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飞凡F7的幕后故事(下)
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文接上篇,其实去天津参加中汽研“舒适之星”测试只是小插曲,新年后的主旋律是广德与底盘。

一个半月的时间去了四趟广德,总时长两周,以至于我最后离开时有些依依不舍,而驻扎广德的目的主要有二:

一是为了对飞凡F7与同价位或同级别的友商产品、以及跨级别的豪华标杆——奔驰S-Class,做全面的测试摸底,这也是对F7的底盘和动态性能的最后校验。

二是对于我们非常自信并最终被专业媒体普遍验证的底盘及动态表现,究竟应该如何定义?又可以用什么形式来直观表现?我们在广德做了一些工程尝试。

在这个亚洲最大、路况最全最丰富的专业试车场,飞凡 F7 按照场地统一标准进行了涵盖23种常见道路特征的17公里综合路况舒适性测试;通过在转向节与坐垫H点布设超高灵敏度的加速度传感器,分别采集Z方向(竖直方向)冲击频谱,并求取均方根值以减小误差,而二者差值与转向节g值的比值,即为被过滤振动的比例——隔振率。

最终实际测得“飞凡F7综合隔振率达到95%”(即坐垫冲击仅为悬架冲击的约5%),这一数据与同场同标准测试的2022款奔驰S400车型十分接近,而在对15个特征路的单点数据(座椅导轨及坐垫g值)采集中,两者整体差别同样并不明显,甚至在正弦波路、强化砂石路、砂石土路、弯道限速坎、搓板路等五个工况中F7还更胜一筹。

应该说,这些专业的测试与客观的数据,是对飞凡 F7 整车越级舒适性的最强有力证明。而“95%隔振率”的背后,是产品与工程团队从一开始就面临的巨大挑战。

事实上,面对这样一台5米车长+3米轴距的中大型纯电轿车,该如何定义F7的底盘系统与动态表现,凝结着所有飞凡人的心血与思考:

底盘的本质是什么?

如果只用一句话来定义——底盘是车辆的运动学平台!

底盘的作用是什么?

对车辆的俯仰、侧倾、横摆、升沉,进行有效的控制。

底盘的核心是什么?

无论是操控还是滤振,都建立在“稳定”的基础之上。

综上所述,打造一个“稳定的运动学平台”是F7底盘开发的第一个目标。

但“稳”从何来呢?

首先,对于采用承载式结构的 F7 而言,车身可以视作底盘的安装平台,底盘的传动、行驶、转向、制动系统,都是布置在车身/车架之上;

其次,对于底盘自身而言,实际接地行驶的悬架系统,承受着车辆受到的主要振动冲击——也就是路面激励,并且直接决定车辆的运动轨迹。

所以要想打造一个“稳定的运动学平台”,车身和悬架就必然要具备一些底层的优秀素质,具体到飞凡 F7 上,这些素质可以归纳为三大整车特性与三大悬架设定。

先说整车层面:

为什么一根面条夹取都有些不易、一根树梢的小枝却可以用作老师的“戒尺”、而一根木棍更是可以指哪打哪……

归根结底,只有刚性足够进而具有良好整体性的物体,才可以被有效控制!对于汽车而言,车身刚性是一切动态表现的基础!

但只是车身整就够了嘛?飞旋的陀螺为什么不会倒?

原因也并不复杂——只有质量分布均匀(中心对称),才能克服离心力做稳定的绕圆/自转运动。这也是为什么传统车头重的前驱车容易推头、车尾重的后驱车容易甩尾,而一些中置小跑车在弯道中拥有无穷乐趣所为人津津乐道的原因。

不知道大家有没有注意到,所有的竞技体育项目都有一个共同的特征——要降低重心!

除了一些项目降低流体阻力的考量,这主要是为了增强身体对抗能力。对于姿态控制而言,无论是人还是车,重心越低,在承受横向受力时的力臂就越短、转矩就越小,受到的外界扰动也就相对轻,这就是所谓“重心低、下盘稳”的物理解释。

为了具备车身整、分布均、重心低这三大特性,飞凡F7做了大量的工程优化:

在车身结构及用料方面,F7的白车身在相对脆弱的Y方向上针对性进行了结构加强,底板四条加强梁与下边梁、A/B柱、车顶横梁形成了一个立体空间结构,并且大量采用了超高强度的热成型钢,整车高强钢使用比例更是达到同级最高的86%。

正是基于这样的技术手段,飞凡F7在拥有1.98㎡天幕面积与1.11㎡掀背尾门两个大开口情况下,整车抗扭刚度仍然达到31111N · m/deg,超过了大多数传统豪华品牌C级车,为整车动态表现打下了良好的基础。

在质量分布方面,飞凡F7除了具备电动车电池居中布置的优势,还采用了短前悬+长后悬的车身比例设计,让前排驾驶位H点基本处在了轴距的中心,这样不仅获得了前后50:50的轴荷比,可以在弯道中保持车辆的动态平衡,还在加速制动时都能确保合理的抓地力分配。

