滑板底盤概述以及發展趨勢

朱成明

摘 要：介紹了滑板底盤的基本概念，技術上的主要特點，以及商業化方面的主要挑戰。繼而針對性闡述了相應的商業化可能的解決方案，并結合最新車企的動向，展望了該技術即將大規模地商業化落地的前景以及良好發展趨勢。

關鍵詞：滑板底盤 技術特點 商業化挑戰 解決方案 發展趨勢

1 前言

在全球 “碳達峰”和“碳中和”的低碳戰略實施的時代背景下，汽車行業的新能源化正在加速。2022年全球新能源汽車銷量突破了1000萬輛，滲透率達到14%，相較2021年的9%以及2020年的不到5%， 市場呈現爆發性增長[1]。近年來，作為新能源技術的一個新概念，滑板底盤逐漸被在國內國外的新勢力極力推崇，其對于新能源汽車的推廣具有推波助瀾的作用。2021年，美國的Rivian公司憑借滑板底盤的概念以及硬派皮卡產品，市值一度達到超過福特、通用等老牌汽車集團。中國的初創公司悠跑科技首發了UP超級底盤，與2023年中國汽車百人會上發布了冬試視頻，并宣布首個與整車廠合作的超級VAN將2023年底啟動交付[2]。但是目前為止，我國學術界還缺乏針對滑板底盤技術的系統介紹研究，工業界也仍然對于該技術何時能夠真正大規模商業化落地存在爭論。本人根據實際項目中的一些研究，結合業內的深度調研，希望以一個比較全面的介紹和分析，展現關于滑板底盤技術以及商業化落地的全景。

2 滑板底盤概述

滑板底盤概念已經面世超過十年了，先驅是通用汽車。2002年的北美國際車展，通用推出了一款氫燃料電池AUTOnomy概念車，該車將汽車的操控系統、制動系統和其他車載系統使用線控技術，汽車的動力和操作系統全部壓縮在底盤內。這款底盤因為外形酷似滑板[3]（如圖1所示） ，因此業內將該技術形象化地稱為滑板底盤。滑板底盤的發揚光大則是由Canoo以及Rivian等一眾美國初創公司所引領，他們憑借滑板底盤的造車新理念，分別于2020年以及2021年成功登陸美國證交所，這也讓滑板底盤的概念在汽車行業內為更多人所熟知和研究。

滑板底盤在純電動車領域運用最為廣泛，它是將汽車上的轉向、制動、三電、懸架等系統通過模塊化的方式，集成在底盤結構里（如圖2）。基于滑板底盤的系統定義以及包含的主要系統零件，其主要技術包括以下幾個方面。

2.1 非承載式結構

雖然滑板底盤的概念可以應用于承載式以及非承載式車身設計（如圖3所示），但是滑板底盤的幾個典型應用如Rivian，Canoo等都是采用的非承載式結構。非承載式結構的下車體就是獨立的車架，車架與車身之間通過剛性或者彈性單元連接，底盤其他主要系統如電池，懸架等都是安裝在車架上。采用非承載式結構的車型優點主要是1）車架分擔車身各種載荷，2）便于底盤系統總裝工藝，易于集成化，3）車架具有高強度和剛度，整車抗顛簸性能好；其主要缺點是 1）車架增加了整車重量，不利于純電車型續航等性能，2）由于有了車架，整車高度相對較高，3）車架設計可能造成整車成本增加。

2.2 電池包技術

除了電芯化學體系的長足進步，高壓電池包技術也得到了長足的發展。在滑板底盤領域，電池包的主要結構有模組集成至電池包（MTP），電芯集成至電池包（CTP）和電芯集成至底盤（CTC）[4]（如圖4所示）。MTP是由電芯組成模組再組成電池包，CTP與MTP的主要區別就是取消模組結構，由電芯直接組成電池包，CTC電池集成方案是直接將電芯集成在底盤車架框架內部，將車架上下平面作為電池包殼體。MTP，CTP以及CTC各有空間利用率，重量，制造工藝以及可維修性等優劣勢。滑板底盤可以根據各自物理架構的需求，靈活選用不同的電池包結構，實現平臺以及相應車型的屬性目標。

