El primer prototipo del proyecto de investigación "Future Car (NGC)", basado en la plataforma modular del vehículo urbano, está diseñado como un turismo de 2+2 plazas. En el proyecto NGC, los científicos del Centro Aeroespacial Alemán se comprometen a investigar los futuros vehículos de transporte, formulando así diferentes modelos de vehículos y métodos de investigación, y desarrollando así prototipos de vehículos que puedan utilizarse.
0?Prólogo
El vehículo urbano modular (UMV) es una solución técnica que se puede utilizar para el transporte futuro. Este vehículo se puede utilizar para satisfacer las necesidades de transporte en el centro de las ciudades y en los suburbios. áreas. En la plataforma modular, los UMV no solo se pueden modificar en modelos derivados, como modelos básicos, extendidos y de carga equipados con un asiento del conductor, sino que también se pueden modificar en nuevos modelos que pueden lograr una conducción autónoma. Los diseñadores han optimizado las dimensiones de longitud y altura de dichos derivados. La longitud del modelo de automóvil se puede ajustar entre 3,7 y 4,1 m y su altura se puede ajustar entre 1,6 y 2,3 m. Al mismo tiempo, este tipo de vehículo puede utilizar componentes de patineta para cambiar entre diferentes estructuras de vehículos (Figura 1).
En esta serie de modelos se ha diseñado un prototipo real basado en el autobús UMV de 2+2 plazas (UMV-PM-2+2). Al desarrollar este modelo, los diseñadores consideraron de manera integral múltiples áreas, como la solución completa del vehículo, la estructura del vehículo, la gestión de energía, el sistema de propulsión, el chasis y los sistemas de inteligencia del vehículo.
En el esquema de autobuses de pasajeros que se ha diseñado se introduce un tipo de coche autónomo. Este modelo puede llegar a cualquier lugar de la ciudad, pero comparado con modos de viaje como el metro o los autobuses urbanos, es mejor. economía y transporte La eficiencia es relativamente baja. Los diseñadores deben diseñar una solución efectiva para los modelos UMV-PM-2+2 para que los pasajeros puedan llegar a sus destinos sin problemas cuando viajan, reduciendo así la frecuencia de uso de automóviles privados. Durante los períodos de menor tráfico, la eficiencia del transporte de los autobuses grandes representados por los autobuses urbanos articulados es relativamente baja. En este momento, los autobuses PM-2+2 son un modelo alternativo ideal. En lo que respecta al proceso de interacción persona-computadora entre pasajeros y vehículos, una vez que el autobús UMV reservado por el pasajero llega al lugar de recogida designado, el pasajero debe iniciar sesión a través del teléfono inteligente y la interfaz en la ventana lateral del vehículo (Figura 2), y luego La puerta se puede operar libremente y la puerta corrediza del compartimiento se puede abrir accionando la manija de control eléctrica. La seguridad de los pasajeros y otros peatones en el automóvil es el tema central de la investigación del proyecto "Future Car" (NGC) UMV, por lo que los diseñadores instalaron cinturones de seguridad dentro del automóvil e hicieron que el modelo tuviera ciertas funciones anticolisión. Cuando el pasajero confirme que el cinturón de seguridad está abrochado, la puerta se cerrará inmediatamente.
Basado en principios de diseño relevantes, el estilo de diseño interior del vehículo UMV-PM-2+2 es simple y conciso. Dos pantallas en el techo del automóvil pueden transmitir información del viaje a los pasajeros, como el tiempo de viaje y el pronóstico del tiempo, y también pueden predecir paradas de estacionamiento posteriores para otros pasajeros, proporcionando así información completa y transparente a todos los pasajeros (en la foto) 3).
1. Sistema de propulsión y chasis del vehículo
Los diseñadores pueden hacer que el modelo UMV alcance una autonomía de 400 km mediante ajustes. El modelo UMV puede ser propulsado por dos motores de 30 kW, que están integrados en el eje trasero cerca de las ruedas (Figura 4). La central eléctrica del autobús UMV se basa en el sistema de 48 V. Después de pasar las pruebas de verificación pertinentes, el resultado es que el prototipo puede cumplir con diversas condiciones de conducción.
Para el vehículo prototipo, se preestablecerá una dirección de conducción durante la conducción. Si este vehículo ingresa a una carretera estrecha donde es imposible girar, después de los cálculos del sistema, puede conducir todo el vehículo en reversa durante una distancia corta, regresando así a la carretera original. Los diseñadores estudiaron diferentes soluciones de chasis para prototipos de UMV, centrándose en el diseño y análisis de chasis altamente integrados y soluciones de operación de dirección de 90°. Al mismo tiempo, basándose en las características técnicas del autobús, los diseñadores eligieron un eje MacPherson como eje delantero y un eje de cinco brazos con soportes de eje como eje trasero, que pueden satisfacer plenamente las necesidades de transporte del prototipo. Al mismo tiempo, los diseñadores equiparon el camión con un sistema de dirección de doble eje teniendo en cuenta sus características técnicas.
