大陸集團Tobias Kumme:以CAirS空氣供給系統創造理想駕乘體驗
空氣懸架,一直是高端車型專屬的配置,隨著汽車電氣化、智能化逐漸發展,對於空氣懸架的性能做出了更多的要求。順應這一趨勢,科技公司大陸集團成功研發出全新的解決方案——大陸集團空氣供給系統(CAirS),並在2019年CES期間,大陸集團動態控制系統事業部電子空氣懸架系統客戶中心中國區負責人Tobias Kummer先生針對這一產品召開了媒體發布會,並針對相關問題接受了採訪。蓋世汽車針對相關內容進行以下梳理,供行業參考!
關於大陸集團空氣供給系統(CAirS)
空氣懸架系統分為很多的部件,安裝有可變氣體含量的空氣彈簧的前後懸架中,其中包括彈簧和減振器,而加有電子控制減振器的內有個氣體腔。其工作原理便是,利用電磁閥和空氣壓縮機控制來調節空氣彈簧內的氣體供應量,從而達到懸架根據不同駕駛路況進行調整。同時,這是一個電子控制的過程,因此我們需要電子控制單元ECU來控制整個彈簧系統,若你想要調節車身高度,我們擁有三個車身加速度感測器信號來己算以及調節所需要的減振器輸出阻尼力。
而CAirS空氣供給系統便可以把多個組件組合到一個總成裡邊。這也就意味著,我們將空氣壓縮機、支架、眾多空氣管道、ECU、空氣的感測器和連接器以及馬達的繼電器等等所有的電磁閥都必須集合到一個空氣懸架系統當中,從而大大降低了需要布置的部件的數量,整體的體積重量也下降了,使得安裝整套總裝所需要的精力或者說難度也下降了。
CAirS空氣供給系統也同樣分為幾大塊部件,一方面有空氣乾燥的裝置,保證所有空氣必須是乾燥的,另外將所有連接件以及空氣溫度感測器、閥塊整合到一塊。CAirS的殼體裡邊則包括電磁線圈。ECU大小可以調節,可以選擇安裝最小配置及需求的ECU,然後根據這個來進行擴展和升級,或者選擇改變ECU的連接頭,通過這樣的整合,來滿足客戶所需要的各種工作狀況。
從分散式以及整合式的比較來講,這是整合式重量的情況,整體可以達到3.6公斤,CAirS和以前分散式的部件相比,減重達到了1-1.5公斤。眾所周知,這對於新能源汽車而言,減重哪怕減1公斤都有非常大的意義。從整體尺寸角度來講,整體尺寸的下降則在10%-25%。
那麼CAirS空氣供給系統對於電動車出行駕駛到底意味著什麼?
首先對於電池驅動的BEV來講,因為有電池,BEV的重量非常高,通過使用CAirS系統能夠使得整個駕乘的體驗變得更為舒適,能夠更好地去適應BEV裡邊的電池所帶來的重量,同時也可以在高速行駛時避免懸掛過軟所造成的操控不舒適的駕乘體驗。同時,利用CAirS系統還可以在高速公路上行駛時降低車身高度從而帶來更低的空氣阻力,而對SUV車型,CAirS系統也可以進行較高的調節範圍。
另外,空氣彈簧中整合了電磁閥,可以通過對氣體空調的調整,從更好的調節彈簧的剛度曲線,通過這樣的調節來給整個車輛帶來從舒適到運動型的不同駕駛體驗的設置。此外,因為車身可以進行高度的調節,所以當向車上進行貨物裝載時也可以變得更為方便。
綜上所述,CAirS空氣供給系統的優點首先是對啟動電流的保護,通過調節馬達的轉速控制雜訊和振動,彈簧的剛度也可以發生改變。傳統意義上,空氣懸架是通過減震器自帶的軟體來控制,而現在則是將減震器以及彈簧整合在一個總成裡邊,這不光是功能上的集成,在性能上也會更好,且整體的安裝整體尺寸有減少,從而降低了整體安裝難度。因為不再擁有獨立的空氣壓縮機,也就減少了空氣壓縮機所帶來的震動及較大的噪音。同時還可以降低汽車的能耗,提高空氣控制系統的可用性。
將這樣的產品推向市場,目的是給用戶提供最高的駕乘舒適性,同時大陸集團也認為這是非常適合電動汽車的解決方案,同時,針對電動汽車的適用性體現在不影響舒適型以及性能的情況下大陸集團還可以提供最佳的解決方案。
媒體採訪實錄:
問:目前,CAirS空氣供給系統在中國市場是否已經開始有訂單?同時大陸集團的電子空氣懸架在新能源市場有什麼優勢?
