2022年のハマーEVの背後にある技術を詳しく見る

ゼネラルモーターズは10年以上で最初の生産目的のハマーをデビューさせたばかりですが、それはあなたが覚えているハマーのような巨大なガソリン吸引機ではなく、高度なEVです。ハマーEV の最もクールなテクノロジーのいくつかを見てみましょう。

一般的に、私が技術的な詳細を書くとき、私はエンジニアとの議論を含みます。しかし、GMはまだエンジニアを利用できるようにしていないので、後で完全に深海 に行く必要があります。この浅いダイビングにはエキサイティングなテクノロジーがたくさん詰まっているので、心配はいりません。

基本から始めましょう。

ハマーEVは、最近の多くの電気自動車を支え ているものと同様の「スケートボード」スタイルのプラットフォーム上に構築されています。アーキテクチャのバックボーンを構成しているのは、鋳造アルミニウムのフロントストラットマウントとサスペンションマウントポイント、いくつかの刻印されたフロントレール、マルチピースの下部「フレーム」レールのように見える大きなバッテリートレイ（アルミニウムのように見える）です。わかりにくいですが、私のエンジニアの連絡先の1人が、メインのフロントレールにあるセルフピアスリベットとMIGステッチ溶接のように見えることに気づきました。

GMのエンジニアと話をすると、ボディデザインの根底にたどり着きますが、今のところ、同社のプレス資料には次のようなものがあります。

そのプラットフォームに固定されたサスペンションは、ダブルウィッシュボーン式で、空気ばねを備えた完全に独立したセットアップです。ステアリングは、ラックアンドピニオンのデュアル配置であり、ハマーEVの4輪ステアリングを可能にします。他の多くの自動車メーカーが4輪ステアリングを提供していることに注意してください、しかしそれらの多くとは異なり、ハマーEVはそのゴム製ブッシングを通して後輪を単に左右に回すだけではありません。代わりに、ハマーのリアサスペンションには実際にはボールジョイントがあり、完全に10度回転することができます。

セットアップを見てみましょう。

デザインのクローズアップ画像は見たことがありませんが、動作原理は、サプライヤーDelphiによって開発されたGMのQuadrasteerに似ており、2001 GMC Terradyne Conceptで導入され、最終的に2002 GMC SierraDenaliで生産されました。そのデザインを見てみましょう。

参考までに、ポルシェカイエン のリアステアリングセットアップにはボールジョイントがありませんが、ラバーブッシングの周りでリアの「ナックル」を曲げるだけです。最大リアステアリング角度はわずか3度なので、これは問題ありません。

上記のポルシェのビデオで述べたように、高速では前輪と後輪が同じ方向に回転して高速道路の車線変更時に安定性を提供し、低速では前車軸と後車軸が反対方向に回転して回転円半径を小さくします。より良い操縦性。

ハマーもこれを行い、CrabWalkと呼ばれるモードも提供します。このモードは、低速で前車軸と後車軸を同じ方向に操縦します。ハマーは、クラブウォークを「ハマーEVの4輪ステアリングを利用した革新的な利用可能な設定...低速で斜めに運転し、そのセグメントの他のトラックにはない機能でタイトなトレイルを横断するのに役立ちます」と呼びます。

私は間違いなくそれを「革命的」とは呼びませんが（これもGMのQuadrasteerに非常に似ているようです）、4輪ステアリングシステムですでに利用可能な機能を使用するためのユニークで市場性のある方法を見つけたことを会社に認めます。

すべてのデビュープレス画像に示されているトップスペックのHummerEVには、e4WDと呼ばれるシステムがあります。これは、後輪を独立して駆動する2つの永久磁石ACモーター（それぞれ定格250 kW、または335 HP）と両方に電力を供給する1つの250kWモーターで構成されます。フロントには、3つのモーターすべてが組み合わされて1,000馬力と11,500 lb-ftのホイールトルクが要求されます（従来のICE車両のモーター/エンジントルクとは比較されません）。

