而大大降低了需要布置的部件的数量,整体的体积重量也下降了,使得安装整套总装所需要的精力或者说难度也下降了。

CAirS空气供给系统也同样分为几大块部件,一方面有空气干燥的装置,保证所有空气必须是干燥的,另外将所有连接件以及空气温度传感器、阀块整合到一块。CAirS的壳体里边则包括电磁线圈。ECU大小可以调节,可以选择安装最小配置及需求的ECU,然后根据这个来进行扩展和升级,或者选择改变ECU的连接头,通过这样的整合,来满足客户所需要的各种工作状况。

从分散式以及整合式的比较来讲,这是整合式重量的情况,整体可以达到3.6公斤,CAirS和以前分散式的部件相比,减重达到了1-1.5公斤。众所周知,这对于新能源汽车而言,减重哪怕减1公斤都有非常大的意义。从整体尺寸角度来讲,整体尺寸的下降则在10%-25%。

那么CAirS空气供给系统对于电动车出行驾驶到底意味着什么?

首先对于电池驱动的BEV来讲,因为有电池,BEV的重量非常高,通过使用CAirS系统能够使得整个驾乘的体验变得更为舒适,能够更好地去适应BEV里边的电池所带来的重量,同时也可以在高速行驶时避免悬挂过软所造成的操控不舒适的驾乘体验。同时,利用CAirS系统还可以在高速公路上行驶时降低车身高度从而带来更低的空气阻力,而对SUV车型,CAirS系统也可以进行较高的调节范围。

另外,空气弹簧中整合了电磁阀,可以通过对气体空调的调整,从更好的调节弹簧的刚度曲线,通过这样的调节来给整个车辆带来从舒适到运动型的不同驾驶体验的设置。此外,因为车身可以进行高度的调节,所以当向车上进行货物装载时也可以变得更为方便。

综上所述,CAirS空气供给系统的优点首先是对启动电流的保护,通过调节马达的转速控制噪声和振动,弹簧的刚度也可以发生改变。传统意义上,空气悬架是通过减震器自带的软件来控制,而现在则是将减震器以及弹簧整合在一个总成里边,这不光是功能上的集成,在性能上也会更好,且整体的安装整体尺寸有减少,从而降低了整体安装难度。因为不再拥有独立的空气压缩机,也就减少了空气压缩机所带来的震动及较大的噪音。同时还可以降低汽车的能耗,提高空气控制系统的可用性。

将这样的产品推向市场,目的是给用户提供最高的驾乘舒适性,同时大陆集团也认为这是非常适合电动汽车的解决方案,同时,针对电动汽车的适用性体现在不影响舒适型以及性能的情况下大陆集团还可以提供最佳的解决方案。

媒体采访实录:

问:目前,CAirS空气供给系统在中国市场是否已经开始有订单?同时大陆集团的电子空气悬架在新能源市场有什么优势?

Tobias Kummer:讲到新能源车的应用上,由于我们是个闭环的体系,不会造成压缩空气的浪费。我们这里是储气罐,在开环系统中较高的空气压力,通过阀门将15 bar的空气输送到空气弹簧当中,如果需要降低汽车高度的时候,则会打开阀门之后,会将高压空气把它释放到空气当中。

刚才我介绍的是15 bar的空气压力储气罐,因此建压是非常之快的,而且如果需要更多的建压的话可以通过ECU的控制我们能够在闭环的系统当中能够有一个非常稳定的车身高度调节速度,而不至于说传统的开环方式需要从大气当中再去吸取空气来建立压力,对于新能源车包括乘用车和插电式混合动力新能源车,我们通过一体化的闭环方式可以减少能源的消耗,而且与此同时又能够确保有更高的系统可用性和较好的性能,以往在调节车身高度的时候,会在两三个循环之后就会造成压缩机会过热,因为你一方面要出去吸取空气,然后要调低车身高度的时候必须把气放掉,传统的开环系统经过两三个循环之后就会造成过热,尤其夏天可能40度高温会造成你两三个循环再想调车身高度的时候非常难了,而我们是个闭环系统,因此它在可用性上能够得到保证。

在中国已经有主机厂我们的产品,但是由于客户保密的原因可能难以透露,非常抱歉。

问:其实一直以来空气悬架都存在耐久性的问题,关于这一点,大陆集团是否做过相关测试?或者相应措施来保证其耐久性?换言之,如何保证您刚刚所说的密封性或者安全稳定性?

