
来源:法拉利
目录
1. Ferrari Elettrica车型简介
2. Ferrari Elettrica智能底盘
2.1 电驱动系统
2.2 动力电池系统
3. 法拉利 Elettrica 第三代 48V 主动悬架系统
4. 总结
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01 Ferrari Elettrica车型简介
车身架构采用短前悬设计,驾驶位靠近前轴,电池组完全集成于底盘地板下方。电池模块安装在前后轴之间,其中 85% 集中在尽可能低的位置,以降低重心并优化行驶动态 —— 法拉利 Elettrica 的重心比同级别内燃机车型低 80 毫米,赋予车辆更出色的动态优势。车尾部分,法拉利首次采用独立副车架设计;该副车架旨在减少驾驶舱内的噪音与振动,同时确保车辆保持马拉内罗车型应有的刚性与行驶动态表现。
车辆提供三种驾驶模式 —— 续航模式(Range)、巡游模式(Tour)与性能模式(Performance),分别对应不同的能量管理、动力输出与牵引力控制策略。方向盘后方的换挡拨片允许驾驶者选择五个逐级提升的扭矩与功率输出级别,营造渐进式加速体验与深度驾驶参与感。
车辆控制单元每秒更新 200 次动态参数,对悬架、牵引力与转向系统进行预见性控制,确保无与伦比的灵活性、稳定性与精准度;车型动力性相关参数如下图所示。
02 Ferrari Elettrica智能底盘
法拉利 Elettrica 的底盘采用极短轴距设计,架构灵感源自中后置发动机跑车,驾驶位靠近前轮,既能提供最纯粹的动态反馈,又能像法拉利系列中更偏向 GT 风格的车型一样,兼顾上下车便利性与最大化舒适性。前减震塔在碰撞中直接参与能量吸收,前电机与逆变器的位置经过特殊设计,可在能量传递至底盘节点前将其消散,最大限度保障安全性并维持结构完整性。底盘及各个子系统如下图所示。
凭借四台独立电机、四套独立主动悬架以及四轮转向系统,法拉利得以对这款纯电动车型的每个车轮在所有轴向上实现极致的主动控制。所有这些系统均由一个中央控制单元统筹管理,能够为提升性能或优化舒适性而实施同步、精准的调节。
2.1 电驱动系统
这款法拉利首款纯电车型搭载两套完全自主研发制造的电动轴,每套电动轴配备一对同步永磁电机,其哈尔巴赫阵列(Halbach array)转子源自 F1 技术并实现量产化应用,定子采用 0.2 毫米超薄无取向晶粒硅钢片叠压而成,叠压过程采用自粘结工艺,最大限度降低短路风险。前电动轴功率密度达 3.23 千瓦 / 千克,峰值功率效率 93%;后电动轴功率密度为 4.8 千瓦 / 千克,峰值效率相同;为进一步减少能量损耗(尤其是高负荷工况下),绕组采用利兹线(Litz wire)结构,这种特殊导线专门用于抑制 “集肤效应” 和 “邻近效应”—— 这两种效应会导致传统电机在高频、大电流工况下效率下降。前驱动单元配备断开装置,能使这款纯电动车型在半秒内实现后轮驱动与全轮驱动的切换。
来源:网络
逆变器采用碳化硅(SiC)半导体,在满负荷工况下效率可达 93%,重量仅 9 千克。前逆变器最大功率可达 300 千瓦,完全集成于电动轴内。驱动板作为高低压侧的接口,负责管控功率 MOSFET 的工作状态;每块驱动板控制三个模组,每个模组包含 16 个 MOSFET,结合集成的 800 伏 - 48 伏 DC/DC 转换器,确保向两台电机精准、快速地分配扭矩。逆变器开关频率根据应用需求在 10-42 千赫兹之间动态调节,经过精心校准,在效率、声学舒适性、热管理之间实现平衡,同时在不影响系统整体集成性的前提下优化电机响应速度。
来源:网络
2.2 动力电池系统
底盘中央区域,电池组完全集成于底盘并位于车身地板下方,这一设计不仅降低了电池 / 底盘系统的整体重量,更将电池组置于车辆最低位置。底盘同时承担电池组的结构保护功能:电池组嵌入底盘内部,模块与门槛之间预留空间,确保侧面碰撞时能量可被门槛完全吸收;电芯集中在模块中央,进一步提升能量吸收能力;底部模块冷却板还能在底部碰撞时防止异物侵入,专利专属的电池组装工艺也增强了结构刚性。
电池组能量密度接近 195 瓦时 / 千克,最高电压为880V高压系统,总容量122kWh,最大充电功率350kW;其冷却系统经专门设计,可优化热量分布并提升性能。
03 法拉利 Elettrica
第三代 48V 主动悬架系统
