Platformy samochodów elektrycznych

Platforma samochodu elektrycznego to podstawowa rama lub architektura pojazdu elektrycznego bez nadwozia, wnętrza ani układu napędowego. Stanowi fundament wspierający komponenty i systemy pojazdu, takie jak pakiet akumulatorów, silnik elektryczny, zawieszenie, układ kierowniczy, hamulce i elektronika. Platforma samochodu elektrycznego określa także wielkość, kształt, osiągi, zasięg i funkcje pojazdu elektrycznego.

Istnieją cztery główne typy platform samochodów elektrycznych: modernizacja, hybrydowe, dedykowane z częściami współdzielonymi i dedykowane.

Modernizacja

Modernizacja polega na modyfikacji istniejącej platformy silnika spalinowego (ICE) w celu dostosowania jej do układu napędowego elektrycznego. To najprostszy i najszybszy sposób na zbudowanie samochodu elektrycznego, ponieważ nie wymaga opracowania nowej platformy od podstaw. Jednak ma pewne wady:

• Ograniczona elastyczność projektowania: Modernizacja zmusza samochód elektryczny do zmieszczenia się w ograniczeniach platformy ICE, co może nie być optymalne pod kątem aerodynamiki, rozkładu masy, przestrzeni dla pasażerów czy ładowności.
• Zmniejszona efektywność: Modernizacja może pogorszyć osiągi i zasięg, ponieważ platforma ICE może nie pomieścić wystarczająco dużego pakietu akumulatorów ani wystarczająco mocnego silnika elektrycznego.
• Wyższe koszty: Modernizacja może generować dodatkowe koszty związane z modyfikacją platformy ICE, integracją komponentów elektrycznych oraz zapewnieniem bezpieczeństwa i niezawodności.

Przykłady samochodów elektrycznych korzystających z modernizacji to:

• Volkswagen E-Golf
• Ford Focus Electric
• Tesla Roadster: Pierwszy model Tesli bazował na zmodyfikowanym podwoziu Lotus Elise.
• Nissan Leaf: Pierwszy masowy pojazd elektryczny zbudowano na zmodyfikowanej wersji platformy B firmy Nissan.

Poniżej przykłady rozmieszczenia akumulatora i innych komponentów samochodu elektrycznego na zmodyfikowanych platformach.

Hybrydowe

Producenci z długą historią często projektują platformy hybrydowe, aby obsługiwały różne typy układów napędowych, takie jak ICE, hybryda plug-in lub pojazd elektryczny zasilany akumulatorem. Takie podejście daje większą elastyczność w dostosowywaniu się do popytu rynkowego i preferencji klientów. Ma jednak pewne wady:

• Zwiększona złożoność: Platformy hybrydowe muszą uwzględniać różne scenariusze i konfiguracje, co zwiększa wyzwania inżynieryjne i produkcyjne.
• Ograniczona optymalizacja: Platformy hybrydowe muszą równoważyć kompromisy między różnymi układami napędowymi, uniemożliwiając osiągnięcie najlepszych osiągów lub zasięgu dla każdego typu.
• Większa masa: Platformy hybrydowe muszą przenosić dodatkowe komponenty i systemy przeznaczone dla różnych układów napędowych, co zwiększa masę pojazdu i obniża efektywność.

Przykłady samochodów elektrycznych korzystających z platform hybrydowych to:

• Ford Mustang Mach-E: Zbudowany na zmodyfikowanej wersji platformy Forda C2, na której opierają się Ford Escape i Bronco Sport.
• Volvo XC40 Recharge: Zbudowany na platformie CMA Volvo, która obsługuje układy napędowe ICE i hybrydę plug-in.
• BMW i7: Zbudowany na platformie hybrydowej obsługującej wersje benzynowe, PHEV i pojazd elektryczny zasilany akumulatorem.

Poniżej widać, jak platforma CLAR wspiera różne warianty serii BMW 7.

Dedykowane z częściami współdzielonymi

Niektóre samochody elektryczne są budowane na platformach dedykowanych pojazdom elektrycznym, ale wykorzystujących niektóre części z istniejących platform. Te platformy są zaprojektowane od podstaw specjalnie dla pojazdów elektrycznych, ale w ich konstrukcji wykorzystano niektóre komponenty lub systemy z konwencjonalnych platform ICE. Takie podejście pozwala zaoszczędzić koszty, skrócić czas rozwoju i wykorzystać istniejącą wiedzę, nie wpływając negatywnie na projekt czy funkcje samochodu elektrycznego.