在重心高度方面,飞凡F7搭载的躺式电芯电池包薄至110mm,比友商相近容量电池包薄了约30mm,而前悬架采用的双叉臂结构同等条件下,悬架塔顶相较传统麦弗逊结构降低了41mm,最终让飞凡F7拥有了490mm的整车超低质心,天然具备了更好的抗侧倾与俯仰性能。

再说悬架设定:

悬架控制的根本,是对车轮支架自由度的约束。

具体负责实现的,则是悬架的一根根杆件,如果用人手抓取苹果来类比,这些杆件就相当于人的手指。显然,用五根手指去抓取,肯定比两根手指要准确、稳定,这是因为控制的维度更多、更精细化了。

为了获得多自由度精细控制的能力,飞凡F7选择了前双叉臂、后五连杆的悬架结构,在前桥,通过分体式的下摆臂设计,将X轴与Y轴方向的受力解耦,从而实现X/Y/Z三个自由度的独立控制;在后桥,最高规格的五连杆结构控制着车轮支架几乎只沿Z方向上下跳动 ( 实际上为了避免沿Y向滑移导致的额外磨损,车轮会向斜后方做轻微的弧线运动 ) 。

不仅维度多,控制还要直接,徒手抓取一个苹果,肯定比隔着一层海绵垫抓取要更容易。

飞凡F7悬架巧妙采用了“内软外硬”的设计,以单侧计数(不考虑转向拉杆),前后悬架内侧与车身及副车架的9个连接点全部采用衬套连接,对传播路径上的振动实现有效过滤;而外侧与轮胎支架的总共8个连接点全部采用球头结构,拥有很高的硬点刚性,确保精确高效的悬架控制,并带来良好的侧向支撑性。

最后,把苹果换成5公斤的沙袋,将它绑在小腿上和背在背上,给人带来的感觉是截然不同的,在车辆上这就是“簧下质量”的概念。

簧下质量越轻、惯性就越小,悬架改变自身运动状态的能力也就越强;飞凡F7悬架簧下部分铝合金轻量化材质的占比达到了88%,这带来了优秀的悬架动态响应,确保轮胎始终都能很好的贴服路面。

以上这一切,也就是整车的三大特性与悬架的三大设定,为飞凡F7提供了一个高素质的“稳定的运动学平台”,其直观表现就是车身“姿态稳”。

有多稳呢?我们用几个数据来表征:

飞凡F7的侧倾梯度为3.42deg/g、加速俯仰梯度1.73deg/g、制动俯仰梯度1.56deg/g,这几项数据分别对应着在承受一个g过载时、对应方向的车身倾斜角。

用传统燃油车标准来衡量,飞凡F7已经是妥妥高性能轿跑车的水准;对比新势力同级产品,飞凡F7三项数据都比主打操控的极氪001要更好。

以“稳”为基础,飞凡产品及工程团队开始考虑第二个问题——飞凡F7最终要展现出怎样的底盘特性?

底盘的开发,其实是一个在操控与舒适之间找平衡的过程,在这根坐标轴上,飞凡F7的位置在哪里?

从市场规律的角度来看,F7所处在的C级中大型轿车市场,从最早以“官车”身份示人的A6、到以机械素质闻名的5系、再到以“小S”形象降维打击的E-Class,“舒适”始终是C级轿车市场的主旋律。

从目标人群的角度来说,今天C级轿车市场用户的两个核心特征——年轻化与高知化。 前者让用户的主坐席从传统的老板位逐渐转移到了主驾位,后者则意味着在舒适之外也对驾驶体验有着自己的需求。

综合以上考量,在“稳定的运动学平台”基础上,F7底盘工程开发的第二个目标——是针对驾驶与舒适两个方向进行优化,实现“愉悦感的驾驶”与“松弛感的舒适”。

松弛感的舒适,不是一味的软,而是任何路况都可以有效的应对,小颠簸像熨斗一样被烫平、沟沟坎坎过滤充分而柔和、大弯道与大起伏也能保持姿态平稳;

愉悦感的驾驶,就是时刻都能满足你的需求,可能是激烈驾驶时自在游走于失控边界的乐趣,可能是高速车流的缝隙中从容变道超车的信心,也可能是日常行车通过动力响应、制动释放、转向回馈等传递出的最朴实的细腻与高级……

驾驶方向,飞凡F7主要围绕响应性、稳定性、转向手感,对转向系统进行了全链路优化:

这其中的核心,是基于分体式下摆臂形成的前悬架“虚拟主销”,一带来了主销偏距的减小、二带来了主销内倾角的增大。

在响应性的维度,主销偏距减小与前置式的方向机布局相配合,前者减小转动半径(F7 41.96mm的主销偏距不到宝马3系的一半),后者增大转向力臂,两者共同作用让F7的转向响应十分灵活。