生産EVの場合は常にそうであるように、モーターは車輪を直接駆動するのではなく、ギア減速によってトルクを送信します。これにより、モーターの出力速度（角速度）は低下しますが、出力トルクは増加します。これにより、電気モーターは10,000 rpmをはるかに超える速度で回転できるため、最高速度を大幅に制限することなく、オフラインでの加速が向上します。

GMのプレスリリースによると、リアモーターのギア減速は10.5：1で、フロントのギア減速は13.3：1です。Engineering Explained（このストーリーの後半に埋め込まれています）のビデオに記載されているように、基本的な代数は、各モーターのトルクが約335lb-ftになります。

上の画像の右側には、1つのアルミニウム製ハウジングにパッケージされているが後輪を独立して制御する2つのリアモーターが示され、フロントモーターはそのすぐ左側に示されています。これらはすべて、Ultium Driveと呼ばれる5つの異なるドライブユニット（3つの異なるモータータイプで構成される）の一部であり、GMはこれから多くの今後の車両に動力を供給すると述べています。

これまでのところ、$ 110,000以上から始まるエディション1のトリムレベルについてのみ説明してきました。下のトリムは、同じ1,000馬力、11,500 lb-ft（ホイールで）の出力を提供しません。次トリムダウン、EV ^3Xは、800馬力と車輪における9,500ポンドフィート、及びEVなり^2XおよびEV ²下部トリム各メーク625馬力とホイールトルクの7,400ポンドフィート。

確かではありませんが、トリムレベルのEV指数は、電気モーターの数とそれに続くXを表しているようです。これは、範囲に対応しているようです（おそらく「拡張範囲」の場合はX）。つまり、EV ^3Xには3つのモーターと300マイルの範囲があり、2Xには2つのモーターと300マイルの範囲があり、2には2つのモーターと250マイルの範囲があります。

私が見た文献に基づくと明確ではありませんが、2Xモデルと2Xモデルは、フロントとリアの両方で、エディション1のフロントにある同じドライブユニットを使用すると思います。

ハマーEVのバッテリーパックが巨大であると聞いても驚くことではないかもしれません。それは、EVであろうとなかろうと、大きな空力的に納屋のようなSUVを道路に推進するために必要な一定量のエネルギーがあるためです。これは、小さくて滑りやすい車と同じ範囲を達成するには、より大きなバッテリーが必要であることを意味します。これにより、重量が増加します。つまり、車を動かすためにより多くのエネルギーが必要になります。これは、トリッキーで循環的な状況です。

上のクリップを見て、バッテリーパックの基本的なレイアウトを確認してください。これは、12モジュールの2つのスタックレイヤーで構成され（文字通りスタックされていません。2つの間にセパレーターがあります）、各レイヤーには6モジュールの2行が含まれています。

各モジュールの中には、YouTubeチャンネルEngineeringExplainedのJasonFenskeが書いていますが、GMとLGChemが共同開発した24個の垂直方向の長方形のポーチセルです。以下のEngineeringExplainedのビデオを見て、それらがどのように接続されているかの概要を確認してください。要するに、各モジュールには、並列に接続された3つのポーチの8つのセットがあります。

バッテリーが並列に接続されている場合、電圧は加算されません（電流は加算されます）。これは、並列に接続された3つの4.2ボルトバッテリー（各ポーチセルの最大電圧は約4.2ボルトであると想定しますが、公称電圧は通常約3.7です）が、4.2ボルトの電圧を持つ3つのセルのセットを生成することを意味します。 。

しかし、直列の電圧は加算的です。したがって、3つの並列セルを8セット直列に接続すると、各モジュールで4.2 * 8 = 33.6ボルトになります。バッテリーパックの各「スタック」には12個のモジュールが直列に接続されているため、スタックあたり約400ボルトになります。2つのスタックは並列に配置されているため、パック全体の電圧は400ボルトのままです。

バッテリーパック全体で200kWhを超える各セルの容量に関する知識を使用して、同様の計算を行うことができます。エンジニアリングの説明によると、GMは200 kWhを超えるパックサイズ、つまりテスラモデルSロングレンジプラスバッテリーパックの約2倍のサイズを確認しました。