Tobias Kummer:说到可靠性,首先我们要比较一下空气悬架和常规悬架,比如讲到常规的悬架系统,哪怕材质上有任何的差异就会造成在使用过程当中钢质弹簧会发生性能的衰减,但是空气悬挂不一样,它的耐用性要高出很多,设计寿命与车的寿命比较高。

研发过程中,我们进行了大量的测试,且除了与车辆寿命这种测试以外,我们可以确保它的循环数可以达到200万次循环,基本上我们在测试实验室一个月当中就可以完成全寿命的测试循环次数,所有的这些零部件都在各种路况温度条件下来进行最终直到对于可靠性已经完全满意,然后才会正式地推动产品的上市,因为质量对于大陆集团来说是首要的要求。

问:基于您介绍CAirS空气供给系统在电动车领域的更方面集成化优势,您认为它会对辅助驾驶系统的一些优化体验能有哪些提升?

Tobias Kummer:讲到协同这样的性能,我们正在内部进行这方面的几个研发的项目。总体上来说,我们在进行比如说车身高度的任何调整都会有一定的车身的这种效应。比如说,我们在前面,可能是压力更高一些,我们会通过传感器先来进行感应,比如说你要制动,这时候我们会暂停车身高度的任何调整,因为在这样的敏感时间点,如果你又要制动又要调整车身的高度这是很容易产生冲突的。在安全性方面,我们都会进行考虑,来确保制动的安全性。与此同时有一些主机厂的客户,他们也会有不同的弹簧的软硬件调校,比如过弯的时候可能会有翻滚倾向,可以用手机来进行演示,比如要进行过弯了,这时候车身有向外翻滚的倾向,在外圈可以让空气弹簧更硬一些,这时候可以减少外翻的倾向,所以通过空气弹簧系统可以对此制定对策,这个完全是空气弹簧非常擅长的一方面,所以在安全以及稳定性方面空气弹簧的运用可以大大地加强稳定性。

:如果,在高速公路上驾驶时,开启了AEV、ACC功能,或者L2等自动驾驶相关功能,在应对这些紧急状况的处理时,CAirS空气供给系统是否会关闭调节功能?

Tobias Kummer:这是完全独立的机制,比如说在高速公路的自主巡航或者自动驾驶的时候,在主机厂的层面上只要是时速超过了100,那么这时候这辆车就会自动地降低车身高度,这样的话可以实现节油。如果车速是低于80,那么这时候就会进一步地调整车身高度,比如说提高车身的高度,这主要取决于主机厂的设定,所以这是一个自动的车身高度调整的功能。总之就是说不管是制动等等与我们空气供给模块是相独立的。而且如果是高速公路行驶的时候,在负载的分配上更加的均衡,所以对制动其实会带来更好的安全性。

问:这是否就意味着这两者间是相互独立的,也就无法和辅助驾驶系统中央处理进行信息的沟通?

Tobias Kummer:这两者是解耦的,制动系统和我们的系统是完全分开的,可以说我们的系统是比较被动的一种系统,不会是做一个主动的介入,在制动的时候,肯定的是处理系统会给出信号,而我们的ECU也会读取这个信号,但是我们不会主动地介入。而过弯等等这样激烈操作的时候,我们CAirS系统只是一个观察员的角色,并不会主动地介入,比如说调节高度的时候,就进行适当的调节,但不会是过度的调节,不会积极参与到你激烈的操作当中。当然了,每个处理器或者说电脑给出的信号都会在我们ECU的层面进行谨慎的解读,这肯定也是要解读的,但是我们不会主动地过于激烈的参与,比如刹车的时候是不是要进一步采取措施,我们这块不会。

问:在未来自动驾驶发展的进程中,CAirS空气供给系统是否会参与到辅助驾驶系统中?

Tobias Kummer:我想是不会的。讲到自动驾驶的时候,ADAS它去感知外部环境来控制车辆的行驶,同时通过ADAS系统采集环境数据,这是ADAS系统。而CAirS空气供给系统要和减震器紧密地配合,来改善底盘的性能,当你在驾车的时候,希望在驾车的过程当中有舒适性,同时有一定动力的表现。我们自动驾驶通过我们的系统也希望能够达到同样的目标,但是ADAS系统跟我们的空气供给系统不是对接的,它们之间有关系,但是两个不是对接的系统。

问:关于这套系统的减震的软硬和高低的调节速度能否透露一下?

Tobias Kummer:系统本身有很多一系列的优势,首先弹簧刚度取决于空气容量,另外还有活塞的直径。这个非常技术,空气容量和活塞的直径是两个参数,所以首先讲空气容量,你如果有足够的空间的话,如果你可以在里边灌入更多的空气的话,那你弹簧调节的范围就会更高。但是这也受制于你的底盘不能超过一定的阈值,因为可靠性的角度来讲你和太广的弹簧硬度的调节是没办法支持的,因为不是每辆车都不是运动型的车,不是每辆车都是跑车,我们希望给到车以舒适性为主要诉求的表现,调整范围无非两点,空气容量小的话运动性更好,空气容量大的话可能更高的舒适性。

另外活塞的调校,取决于活塞的直径,直径越大那么你就会空气的压缩就会变得更困难,如果你去调整你活塞的直径,你就可以获得不同的弹簧硬度调节的表现,如果你的直径可以调小的话,可能你调节起来会比较容易,当然除了这个调校你可以对于活塞进行调校,使得它满足车辆本身设计的舒适性和运动性的要求,所以就这些参数。

问:就目前来看,可以调节的减震器或者弹簧悬架系统形式较多,如CDC或者MRC磁流体的悬架都会有,关于空气悬架的未来的前景您认为会和前两者有什么样的不同?或者您更看好哪个方向?