在稳定性的维度,主销偏距减小意味着行驶阻力的力臂减小,路面扰动降低,而前置式方向机布置在过弯时会让外侧车轮呈现出负前束趋势,同样可以提升弯道行驶的稳定性,灵活却稳定——这就是所谓的易控。

在转向手感的维度,主销偏距减小可以让转向手感变轻、但主销内倾加大又能提升回正力矩,再配合目前最顶级的BD-EPS带传动方向机,飞凡F7最终呈现出了 运转细腻、阻尼丝滑、回中线性的高级手感。

如果说“稳定的运动学平台”主要表现为“姿态稳”,那“转向准”就是“愉悦感的驾驶”的重要来源,在这里同样可以用两个指标进行佐证:

首先是飞凡F7的转向比波动只有1.7%,也就是说,方向盘单边满幅的车轮摆角与方向盘摆角,线性度偏差仅仅只有1.7%,可以说是指哪打哪、打多少就有多少;

其次,在0-2Hz的转向输入范围内,飞凡F7转向响应线性度高达96.9%(线性相关性系数),日常驾驶与激烈驾驶的响应速度差异仅为3.1%,轻松实现人车合一。

舒适方向,飞凡F7采用了米其林PS EV轮胎+液压衬套+复原弹簧减振器+三通道TopMount的滤振组合:

这套组合的主要特点,一是针对不同工况都有不错的适应性,二是振动过滤尤其充分。

对于适应性,米其林PS EV轮胎的可变接地面积与非对称花纹设计,可以满足日常/激烈、干地/湿地驾驶的需要;液压衬套规避了纯胶衬套动刚度随频率升高而增大的不良特性,低频高阻尼用于大振幅冲击的改善,高频低动刚度则可用于结构噪音的优化;三通道TopMount具有在车辆低振幅高频运动时小刚度,在车辆高振幅低频运动时大刚度的特性,可以说对于绝大多数常见工况,整套滤振系统都可以有效应对。

而滤振方面,PS EV轮胎采用软性橡胶配方,振动过滤与路面贴服表现出色;液压衬套通过油液的流动消耗获得X方向上更好的吸收效果;复原弹簧减振器在悬架下跳工况下,可以通过拉伸额外提供5%的侧倾角刚度,改善驾驶与舒适表现;三通道TopMount可以将弹簧、减震器活塞杆、缓冲块的复杂频带信息的激励解耦,实现Z方向振动的分开传递、独立优化。

这些手段共同作用,最终带来了飞凡F7极具柔韧性的滤振表现——如果说“韧”是对“松弛感的舒适”最好的诠释,那“95%综合隔振率”就是对不同工况适应性的有力证明。

基于稳、准、韧的动态表现,飞凡F7在基础性能和可玩性的方面也有诸多创新。

动力系统方面,飞凡F7全系都配备了最大功率250kW、峰值扭矩450N·m的后桥电机,四驱车型则在此基础上增加了一台150kW、250N·m的前桥电机。

整套动力系统有三大亮点:

一是绝对性能强,后驱车型零百加速仅要5.7s,可以说是目前同级别的“最强后驱”,而四驱车型零百更是达到了3.7s,同样是目前C级电轿的天花板。

二是持续输出能力强,直瀑式油冷技术赋予了电机良好的散热表现,峰值性能的持续时间较传统间接式油冷方案提高30%-70%,并且有助于延长电机寿命。

三是四驱车型具备闪电切换两驱的能力,前桥单向离合器可以在0.2s内切断/接合动力,并且在脱开状态下电机完全无拖拽,拥有和后驱几乎一样的能耗表现。

制动系统方面,飞凡F7搭载了Onebox电制动系统与Brembo四活塞卡钳的组合:

Onebox拥有150ms的超快响应速度,一踩就有;而Brembo四活塞卡钳制动力释放稳定且均匀,踩多少就有多少。

此外,Onebox系统可以自动调节机械制动与能量回收策略,在保证良好主观体验的前提下,能量回收效率提升30%。

驾驶可玩性方面,飞凡F7的动力响应、能量回收、ESC介入均拥有无级调节模式,并可以通过自适应来完美匹配用户的驾驶习惯,这也为F7首推智能晕车舒缓系统打下了基础。

尤其值得一说的是ESC可以完全关闭,结合前桥的单向离合器,无论是四驱还是两驱,飞凡F7都可以自由漂移,享受临界失控的驾驶乐趣。

依托“稳定的运动学平台”,实现“愉悦感的驾驶”与“松弛感的舒适”,这就是飞凡F7底盘及动态表现的工程哲学。

姿态稳,是飞凡F7对大厂底蕴实力的彰显;转向准,是飞凡F7对用户诉求变化的洞察;滤振韧,是飞凡F7对舒适核心价值的强化。

稳、准、韧,这就是F7带来的非凡动态驾享。

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