轰鸣的小跑SVM 25-10-22 08:00
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#技术巡猎# #零跑汽车# 门槛里藏了个排气管---昨天有朋友在讲零跑这个设计相当大胆,恰好@许政_ECC 说@曹力_零跑科技 “轻描淡写”提到了这个非常有意思的技术,于是去找到了这个专利,我们就政政的这个话题,再展开聊聊。

零跑的这个专利是汽车排气系统及车辆 (202510252501 .7)。
听上去是个非常奇怪的想法---排气系统不是该老老实实在底盘下走管子、接消声器吗?但如果你从整车系统角度看,这这个设计实际上是一个非常聪明的“结构再分配”的思路。

新能源车,尤其是增程式汽车,实际上有两个很麻烦的问题。
一个是电池包越来越大,底盘空间越来越紧---比如说增程吧,从三四十度,到六十度,一口气到八十度!市面上纯电产品续航800公里已经是非常顶级的设定了,它的电池也就一百度左右,而零跑D19增程一口气80度!如此之大的电池,它的布置,是不是挺困难?

二呢,是发动机有废气、有热量、有振动,这些如果不处理好,会给整车的可靠性和舒适性带来很大的麻烦,但是要处理这些问题的话,处理路径又和电池的布置有非常直接的冲突。

如果是传统的做法,通常就是牺牲电池的体积、让排气走到中间去,或者做复杂的隔热罩、和各种绕来绕去的管子。零跑这次的思路是天马行空的:既然门槛梁是空腔结构,那干脆让它顺便当“排气通道”好了。

这个在结构上的“换位思考”带来的是什么呢?
专利里是这么说的:门槛梁上开进气口和出气口,内部打通一条排气通道,排气管通过进气口接入,废气从里面一路穿过去再排出。从截面设计看,排气管的直径要小于门槛梁通道的直径,这一点是很关键的,因为当废气从小管进入大腔时,会发生声波反射,也就是所谓的“扩张式消声”,这就意味着,门槛梁不仅是结构件,还是一个天然的消声器。

原来要占空间的前后消声器,现在可以缩小甚至取消;这不光是省体积而已,也能实现减重。

有趣的是,这样的“门槛消声腔”还可以被进一步细化成多级结构。
它的内部设了分隔板,把门槛腔体切分成几个体积不同的腔室,小的负责中高频,大的处理低频轰鸣,再加上穿孔管和消声棉形成赫尔姆兹共振结构,也就相当于在车身骨架里塞进了一个全频段的声学系统。

结果是啥呢?
一条门槛梁,既能承载结构力,也能处理排气噪音。

接着要考虑的,是热与振动的问题。
排气不仅有噪声,还有热,门槛梁这么靠近电池包,一不小心,不就是灾难了吗?
所以专利加了一套完整的热管理系统。排气管中段设置热交换器,里面是气-水双流通道:废气走管内,冷却液走管外。通过水泵的控制,冷却液可以把热量带走。

换句话说,实际上它的废气温度,是从几百度降下来以后,再进门槛梁的。这样一来电池包就不存在被炙烤的问题了,实际上也不用额外的隔热罩去处理热辐射。这么做不仅安全,还可以进一步压缩空间---原来那么烫,不存在“靠得特别近”的条件,而现在温度降下来了,排气与电池之间的“安全距离”实际上是可以缩短的。

另一头呢,排气管和门槛梁之间并不是刚性连接,而是用了法兰+球形密封圈+弹簧的组合。这套叫“振动解耦组件”:可以缓冲发动机振动,防止噪音和结构震动传到车舱。

以前这种结构多出现在排气前段的波纹管,现在整个法兰系统都集成进来了,说明设计团队是从NVH体系角度去考虑的,不是单一零件优化。再往后,考虑的就是从“外挂系统”到“集成系统”的过程了。把排气系统挪进门槛梁,其实是一次非常典型的系统集成逻辑。在传统平台上,排气系统是“外挂件”,它本身独立于车身,靠支架和吊胶固定,所有热、声、振问题都要通过附加件来解决。而零跑这套结构,把排气系统和车身合为一体,让车身本身成为功能载体。

这实际上是一种架构级的改变。
从零部件工程到系统工程,意味着你得重新定义“门槛梁”这个部件,它不再只是吸能梁,还要具备气密性、耐热性、抗振性,还要在碰撞测试和NVH标定里做许多验证。

听起来是很麻烦的事情,但这种做法背后,其实是新能源平台设计的必然趋势。
当整车空间、重量、续航、安全全在挤压边界时,那么每个结构都要多干点活,这不难理解吧?如果你可以把一个系统变成结构件,就白捡了一切的空间和成本。

专利的最后两页,讲了它的制造结构。
门槛梁由两部分组成:第一门槛部带有安装槽,第二门槛部封合形成排气通道。
内壁用了双层不锈钢,中间夹气凝胶隔热棉和钢丝绒减振垫片。这个组合有点像飞机隔热舱的思路:轻、薄,以及可以抗振。

再配合外侧的散热孔,就可以主动释放多余热量了。
这意味着排气气流经过热交换器后,温度已经被降到较低区间,剩下的就通过门槛自行散热。整个过程本质上是一个封闭的气-水-结构三环系统。

也可以这么说,这不仅仅是“一个排气系统”,而是整车热声管理一体化模块。
这和CTB(Cell to Body)思路非常接近---那时候考虑的是完成动力电池、车身结构、冷却系统、排气系统的体系级协同。

而现在,是排气系统了。

这么做的优点是很明显的。
1.电池包空间更大(可增加容量约10–15%);
2.消声器体积减少、整车重量下降;
3.热害更为可控,整车布置更紧凑;
4.NVH潜力更高(靠近源头的集成消声)。

传统的增程车,底盘布局几乎是照搬燃油车的:发动机舱、传动轴、排气一条直线,电池只是被“塞”进去而已。而零跑这次的思路,是从电动车架构出发,把发动机、排气当成附属系统嵌进去的。也就是说,它的“增程器”在整车架构里被彻底电气化、结构化了。

从我工作这么多年来,我从来没有听过这样的结构---对此许政直接说“离经叛道”,太含蓄了,对于这个设计思路没文化的我心里就一句“这简直也太离谱了”---我以前说过,哪怕是现在的行业倒退回燃油时代,自主也不输别人,其实内核也就在这里。自主品牌的想象力简直是脱缰野马,你拦都拦不住了。

零跑就是一个很典型的代表。
这么离谱的方案,你架不住它的D19真这么干出来了。
好的技术,从来不是“跟随”,而是“从自己的视角去创造新的技术边界”。

大概是两三年前,很多朋友对“零跑”自研技术不置可否。
但从前几次的专利解读,和这个排气系统的状态来看,我认为如今对于零跑自研技术的优秀,客观的态度应该是“无可否认”才对。

发布于 广东