Tobias Kummer:講到新能源車的應用上,由於我們是個閉環的體系,不會造成壓縮空氣的浪費。我們這裡是儲氣罐,在開環系統中較高的空氣壓力,通過閥門將15 bar的空氣輸送到空氣彈簧當中,如果需要降低汽車高度的時候,則會打開閥門之後,會將高壓空氣把它釋放到空氣當中。
剛才我介紹的是15 bar的空氣壓力儲氣罐,因此建壓是非常之快的,而且如果需要更多的建壓的話可以通過ECU的控制我們能夠在閉環的系統當中能夠有一個非常穩定的車身高度調節速度,而不至於說傳統的開環方式需要從大氣當中再去吸取空氣來建立壓力,對於新能源車包括乘用車和插電式混合動力新能源車,我們通過一體化的閉環方式可以減少能源的消耗,而且與此同時又能夠確保有更高的系統可用性和較好的性能,以往在調節車身高度的時候,會在兩三個循環之後就會造成壓縮機會過熱,因為你一方面要出去吸取空氣,然後要調低車身高度的時候必須把氣放掉,傳統的開環系統經過兩三個循環之後就會造成過熱,尤其夏天可能40度高溫會造成你兩三個循環再想調車身高度的時候非常難了,而我們是個閉環系統,因此它在可用性上能夠得到保證。
在中國已經有主機廠我們的產品,但是由於客戶保密的原因可能難以透露,非常抱歉。
問:其實一直以來空氣懸架都存在耐久性的問題,關於這一點,大陸集團是否做過相關測試?或者相應措施來保證其耐久性?換言之,如何保證您剛剛所說的密封性或者安全穩定性?
Tobias Kummer:說到可靠性,首先我們要比較一下空氣懸架和常規懸架,比如講到常規的懸架系統,哪怕材質上有任何的差異就會造成在使用過程當中鋼質彈簧會發生性能的衰減,但是空氣懸掛不一樣,它的耐用性要高出很多,設計壽命與車的壽命比較高。
研發過程中,我們進行了大量的測試,且除了與車輛壽命這種測試以外,我們可以確保它的循環數可以達到200萬次循環,基本上我們在測試實驗室一個月當中就可以完成全壽命的測試循環次數,所有的這些零部件都在各種路況溫度條件下來進行最終直到對於可靠性已經完全滿意,然後才會正式地推動產品的上市,因為質量對於大陸集團來說是首要的要求。
問:基於您介紹CAirS空氣供給系統在電動車領域的更方面集成化優勢,您認為它會對輔助駕駛系統的一些優化體驗能有哪些提升?
Tobias Kummer:講到協同這樣的性能,我們正在內部進行這方面的幾個研發的項目。總體上來說,我們在進行比如說車身高度的任何調整都會有一定的車身的這種效應。比如說,我們在前面,可能是壓力更高一些,我們會通過感測器先來進行感應,比如說你要制動,這時候我們會暫停車身高度的任何調整,因為在這樣的敏感時間點,如果你又要制動又要調整車身的高度這是很容易產生衝突的。在安全性方面,我們都會進行考慮,來確保制動的安全性。與此同時有一些主機廠的客戶,他們也會有不同的彈簧的軟硬體調校,比如過彎的時候可能會有翻滾傾向,可以用手機來進行演示,比如要進行過彎了,這時候車身有向外翻滾的傾向,在外圈可以讓空氣彈簧更硬一些,這時候可以減少外翻的傾向,所以通過空氣彈簧系統可以對此制定對策,這個完全是空氣彈簧非常擅長的一方面,所以在安全以及穩定性方面空氣彈簧的運用可以大大地加強穩定性。
問:如果,在高速公路上駕駛時,開啟了AEV、ACC功能,或者L2等自動駕駛相關功能,在應對這些緊急狀況的處理時,CAirS空氣供給系統是否會關閉調節功能?