Przykłady platform samochodów elektrycznych, które wykorzystują to podejście, to:

• Audi e-tron: Zbudowany na zmodyfikowanej wersji platformy MLB Evo, której Audi używa także w modelach spalinowych i hybrydowych, takich jak Audi Q7 i Q8. Platforma e-tron adaptuje zawieszenie, układ kierowniczy i hamulce MLB Evo, ale dodaje nowy pakiet akumulatorów, silniki elektryczne i system zarządzania termicznego.
• BMW iX: Zbudowany na nowej platformie o nazwie CLAR WE (Cluster Architecture With Electric), wariancie platformy CLAR używanej dla modeli spalinowych i hybrydowych, takich jak BMW serii 3 i serii 5. Platforma iX wykorzystuje niektóre elementy strukturalne CLAR, ale wprowadza nowy pakiet akumulatorów, silniki elektryczne i system zarządzania termicznego.

Platformy samochodów elektrycznych tego typu oferują większą elastyczność projektowania, lepszą efektywność i wyższe osiągi niż platformy modernizowane lub hybrydowe. Mogą jednak nie być tak optymalne jak w pełni dedykowane platformy samochodów elektrycznych zaprojektowane od podstaw pod kątem elektromobilności.

Dedykowane

Platformy dedykowane są projektowane specjalnie dla pojazdów elektrycznych zasilanych akumulatorem, często nazywane platformami szytymi na miarę. Oferują maksymalną elastyczność projektowania i optymalizację pod kątem elektromobilności. Są również bardziej skalowalne i elastyczne w odniesieniu do przyszłego rozwoju. Jednak wiążą się z wyzwaniami:

• Wysokie nakłady inwestycyjne: Dedykowane platformy wymagają znacznych kosztów wstępnych na badania i rozwój, testowanie i walidację oraz obiekty produkcyjne.
• Długi czas realizacji: Dedykowane platformy potrzebują więcej czasu na opracowanie i wprowadzenie do produkcji niż platformy modernizowane czy hybrydowe.
• Niepewność rynkowa: Dedykowane platformy mogą być narażone na ryzyko związane ze zmieniającym się popytem klientów lub politykami regulacyjnymi.

Przykłady samochodów elektrycznych wykorzystujących dedykowane platformy to:

• Tesla Model S, Model 3, Model X, Model Y: Wszystkie modele Tesli są budowane na dedykowanych przez Teslę platformach samochodów elektrycznych, które są stale aktualizowane i udoskonalane.
• Lucid Air: Zbudowany na platformie LEAP firmy Lucid, która według deklaracji oferuje wiodące w branży osiągi, zasięg, efektywność i luksus.
• Hyundai Ioniq 5: Zbudowany na platformie E-GMP firmy Hyundai, która obiecuje szybkie ładowanie, duży zasięg, zasilanie dwukierunkowe i wysokie osiągi.
• Volkswagen ID.3 i ID.4: Zbudowane na platformie MEB Grupy Volkswagen.

Ze względu na wysokie koszty stworzenia nowej platformy samochodu elektrycznego istnieje wiele przykładów współdzielenia platform między markami. Zobacz przykłady w przeglądzie platform w ostatniej sekcji tego artykułu.

Poniżej znajdują się przykłady skalowalnej platformy MEB stworzonej przez Grupę Volkswagen. Skalowalna platforma samochodu elektrycznego może być łatwo dostosowana i zmodyfikowana pod różne typy pojazdów elektrycznych, takie jak sedany, SUV-y czy ciężarówki. Pozwala to zaoszczędzić koszty, skrócić czas rozwoju i zwiększyć efektywność. Skalowalną platformę można również dostosować do różnych preferencji klientów i wymagań rynkowych, takich jak osiągi, zasięg czy funkcje.

Volkswagen pracuje nad nową platformą o nazwie SSP (Scalable Systems Platform). Ta platforma będzie podstawą wszystkich przyszłych modeli Grupy Volkswagen. Czytaj więcej na electrichasgoneaudi.net

Przegląd platform

Poniższa tabela przedstawia najpopularniejsze platformy samochodów elektrycznych używane w ostatnich latach.