テスラは、ハマーEVのバッテリー容量の半分未満であるにもかかわらず、実際にはより広い範囲を提供します。これは、おそらくGMがバッテリーの寿命を確保する方法として200kWh全体へのアクセスを制限しているためです。（これが当てはまるかどうかはわかりません。質問します。テスラは有名ではありませんが、多くの自動車メーカーはフルバッテリー容量へのアクセスを 制限しています）。2台の車両の範囲の不一致に寄与する他の要因は、モーター/バッテリー/制御システムの効率の違いである可能性があります。大きな要因は、もちろん「車両需要エネルギー」（つまり、サイズが原因で車両を推進するために必要なエネルギー）のデルタです。差）。

セル自体はNCMAであり、各セルカソードのニッケル、コバルト、マンガン、およびアルミニウムの構成要素を表します。GMは、電力密度を大幅に向上させ、コバルトの使用量を大幅に削減することでUltiumバッテリー技術を推進しており、GMは「GMの前世代のEVよりもコバルトが70％少ない」と主張しています。

バッテリー中のコバルトの削減は、テスラを含むほとんどすべての自動車メーカーの目標でした（上記のElon Muskのツイートを参照）。バッテリーのコストを削減するだけでなく、コバルトを削減することには環境と人権のメリットもあります。あなたはここでそれについてもっと読むことができます。

充電に関しては、GMは、ハマーEVは、モジュールの上部スタック（通常は下部と並列に動作）を下部と直列に配置するバッテリーパックの巧妙なスイッチのおかげで、350キロワットのDC急速充電器を使用できると述べています。これにより、パック全体の電圧が400ボルトから800ボルトになります。

これは、ポルシェタイカンとほぼ同じパック電圧です。ポルシェタイカンのエンジニアは、高いパック電圧を、充電時間の短縮と、より小さく、より軽い配線の採用を可能にする主要な要素として挙げています。（より高い電圧で同じ電力を達成することは、より低い電流を意味します。これは、配線の損失が電流の2乗で増加するためです。）

ポルシェの最大充電電力は270kW であり、5％の充電状態から22.5分で80％まで再充電できることに注意してください。ハマーの真の最大充電率がどうなるかは明らかではありませんが、GMは、車両が「10分間の充電でほぼ100マイルの範囲を追加できる」と主張していることを知っています。

GMは、プレスリリースで充電について説明しています。

GMは、モジュールがワイヤレスで相互に「通信」してバッテリーセルの充電状態のバランスをとることができるバッテリー管理システムを設計することにより、バッテリーパックの配線を減らし、車両全体の複雑さを軽減する方法を見つけたと述べています。GMごと：

Green Car Reportsは、このような設定の利点について次のように説明しています。

結局、これはハマーなので、オフロードについて話しましょう。

有能なオフロード車の最も重要な特徴は、有利な形状です。これは、多くの最低地上高、短い張り出し、そして頂上、岩、または倒れた木に巻き込まれない小さな高い腹を意味します。

これらの分野では、ハマーEVは、最も有能なオフロード車に比べても優れています。以下の表は、ハマーEVのオフロード仕様の多くを示しています。私は最も重要なものを丸で囲みました。

ハマーEVは抽出モード（下記参照）を提供します。これは、GMが「サスペンションの高さを約6インチ上げることができるため、ハマーEVが岩の除去やフォーディングなどの極端なオフロード状況をネゴシエートできるようにする機能」と説明しています。より深い水。」

私が理解しているように、これは基本的にエアサスペンションを最大限に活用することであり、トリッキーな状況から抜け出すのに役立つ可能性があります。下向きのサスペンショントラベルはほぼゼロになる可能性があるため、他の方法で使用したい設定ではない可能性があります。

それでも、それは便利なようです。この設定では、35インチのグッドイヤーラングラーマッドテレーンタイヤを備えたハマーEVは、15.9インチの最低地上高、49.7度のアプローチ角度、38.4度の出発角度、およびブレークオーバー角度を備えています。 32.2度の。

比較のために、ジープラングラールビコンアンリミテッドは、44度のアプローチ角度、37度の出発角度、22.6度のブレークオーバー角度、および10.8インチの最低地上高を備えています。