2.3 線控技術

線控可以說是滑板底盤的核心技術，因為有了線控技術，可以讓滑板底盤車型實現不同級別的智能駕駛，因此很多時候業內也將滑板底盤近乎等同于線控底盤。傳統的汽車操縱方式是：當駕駛員踩制動、踩油門、換檔、打方向盤時，都是通過機械機構來實現，而線控則是通過人機接口將駕駛動作轉化為電信號，由電信號來通知傳感機構和執行機構來操控功能裝置（原理如圖5所示）。電動車上的線控技術根據功能主要包括線控制動、線控轉向以及線控懸架。線控制動的剎車踏板僅僅只連接一個剎車踏板位置傳感器，踏板與制動系統之間沒有任何剛性連接或液壓連接。線控轉向，取消了方向盤和轉向機之間的機械連接部件，徹底擺脫了機械固件的限制，完全由電能來實現轉向。線控懸架是根據路況實際情況自動調節懸架的高度、剛度、阻尼實現行車姿態精細化控制，其結構上主要由線控彈簧、線控減震器、線控防傾桿組成。

以上分析的這些主要技術并不是因為滑板底盤才出現的，但是卻賦予了滑板底盤鮮活的生命力，使得滑板底盤具有以下幾類獨特的亮點。

2.4 上下解耦

滑板底盤將三電、轉向、制動、懸架等系統集成到一個獨立底盤內，結合線控技術使底盤與上車體控制端不再有任何機械傳動硬連接，進而可以自由調節其大小與空間結構，帶來一個底盤可多元化應用（如圖6所示）和可重復利用的優勢。理論上，具有一定帶寬的滑板底盤平臺可以同時開發出轎車，SUV，MPV，皮卡以及VAN車等面向不同客戶群體的產品。主機廠車型開發正逐漸走向智能化，場景化，個性化，而這些基本都是通過不同上車體內的軟硬件，智艙，智駕等體現，這樣就能夠將上車體開發與滑板底盤平臺開發實現解耦。

2.5 縮短開發周期

集成在滑板底盤內的系統如三電，線控等開發周期都相對較長，因為這里面包含軟硬件的開發和測試。比如一個新的電池包的開發短則18個月，長則48個月，取決于內部結構以及電芯的成熟度。新的線控系統的開發如線控轉向，從需求設定，軟硬件設計測試，再到整車應用量產也在24個月到36個月之間。因此在車型開發之前，通過滑板底盤平臺打造一個模塊化的底盤系統，則大大節約了一個新車型開發的周期（如圖7所示） ，傳統開發方式中一個新平臺加新車型的周期在36到48個月之間，采用并行開發滑板底盤以及車型的方式，主機廠的快速迭代推出新車型的策略將能夠得到很好的實施。

2.6 空間優化

滑板底盤結構上將主要行駛功能的系統集成在底盤空間內，上車體空間得到優化，車內空間更多地交還給用戶乘坐或者載貨空間（如圖8所示）。滑板底盤較傳統汽車更能夠實現較大，較低且平整的地板，極大地提高上車體空間利用率。同時由于線控技術取消了很多機械零件，比如線控轉向取消了轉向柱，同時方向盤的靈活布局也能夠配合L113尺寸的優化，這樣的設計在保證碰撞安全的前提下，駕駛座位可以最大化前置，這將可能進一步提高后排空間以及整車乘坐空間利用率。

3 滑板底盤技術應用的現狀

滑板底盤技術既集合了諸多子系統的優勢又獨特性地開創了上下解耦等亮點，因此該技術一度在全球掀起了一股風潮。然而近幾年來，該領域海外上市企業如Canoo、Rivian等都經歷了市值一落千丈的局面，工業界對于滑板底盤技術是否能大規模商業化落地開始有了很大的爭論，以下將就該技術商業化落地的主要挑戰來詳細分析。

3.1 技術成熟度

在線控技術里面，整體技術成熟度還有待完善。特別是線控轉向方面，各國的標準還在完善過程中，其中最核心的難點是安全性和可靠性，因為方向盤和轉向器不是通過機械式連接，一旦出現故障如何確保車輛的可控和安全需要著重考慮。安全冗余設計一方面還不夠成熟，另一方面過于冗余設計可能會使得整個系統的成本增加太高。