Tobias Kummer:這是完全獨立的機制,比如說在高速公路的自主巡航或者自動駕駛的時候,在主機廠的層面上只要是時速超過了100,那麼這時候這輛車就會自動地降低車身高度,這樣的話可以實現節油。如果車速是低於80,那麼這時候就會進一步地調整車身高度,比如說提高車身的高度,這主要取決於主機廠的設定,所以這是一個自動的車身高度調整的功能。總之就是說不管是制動等等與我們空氣供給模塊是相獨立的。而且如果是高速公路行駛的時候,在負載的分配上更加的均衡,所以對制動其實會帶來更好的安全性。
問:這是否就意味著這兩者間是相互獨立的,也就無法和輔助駕駛系統中央處理進行信息的溝通?
Tobias Kummer:這兩者是解耦的,制動系統和我們的系統是完全分開的,可以說我們的系統是比較被動的一種系統,不會是做一個主動的介入,在制動的時候,肯定的是處理系統會給出信號,而我們的ECU也會讀取這個信號,但是我們不會主動地介入。而過彎等等這樣激烈操作的時候,我們CAirS系統只是一個觀察員的角色,並不會主動地介入,比如說調節高度的時候,就進行適當的調節,但不會是過度的調節,不會積极參与到你激烈的操作當中。當然了,每個處理器或者說電腦給出的信號都會在我們ECU的層面進行謹慎的解讀,這肯定也是要解讀的,但是我們不會主動地過於激烈的參與,比如剎車的時候是不是要進一步採取措施,我們這塊不會。
問:在未來自動駕駛發展的進程中,CAirS空氣供給系統是否會參與到輔助駕駛系統中?
Tobias Kummer:我想是不會的。講到自動駕駛的時候,ADAS它去感知外部環境來控制車輛的行駛,同時通過ADAS系統採集環境數據,這是ADAS系統。而CAirS空氣供給系統要和減震器緊密地配合,來改善底盤的性能,當你在駕車的時候,希望在駕車的過程當中有舒適性,同時有一定動力的表現。我們自動駕駛通過我們的系統也希望能夠達到同樣的目標,但是ADAS系統跟我們的空氣供給系統不是對接的,它們之間有關係,但是兩個不是對接的系統。
問:關於這套系統的減震的軟硬和高低的調節速度能否透露一下?
Tobias Kummer:系統本身有很多一系列的優勢,首先彈簧剛度取決於空氣容量,另外還有活塞的直徑。這個非常技術,空氣容量和活塞的直徑是兩個參數,所以首先講空氣容量,你如果有足夠的空間的話,如果你可以在裡邊灌入更多的空氣的話,那你彈簧調節的範圍就會更高。但是這也受制於你的底盤不能超過一定的閾值,因為可靠性的角度來講你和太廣的彈簧硬度的調節是沒辦法支持的,因為不是每輛車都不是運動型的車,不是每輛車都是跑車,我們希望給到車以舒適性為主要訴求的表現,調整範圍無非兩點,空氣容量小的話運動性更好,空氣容量大的話可能更高的舒適性。
另外活塞的調校,取決於活塞的直徑,直徑越大那麼你就會空氣的壓縮就會變得更困難,如果你去調整你活塞的直徑,你就可以獲得不同的彈簧硬度調節的表現,如果你的直徑可以調小的話,可能你調節起來會比較容易,當然除了這個調校你可以對於活塞進行調校,使得它滿足車輛本身設計的舒適性和運動性的要求,所以就這些參數。
問:就目前來看,可以調節的減震器或者彈簧懸架系統形式較多,如CDC或者MRC磁流體的懸架都會有,關於空氣懸架的未來的前景您認為會和前兩者有什麼樣的不同?或者您更看好哪個方向?