同じくエアサスペンションを装備したランドローバーディフェンダー110は、38度のアプローチ角度、40度の出発角度、28度のブレークオーバー角度、および11.5インチの最低地上高を備えています。

また、フォードブロンコのアプローチ、出発、ブレークオーバー角度は、それぞれ43.2度、37度、26.3度です。ブルーオーバルの新しいオフロードの最低地上高は11.5インチです。

ハマーEVピックアップをSUVと比較したところですが、SUVは、よりコンパクトなサイズでオフロードに適していることが知られています。

確かに、外観の寸法を見ると、ハマーはパックの他の部分よりもかなり長いです（そしてそれはまたはるかに広くて背が高いです）。それでも、オフロードの角度は良好です。ベッドの長さが5フィートしかない場合でも、これは印象的です。そういえば、GMCのMulti-Proテールゲートを装備できるベッドを見てみましょう。

ジープグラディエータールビコンを 見てください。それは基本的にCピラーの後ろに小さな5フィートのベッドがあるラングラーですが、それらの5フィートはトラックの長さを218インチ（ハマーEVよりも長いです！）にし、ブレークオーバー角度を20.3度と出発角度に落とします26まで。

したがって、ハマーEVは基本的に大型の中型トラックと同じくらいの長さですが、奇妙なことに、大型ピックアップトラックよりも幅が広く背が高くなっています。それでも、エアサスペンションと短いオーバーハングのために、それは最も有能なSUVでさえ競争力のあるオフロードジオメトリを持っています。

サイズはオフロードでのハマーの最大の障害だと思いますが、密林や岩場のような狭い場所の外では、それは優れていると思います。

もちろん、オフロードのパフォーマンスには、ジオメトリだけではありません。足回りの保護とサスペンションのアーティキュレーションも重要です。前者の地域では、ハマーはすべてをカバーしているようです。上に示したように、車両の前部には、ステアリングと冷却のコンポーネントを保護している可能性のあるバッシュプレートがあります。ロッカーパネルを保護するオプションのロックスライダーも表示されます

GMによると、オプションのアンダーボディアーマーは、「バッテリーパックやドライブユニットなどを保護するための5つのスキッドプレート/ロックスライダーと2つのアンダーボディシールド」で構成されています。そこにある言い回しは少し紛らわしいです。ロックスライダーは5つのうち2つとしてカウントされますか？そうだと思います。しかし、下にある2つのスキッドプレートは何ですか？

いずれにせよ、上の画像を見ると、すべてが十分に保護されているように見え、コントロールアームが唯一の潜在的な脆弱性であることが明らかです。アルミニウム製のドライブユニットは覆われているようです。

フロントアクスルの中央に黒い、おそらくスチールのプレートのように見えるものがあります。これは前輪駆動ユニットのスキッドプレートであると想定します。これは、EngineeringExplainedのビデオによると下から露出しているように見えます。これがそのスクリーンショットです：

アンダーボディ画像に表示されていない（または少なくとも私には見えない）UltraVisionは、ドライバーがあまり体にダメージを与えずにオフロードの地形をナビゲートするのに役立つアンダーボディカメラのGMの名前です。GMはシステムを次のように説明しています。

アーティキュレーションに関しては、ハマーEVのショートアームの完全に独立したサスペンションのセットアップは、極端なアーティキュレーションにはあまり適していませんが、13インチのホイールトラベルは非常に優れています。それは実際にはフォードラプターのフロントサスペンションと一致しています。

その領域を支援するのは、上のクリップに示されているように、GMが「頑丈なボールスプラインハーフシャフト」と呼んでいるものです。GMは、ジャーナリストが見ることができるそのようなハーフシャフトの例を含めました。JerryRigEverythingのYouTubeビデオをチェックして、それを覗いてみることができます。または、ChevyがColoradoZR2に提供しているものとほとんど同じように見えるという私の言葉を借りることができます。

このようなボールスプラインシャフトの断面図の例を以下に示します。これは自動車サプライヤーGKNによって作られています：

多くの車両では、プランジ（ホイールの移動中に発生するシャフトの軸方向の動きとして定義されます）は、ハーフシャフトのディファレンシャル側にある三脚ジョイントによって実現されます。YouTubeでこの脂っこい愚か者を見ると、それらがどのように機能するかを見ることができます。