此外線控技術以及滑板底盤的主要前瞻是在于智能駕駛領域的應用，雖然智能駕駛有著諸如提升道路交通安全，環境駕駛疲勞等多方面優勢，然后當下，高級別智能駕駛技術成熟度低，仍然面臨著道德，法律等多方面的挑戰而未能得到大范圍推廣。因此，這也影響到了滑板底盤的商業化落地前景。

3.2 帶寬局限性

理論上，同樣的滑板底盤可以應用到不同的車型中，比如轎車、SUV、MPV甚至VAN車等。實際情況下，每個車型的主要競爭屬性還是有很大差異，這將對滑板底盤核心系統的帶寬選型提出挑戰。比如，VAN車的一個重要屬性是載重，而載重在轎車以及SUV中并不是核心屬性，但是如果需要通用滑板底盤，制動以及轉向等諸多子系統選型將會受到VAN車的載重需求限制，反而造成對于轎車和SUV車型的過多冗余設計，這可能使得同一個滑板底盤上開發出來的單個車型的經濟性競爭力不夠突出。

3.3 乘用車落地困局

理想狀態下，滑板底盤應當在乘用車領域具有很大的潛力，因為它能夠實現平臺化并可以快速迭代開發不同車型。目前除了典型的初創企業，滑板底盤在國內外主流車企以及新勢力中還未有大范圍推廣，其主要原因可能是兩個方面。1）滑板底盤由于包含三電等重要系統，基本上匯聚了整車BoM成本的60%到70%，車企從供應鏈的安全角度講，很難將決定行駛功能以及安全的整個底盤交給合作方。2）當前主流車企由于已經有了油改電或者純電平臺，在目前的投資還未收回，未來產品差異化戰略還未明確的情況下，很難做出決策進行新平臺的開發。

3.4 商用車落地困局

商用車整體的新能源滲透率落后于乘用車，主要還是由于商用車的使用場景較乘用車更為多元，載重、空間、續航、路權等需求復雜，目前柴油車占據明顯優勢。如何能在滑板底盤上搞創新，在技術參數以及全生命周期使用成本上趕超柴油車，將是滑板底盤在商用車領域實現突破的重要衡量指標。比如，目前的電池技術還未滿足干線物流用車的續航以及載重雙重需求，續航要求電池電量增加，而電量增加又會使電池自重增加從而導致載重受到限制，這就約束了一些特定場景的干線物流車采用新能源以及滑板底盤技術。

4 滑板底盤的發展趨勢

技術的發展趨勢來看，滑板底盤所包含的核心模塊如電池，線控等在全球范圍內的研發不斷突破，線控助力的自動駕駛技術可以衍生出移動的智能空間，這也完全契合滑板底盤的獨特優勢，因為滑板底盤支持“百變車身”，這就給汽車打造不同差異化的智能空間提供無限想象。結合項目中的一些研究，本人對滑板底盤商業化落地的一些挑戰，提出一些解決方案暢想。

4.1 技術上實施分步走戰略

滑板底盤可以采取模塊化設計，底盤子系統的技術演進實施采取分步走。目前線控制動和線控懸架處于成長期，在乘用車領域已得到一定規模應用。線控轉向才剛剛興起，建議轉向子系統的設計可初期采用電子助力轉向等過渡方案，后期升級為線控方式，在平臺上實現升級。目前Rivian公司的已有量產方案即是采取該方式，已經將SUV以及皮卡推向市場，并正在積極研發部署下一代全線控轉向。同時，目前的線控過渡方案已經能夠支持低級別智能駕駛，因此，滑板底盤的推廣可以和智能駕駛的推廣同步借力實施，關鍵技術實施采取分步走戰略。

4.2 帶寬合理化設計

面對不同車型的屬性需求，滑板底盤可以采取適當減小帶寬，涵蓋重點車型，盡量不要嘗試一個滑板底盤打天下。乘用車領域目前大范圍使用承載式車身結構，而皮卡，VAN車以及輕卡等大部分采用非承載式結構，因此滑板平臺的架構選型就需要重點考慮到底采取哪一種結構來應對車型的重要屬性需求。Rivian公司定義的帶寬基本上涵蓋了硬派越野SUV，皮卡以及VAN車，這就是一個典型的案例。近期戴姆勒集團發布的VAN.EA，采取的也是滑板底盤的模塊化設計，主要定位為VAN車領域，小型VAN車瞄準高端客運場景而中大型VAN車瞄準貨運場景。因此，帶寬設計只要合理，不貪大求全，滑板底盤結合模塊化設計，也能夠瞄準特定市場，打開局面。