Tobias Kummer:首先我不会下赌注看好哪一个,刚才和大家讲了空气悬架系统这里边几个组件,一个弹簧一个减震器,不管MRC还是CDC都是可调节的减震器,你通过阻尼力的调节去调整它的表现。CDC和MRC里主要是调节阻尼,因为在悬架系统当中肯定是会有两个部位,一个是减震,另外一个是弹簧,所以在任何系统当中你必须要有弹簧加上减震器来进行联合的工作。我们的空气弹簧给到大家的好处,一个是舒适性,另外,通过空气弹簧,你不会因为空气的压缩带来车辆的震动和不舒适。另外,通过CAirS系统,我们也可以控制减震器,所以我们通过CAirS覆盖了弹簧以及减震器两部分。这里边不是说要CAirS去取代CDC或者其他的系统,这两个是不能直接做对比或者直接取代,因为我们这里边其实是整合了两个关键的技术。

问:CAirS空气供给系统的反应速度是否会比目前市面上的产品更快?同时,这一产品是否在中国的路况中进行过一些测试?

Tobias Kummer:首先是响应的灵敏度,我们高度加速传感器它的反应速度是以毫秒来计的,但是根据传感器的数据进行调整的话,我们悬挂系统的调节也是以毫秒级来计的。那么,我们可以很快地根据传感器数据以毫秒级的响应速度来进行响应,这是我们所谈的响应度和灵敏度。但是空气本身是可压缩的介质,在空气弹簧里边,还要去看你的车身调节的速度本身,我们通过最快的车身调节速度是每秒七毫米,而一般的系统可能最多能够达到每秒5毫米的车身调节,但这也取决于路况以及车当时的状况,所以差不多是每秒5-7毫米调整的速度,我们刚才说的是理论的最高值,所以反映时间以毫秒来计。

在中国也是一样,我们会根据路况来进行大量的测试,并且根据动态专家的意见来进行调整,比如说会将一些参数进行校正输入ECU,最后根据中国的路况给出独特的策略,所以毫无疑问,肯定是在本地根据本地的车况进行大量的测试。所以毫无疑问,这个测试是会一直进行下去,我们做了很多。

问:成本,是所有新技术的前期普及过程中最大的难关,关于这一点,大陆集团将如何帮助主机厂做到成本上的控制、协调?

Tobias Kummer:讲到成本,可能还是要看看一个集成的概念,之前是要用到大量的零部件,所以你集成花的心思是比较多的,比如说压缩机,还有它的管路连接,以及要与阀块连接,甚至还包括温度传感器的线路都要把它包括进去。比如你看上下这两块还有支架以及线路的连接,所有的这些都要花费心思和精力,但是我们是简单的一体化的用铆钉很快可以固定的这样一体化的设计,可以减少很多工程师的布置时间,综合看所有的成本,我们的一体化设计确实在成本上是经济的

当然讲到压缩机,老式压缩机相对来说是便宜的,我们所用的新的压缩机本身可能是略贵一些,但是从整体的系统上来说,我们会帮主机厂可以实现更好的性价比。

问:在您看来,如果这样一套空气悬架系统想要更加普及的话,这个过程中您觉得它会面临最大的挑战是什么?

Tobias Kummer:我觉得最终还是得要说服消费者,因为消费者最终是喜欢一个比较舒适的一辆车,再随着自动驾驶等等这样的新潮流出现,这可能会造成乘客他的关注度发生变化。以前乘客是驾车开车为主,现在逐渐地要成为以乘坐为主,对于乘客而言,他们可能想打发好这个时间,发发邮件、看书,所以要求更加稳定的这种乘坐体验,这点在今后也会越来越重要。这些与自动驾驶是完全有关的,而且我自己也有孩子,几个孩子,所以我有一辆家庭用车。除了家庭用车以外,我也想拥有辆自己喜欢开上赛道的一辆车。我会想,哪怕是我原来的这台家庭用车,如果将运动型车的功能也能塞进去的话不是更好吗?这时候就需要空气悬架带来的好处了。


 

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文章标签: 前瞻技术 2019CES

 


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