JavaScript is required

汽车踏板的发展趋势

前言

接着上次 电控制动 的话题,聊聊与之关联性较高的部件-汽车踏板。踏板和方向盘是汽车驾驶最重要的输入端部件,主要包括制动和加速踏板,其中手动挡车型中还包括离合踏板。由于手动档车型正逐渐被小众化,因此下边重点讨论制动和加速踏板。

踏板的发展方向

传统踏板的发展方向就是更舒适的人机工程学和轻量化两个方向(当然前提是成本可控)。

关于人机工程学,由于制动踏板受制于与制动器的机械连接,因此主要体现在已经实现能够线控控制的加速踏板上。常见的布置方式主要有两种,悬吊式和地板式,其中地板式也常称为风琴式。

左图为悬吊式,右图为地板式,图源:马自达官网

风琴式踏板的优点脚感舒服。相较于悬吊式,风琴式整体姿势为脚跟着地,能够让脚掌紧贴踏板表面,加速时脚掌自上而下,而悬吊式式从前到后,因此在长途驾驶时能够减轻腿脚悬空的时间,降低疲劳度,并且在急加速的时候,地板油同时配合kick-down功能,在保持良好驾驶姿态的同时,还给人以极强的运动感。因此风琴式多见于以运动、长途驾驶舒适为宣传卖点的车,如宝马、马自达等,车型也多以轿车居多,新势力中小鹏P7也采用了风琴式踏板。

风琴式加速踏板示意图

悬吊式的优势在于布置相对灵活,对坐姿的适应性较好,尤其是高坐姿,更容易实现不同车型的平台化布置。此外,悬吊式相比风琴式具有一定的价格优势,因此除传统的高坐姿车型如SUV外,现在以家用为主打市场的轿车也多采用悬吊式。

悬吊式和风琴式并没有绝对的孰优孰劣,也不存在能够绝对替代的问题,供应商只需要按照主机厂的需求合理协调产品分类即可。

轻量化是长期的方向

汽车轻量化能够带来诸如动力性能、节油等诸多优势,因此减重是整车开发中绕不开的一个话题。对应的踏板也不例外,传统的金属踏板大约有3-4kg的重量,虽然本身自重并不大,在在日趋严苛的油耗法规下,其他部件又很难减重的情况下,踏板也必须开始向轻量化方向升级。

减重的方向一般有两种,结构和材料层面。结构方面,通过将制动踏板和加速踏板实现一体化集成,实现部分结构件通用实现减重。材料方面则选用轻量化材料替代金属。

目前常见的轻量化材料为塑料或者碳纤维。相比于碳纤维,采用PA材料成型的塑料踏板在满足强度要求的同时成本方面表现更为友好。数据显示采用全塑踏板可实现减重50%。

由于PA材料的强度弱于金属,因此全塑踏板的核心在于结构设计。一方面要满足驾驶员正面连续踩踏不断裂的要求,同时部分企业也会提出在发生正面碰撞事故时,踏板能够及时断裂,最大化脚步空间,也减轻驾驶员二次伤害。

当然采用全塑踏板后,踏板价值将会得到提升,短期来看增加约20%-30%,制动和加速踏板总价值将超过100元人民币。

当前国内成熟的踏板企业产品多为独立的金属踏板,如制动踏板踏板产品领域的凯众股份、泰鸿万立,加速踏板领域的宁波高发、南京奥联等。随着主机厂对轻量化踏板需求增加,聚焦一体化、全塑踏板产品的企业具有一定的先发优势。

除舒适性和轻量化之外,电动、智能化背景下踏板带来了新的价值增长点。由于加速踏板已经实现线控,因此主要变化点为制动踏板,主要体现在能量回收和信号控制的要求,新增的变量为传感器和踏板电机控制。

在上一篇已经提到过,要实现传统车型的制动体验,需要刹车踏板的介入,执行则是由ESP或者制动器与驱动电机配合执行的,最大可支持约0.3g的能量回收。为了模拟能量回收下的制动反馈,能量回收的值是随刹车踏板的行程成线性变化的。

因此具有能量回收功能的车型中,制动踏板需要增加行程传感器来实时检测踏板行程以调整驱动电机能量回收扭矩。目前常见的踏板行程传感器由日本ALPS公司提供。

除此之外行程传感器也可将驾驶员制动的力度配合后尾灯与周围车辆进行灯光交互。

奥迪数字OLED尾灯,可显示多种图案

随着自动驾驶等级的提升,为实现自动驾驶条件下座舱空间的最大化利用,踏板需要实现可收缩,此外还需要满足驾驶员手动驾驶时的脚感反馈。对于踏板而言,除要求传感器可靠性和精度外,还需要额外增加可电机实现模拟脚感效果。

无伸缩功能踏板的价值量将比现有提升60%-80%,总成(制动+加速)单价将达到160元以上。如果支持伸缩功能,踏板总成的价值量将超过200元。

未来的胜出者

在此背景下,具有传感器设计和电机控制能力的踏板企业可灵活定制产品方案。尤其对于新能源和自动驾驶为亮点的车型,在成本可控的情况下最大可能满足客户要求。产品方面主要体现在:

通过传感器的灵活集成方案,如将行程传感器和制动灯开关(BLS)同轴集成可最大限度释放脚部空间。

同轴式制动踏板方案

对于悬吊式踏板而言,将制动踏板和加速踏板集成设计,在提升强度的同时,有效节省布置空间。

对于可伸缩、线控制动踏板而言,由于目前客户还处于概念车设计阶段,如企业本身具备传感器和电机控制相关能力,可及时、快速的响应客户的需求,尤其是定制化的产品需求。

总结

受整车电动化、智能化的驱使,汽车踏板(尤其是制动)也开始从传统机械件逐步增加信号传输、电机控制功能。叠加轻量化的长期趋势,踏板行业或将迎来改变。但同时看到踏板作为一个重要的安全部件,满足原有耐久和可靠性要求又需要长期经验的积累,因此对于未来而言,具备传统踏板经验和传感器、电机控制能力的团队最有希望快速获得客户订单,实现快速增长。

打个广告

如果大家对该产品感兴趣,欢迎与我联系。此外目前该企业处于发展早期,也在寻求合适的投资伙伴,如果大家对企业感兴趣,也欢迎投资机构的朋友与我联系。

点击查看全文
评论赞0分享
轨迹
汽车踏板技术趋势

欢迎关注我们!

上海恩翌信息科技有限公司
1NE时代-小恩
188-1775-0862
沪ICP备17041240号-4