4.3 乘用車領域落地逐步開展

雖然主流乘用車企幾乎都已經布局油改電或者純電平臺，但是仍然有車企開始轉向滑板底盤領域發力，形式上基本以自研開展。大眾汽車在全球范圍內推廣了其純電動ID系列，然而在全球重要市場北美，其產品競爭力無法適應市場。近期，大眾汽車宣布收購美國硬派越野品牌Scout，基于全新滑板底盤平臺打造SUV以及皮卡產品，以求在北美市場與Rivian等進展對手展開角逐。中國的北汽集團雖已有量產純電平臺，但是由于多方面原因，其平臺上的車型產品競爭力不足而遲遲未能在國內市場打開局面，北汽與2022年宣布募資20億用于滑板底盤領域的研發，繼續加碼平臺化，打造產品差異化。Scout以及北汽的產品預計都將與2026年左右推出，預計乘用車領域，滑板底盤的應用將在該時間段有所突破。

4.4 商用車領域精準定位

由于電池技術的現狀，滑板底盤應用在輕卡以及重卡等干線物流場景中，短期來看存在瓶頸。滑板底盤可以精準定位，比如在“宜商宜家”的VAN車等領域。Rivian基于其已有底盤，目標向亞馬遜在2025年前交付10萬量VAN車。戴姆勒全面打造VAN.EA以升級目前全部VAN系列產品。吉利旗下的遠程汽車也宣布基于滑板底盤打造超級VAN，帶寬涵蓋大中小VAN車，面向全球市場，預計在2024年實現量產。2023年的上海車展上，東風汽車展示了主打VAN車的滑板底盤平臺系列，目標將底盤標準化后，著力打造適合典型場景的不同車型，預計平臺將在2026年左右推出。

4.5 展望

汽車的競爭逐漸加劇，尤其是新能源車帶來的“攪局”后，未來汽車的主要競爭焦點已經不再是傳統三大件以及電動化，而是變成了智能化、場景化、體驗化等，車企間的差異化競爭也逐步轉移到這些方面，這反而給滑板底盤的普及發展帶來了巨大歷史機遇。車企間，包括新勢力，完全可以通過借力已經開發的滑板底盤來降低造車成本，并縮短車型的開發周期。在底盤投入降低的同時，發力打造差異化的智能空間，在用戶越來越關注的娛樂體驗上投資和研發，切入精準定位的賽道，找到競爭優勢。當某一種帶寬的滑板底盤的普及率升高，其在供應鏈端的規模效應也會逐漸放大，推動該滑板平臺的成本持續優化，使得滑板底盤的擁有者以及使用者都能夠享受到收益。根據行業分析以及車企發展動向，可以說，2026年全球市場將迎來滑板底盤應用的集中爆發。

5 結論

滑板底盤技術憑借自身的獨特優勢，提供了一個嶄新的造車新思路，雖然短期內還面臨商業化落地的若干挑戰，但是在汽車業全力邁向智能化，場景化的大變局中，滑板底盤的商業價值將會逐步體現，并隨著2026年諸多車企的量產，該技術即將得到大規模推廣。因此，不管是新勢力還是傳統車企，都應當盡早在這個領域投入研發或者采取合作協同的方式，以求在智能化以及場景化競爭的格局中占得先機。

參考文獻：

[1]煙煙. Global EV Outlook 2023. 2030 Mobility Research Laboratory，2023年5月21日. https：//new.qq.com/rain/a/20230521A01HHX00．

[2]杜俊儀. 悠跑李鵬：滑板底盤模式會在中國先跑通. 汽車之家，2023年4月4日. https：//www.autohome.com.cn/news/202304/1282702.html．

[3]e創智聯. 滑板底盤，是黑科技的逆襲還是資本的狂歡. 車家號，2022年3月30日. https：//chejiahao.autohome.com.cn/info/10402291．

[4]后生阿發. 從MTP到CTP，CTC. 雪球，2022年6月6日.https：//xueqiu.com/1851340412/221866631．