在本公众号9月份开展的培训《智能悬架系统软硬件及高压液压泵技术》中,曾经说明过,Multimatic公司的TSAV(TrueActive® Spool Valve Dampers)主动螺旋阀减振器,搭载在法拉利Purosaugue(498.8万起)车型上,并于2022年量产。这款产品的技术方案优势有主动降低车辆重心,并在加速,制动和转弯时控制俯仰,以最大限度提高牵引力并动态优化转向不足/转向过度,并更好地控制车轮运动;实现车轮悬架完全解耦,且无需使用防倾杆,仅通过减振器就可以控制车身运动;也可以通过星球中学习。
法拉利 Elettrica 搭载的第三代 48V 主动悬架系统,源于 Purosangue 车型的技术积淀,并在 F80 车型应用基础上完成针对性升级,同时充分依托电驱架构带来的低重心优势实现性能跃迁,通过多维度技术优化,构建起操控性与舒适性的全新平衡,成为彰显品牌驾驶激情的核心技术支撑。需要说明的是,电驱系统赋予的架构自由度,为悬架系统升级创造了关键前提:更低的重心改变了传统悬架的受力逻辑,使系统能够在更优的力学环境下实现性能突破,这也是该悬架系统区别于传统燃油车型应用的核心差异点。
来源:法拉利
这款第三代产品相比与之前产品,主要在以下三方面进行了核心部件的升级与性能优化:
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关键传动组件升级 :系统核心升级聚焦于与电机相连的循环滚珠丝杠,其螺距较前代增加 20%,这一设计直接降低了向底盘传递的惯性力,使丝杠在吸收和控制路面垂直冲击时表现更出色。尽管螺距增大,但电机输出扭矩保持与前代应用一致,确保系统能精准控制底盘、轮胎与路面之间的作用力交换,彻底摆脱传统可变悬架在刚度调节与车身控制之间的妥协困境。
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减震器与感知系统优化 :减震器采用全新优化设计,在实现 2 千克减重的同时,新增集成式热电偶组件,可实时监测并动态控制润滑油温度,有效规避高低温环境对悬架性能的影响,保障全工况下的稳定性;感知层面,系统传感器以 1 毫秒的超低延迟捕捉路况信息,配合 5 毫秒的快速响应机制,使悬架能及时应对路面起伏与姿态变化,为精准控制提供数据支撑。
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功能控制与操作设计调整 :在操作逻辑上,悬架强制开启按钮不再集成于驾驶模式旋钮(Manettino),而是采用独立布局,实现行驶舒适性设置与其他控制系统的分离,提升操作精准性与便捷性。驾驶员可通过方向盘专属按钮,轻松在性能导向与舒适导向模式之间切换,满足不同驾驶场景需求。
来源:法拉利
04 总结
法拉利首款纯电车型 Elettrica,车身采用短前悬、极短轴距架构,驾驶位靠近前轴,电池组 85% 低置集成于底盘,重心较同级燃油车低 80 毫米,车尾首次用独立副车架优化 NVH 与刚性。提供三种驾驶模式及五级动力调节,控制单元每秒 200 次更新参数保障操控精准。智能底盘集成自主研发双电动轴(F1 衍生电机技术,SiC 逆变器效率 93%)、122kWh/880V 电池(350kW 快充),搭配升级第三代 48V 主动悬架(丝杠螺距升级、减震器减重优化),结合四轮转向实现全向精准控制,兼顾性能与舒适。
回到主动悬架技术,基于高压液压泵的主动悬架技术方案当前在国内已经进入实质落地开发阶段,头部的供应商抱怨产品刚开发出来就进入了价格战,跟进的供应商纷纷加紧资源整合步伐,试图尽快卡住赛道占领身位;确实在当前汽车产品的竞争中,只有快速迭代及时响应客户的供应商也许才能分得一点红利利润。另一方面,在抓住高压液压泵这个落地产品的同时,是否可以对下一代主动悬架技术启动相关预研工作,争取在下一代主动悬架技术上也能够超前卡住身位;法拉利的这款48V分布式主动悬架技术,本身有相对于非分布式天然的布置和效率优势,但也存在布置困难和技术难度壁垒高的难题,随着技术进步和产业供应链的不断提升;相信相关的技术问题都会很快被解决,毕竟汽车未来驱制转悬一体化设计的趋势下,分布式悬架控制方案是将相关功能集成在一起的重要环节。
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