Tobias Kummer:首先我不會下賭注看好哪一個,剛才和大家講了空氣懸架系統這裡邊幾個組件,一個彈簧一個減震器,不管MRC還是CDC都是可調節的減震器,你通過阻尼力的調節去調整它的表現。CDC和MRC里主要是調節阻尼,因為在懸架系統當中肯定是會有兩個部位,一個是減震,另外一個是彈簧,所以在任何系統當中你必須要有彈簧加上減震器來進行聯合的工作。我們的空氣彈簧給到大家的好處,一個是舒適性,另外,通過空氣彈簧,你不會因為空氣的壓縮帶來車輛的震動和不舒適。另外,通過CAirS系統,我們也可以控制減震器,所以我們通過CAirS覆蓋了彈簧以及減震器兩部分。這裡邊不是說要CAirS去取代CDC或者其他的系統,這兩個是不能直接做對比或者直接取代,因為我們這裡邊其實是整合了兩個關鍵的技術。
問:CAirS空氣供給系統的反應速度是否會比目前市面上的產品更快?同時,這一產品是否在中國的路況中進行過一些測試?
Tobias Kummer:首先是響應的靈敏度,我們高度加速感測器它的反應速度是以毫秒來計的,但是根據感測器的數據進行調整的話,我們懸掛系統的調節也是以毫秒級來計的。那麼,我們可以很快地根據感測器數據以毫秒級的響應速度來進行響應,這是我們所談的響應度和靈敏度。但是空氣本身是可壓縮的介質,在空氣彈簧裡邊,還要去看你的車身調節的速度本身,我們通過最快的車身調節速度是每秒七毫米,而一般的系統可能最多能夠達到每秒5毫米的車身調節,但這也取決於路況以及車當時的狀況,所以差不多是每秒5-7毫米調整的速度,我們剛才說的是理論的最高值,所以反映時間以毫秒來計。
在中國也是一樣,我們會根據路況來進行大量的測試,並且根據動態專家的意見來進行調整,比如說會將一些參數進行校正輸入ECU,最後根據中國的路況給出獨特的策略,所以毫無疑問,肯定是在本地根據本地的車況進行大量的測試。所以毫無疑問,這個測試是會一直進行下去,我們做了很多。
問:成本,是所有新技術的前期普及過程中最大的難關,關於這一點,大陸集團將如何幫助主機廠做到成本上的控制、協調?
Tobias Kummer:講到成本,可能還是要看看一個集成的概念,之前是要用到大量的零部件,所以你集成花的心思是比較多的,比如說壓縮機,還有它的管路連接,以及要與閥塊連接,甚至還包括溫度感測器的線路都要把它包括進去。比如你看上下這兩塊還有支架以及線路的連接,所有的這些都要花費心思和精力,但是我們是簡單的一體化的用鉚釘很快可以固定的這樣一體化的設計,可以減少很多工程師的布置時間,綜合看所有的成本,我們的一體化設計確實在成本上是經濟的。
當然講到壓縮機,老式壓縮機相對來說是便宜的,我們所用的新的壓縮機本身可能是略貴一些,但是從整體的系統上來說,我們會幫主機廠可以實現更好的性價比。
問:在您看來,如果這樣一套空氣懸架系統想要更加普及的話,這個過程中您覺得它會面臨最大的挑戰是什麼?
Tobias Kummer:我覺得最終還是得要說服消費者,因為消費者最終是喜歡一個比較舒適的一輛車,再隨著自動駕駛等等這樣的新潮流出現,這可能會造成乘客他的關注度發生變化。以前乘客是駕車開車為主,現在逐漸地要成為以乘坐為主,對於乘客而言,他們可能想打發好這個時間,發發郵件、看書,所以要求更加穩定的這種乘坐體驗,這點在今後也會越來越重要。這些與自動駕駛是完全有關的,而且我自己也有孩子,幾個孩子,所以我有一輛家庭用車。除了家庭用車以外,我也想擁有輛自己喜歡開上賽道的一輛車。我會想,哪怕是我原來的這台家庭用車,如果將運動型車的功能也能塞進去的話不是更好嗎?這時候就需要空氣懸架帶來的好處了。