2? Gestión de la energía e inteligencia del vehículo
En términos de gestión de la energía del vehículo, los diseñadores han realizado investigaciones sobre los autobuses UMV-PM-2+2 y temas relacionados. Uno de los temas desafiantes es el desarrollo de nuevas soluciones de ventilación y estrategias operativas relacionadas para vehículos.
En el automóvil, dado que los pasajeros se sientan cara a cara, se debe cambiar el método de aire acondicionado dentro del automóvil. Un método de prueba utilizado por los diseñadores es regular el aire en el automóvil a través de canales de flujo de aire. Estos canales de flujo de aire están integrados en los pilares del aire acondicionado y la estructura del techo de la carrocería y pueden lograr la convección de aire entre la cabina y el mundo exterior.
Además, los modelos de la serie UMV? pueden pasar del estado de conducción asistida al estado de conducción totalmente automática. Los derivados UMV? están diseñados de acuerdo con las normas pertinentes y no tienen puesto de conductor. El autobús UMV-PM-2+2 también está equipado con múltiples sensores para identificar las características ambientales e implementar el monitoreo ambiental. Está equipado con 4 sensores de radar tridimensionales (3D), una antena del sistema global de navegación por satélite (GNSS) y un vehículo. en el techo hay un dispositivo de Internet y en el parabrisas delantero hay un sensor óptico; en el guardabarros delantero hay módulos de radar de largo y corto alcance; en la parte trasera también hay 18 sensores ultrasónicos y 2 cámaras laterales; del coche.
3? Estructura del vehículo y estrategia de modularización
La estructura del vehículo y la interfaz del módulo son actualmente los temas de investigación más preocupantes para los modelos UMV. Todos los derivados de UMV deben utilizar tantas piezas como sea posible con mayor similitud o tecnología más madura. La cabina delantera, el piso de la cabina y la cabina trasera son los principales componentes estructurales de la carrocería y se pueden aplicar a todos los derivados de UMV. Debido a la amplia variedad de modelos derivados de UMV, según el concepto de desarrollo de los diseñadores, se estipula que algunos componentes deben adoptar un tipo de estructura de esqueleto hueco de múltiples materiales. La parte delantera y trasera de la cabina, el piso de la carrocería y las juntas de transición tienen contornos rectilíneos, mientras que la estructura superficial libre del patrón de construcción de la carrocería ya se utilizó en el proceso de fabricación de la carrocería. Al desarrollar, los diseñadores deben prestar atención primero al exterior de la carrocería del vehículo y a los componentes de montaje. Por lo tanto, en los modelos UMV utilizados para el transporte de pasajeros, tanto las puertas delanteras como las traseras deben utilizar piezas altamente versátiles (Figura 5). En el marco de la futura prueba de interfaz modular, el Instituto del Centro Aeroespacial Alemán llevó a cabo pruebas sobre diferentes opciones de optimización para el modelo UMV. Durante el proceso de prueba, los diseñadores llevaron a cabo una investigación experimental sistemática sobre estrategias modulares al ajustar la estructura del vehículo, como distinguir la estructura variante del monopatín de la estructura de la placa motriz. Los ajustes estructurales mencionados anteriormente en el proceso de desarrollo se basan todos en los modelos de la serie UMV, pero este modelo aún necesita aumentar la capacidad de carga y lograr una estructura liviana. Actualmente, los diseñadores han analizado los planos de los modelos de vehículos correspondientes desde la perspectiva de diferentes usos. Tomando como ejemplo los nuevos modelos conceptuales de conducción autónoma Rinspeed Snap y Schaeffler Mover, los diseñadores relevantes del Instituto de Investigación del Centro Aeroespacial Alemán han desarrollado un plan de modificación y llevado a cabo una serie de pruebas. Las opciones de modificación relevantes incluyen estructuras de chasis que pueden conectar módulos de eje independientes al compartimiento de pasajeros o al compartimiento de carga. Sin embargo, dado que los diseñadores han propuesto diferentes esquemas de modificación en la misma plataforma (Figura 6), aún es necesario verificar su viabilidad.
En otro diseño de vehículo llamado "U-Shift", los diseñadores analizaron una estructura en forma de U utilizada para reemplazar la solución de patineta UMV. Esta solución U-Shift será estudiada más a fondo por diseñadores relevantes en un proyecto de investigación del Ministerio de Asuntos Económicos del estado alemán de Baden-Württemberg, y en 2020 se diseñará un modelo de vehículo prototipo.
4 Conclusión y perspectivas
El autobús UMV es uno de los productos principales estudiados por el Centro Aeroespacial Alemán en el campo de la investigación del transporte y ha liderado diferentes tendencias tecnológicas. En el futuro, los diseñadores se centrarán en la investigación de temas como la ventilación de la cabina, la conducción autónoma y las pruebas de choque, y realizarán pruebas relevantes en el prototipo de prueba UMV-PM-2+2 para seguir desarrollando componentes que puedan aplicarse a este modelo.
Este artículo fue publicado en el número 5 de 2020 de la revista "Automobiles and New Power"
Autor: [Alemania] M.M?NSTER et al.
Organizado por: Fan Mingqiang
p>Editor: Wusset
Este artículo proviene del autor de Autohome Chejiahao y no representa las opiniones ni posiciones de Autohome.