私が理解しているように、ボールスプラインとの違いは、内側のジョイントがより伝統的なボールスタイルのCVジョイントであり、アーティキュレーションは可能ですが、プランジは発生しないことです。すべてのプランジは、シャフト自体の長さに沿って発生します。この設定では、私の理解では、プランジスタイルのジョイントを備えたシャフトよりも大きなCV角度が可能になるはずです。

GMは、Chevy ZR2の所有者にこのようなハーフシャフトを提供し、プランジを可能にするボールは低摩擦要素であるため、シャフトがより多くの関節を提供し、ドライブラインにかかる軸方向の力を減らすことができると約束しています。アフターマーケットシャフトのシェビーの説明は次のとおりです。

3モーターのハマーEVには、前部に1つの差動装置があり、コーナリング時のスムーズな操作のために、単一のモーターが両方の前輪を異なる速度で駆動する方法として機能します。このデフは、前輪間でモーター出力を変化させることができるだけでなく、前輪が同じ速度で回転することを保証する電子ロック機能も備えています。これは、フロントタイヤ間で利用可能なトラクションに大きな違いがある状況で一方のホイールを回転させ、もう一方のホイールを静止させたままにするオープンディファレンシャルと比較して、オフロードで有利です。

後部には2つのモーターがあり、それぞれが個別のホイールを駆動します。ハマーEVは、トラクションを最大化するためにこれらのモーターの出力をすばやく変更できます。または、2つのリアギアボックス出力を同じ角速度に設定することで、ほとんどのハードコアオフロード車に見られるロックディファレンシャルを複製できます。

GMがプレスリリースでそれをどのように説明しているかは次のとおりです。

ICE車両と比較したEVの運転体験のユニークな点の1つは、回生ブレーキの感覚です。これは、ブレーキを使用していないときでも、バッテリーを充電するために車両を減速させる可能性があります。これはしばしば「ワンペダルドライビング」と呼ばれます。

GMは、ドライバーがアクセルを離したときに車両が減速する量を変更するために、回生ブレーキをダイヤルする選択肢をドライバーに与える方法について説明します。同社は、調整可能な回生ブレーキシステムをRegen on Demandと呼び、プレスリリースで次のように説明しています。

同社は、オフロード用に特別に調整された1ペダルの運転設定について言及しています。

回生ブレーキモードに加えて、具体的には5つの運転モードがあります。ドライバーはこれら5つのうちの1つを構成でき、他の4つは通常、牽引/運搬、オフロード、および地形です。GMは、ドライバーが新しいモードを選択したときに車両が変更できるパラメーターを説明します。

さまざまなドライブモードについて言えば、Watts ToFreedomについて説明する必要があります。この独特の名前は、GMがローンチコントロールと呼んでいるもので、1,000馬力のモーター出力をすべて解き放ち、GMは、車両を停止状態から時速60マイルまで3秒でフラットにする必要があると主張しています。

そして、スーパークルーズがあります。これは、他の多くのものの中でも、ハンズフリー運転を可能にするドライバーアシスト機能です。スーパークルーズはまた、「信号プロトコルに従いながら、車線変更が最適であるかどうかを[決定]し、操作を開始する」自動車線変更機能をもたらします。この先進運転支援システムはキャデラックCT6でデビューし、他のGMモデルでも徐々に展開されています。

この記事の冒頭で明らかにしたように、これは私の特許取得済みの「超深海層」の深海層の1つではありません。私は数人のエンジニアの同僚とだけ話し、GMエンジニアと直接話すのではなく、主に二次資料とGMプレス資料から情報を引き出しました。これは、学ぶべきことがまだたくさんあることを意味します。

モーター/コントローラー/バッテリーはどのように冷却されますか？パック内の冷却チャネルはどのように見えますか？ハマーEVのボディはすべてアルミ製ですか？バッテリーパックをサービスモジュールにドロップするにはどうすればよいですか？そのリアステアリングラックはどのように見えますか？最大充電電力はどれくらいですか？また、使用可能なバッテリー容量はどれくらいですか？

私は何度も続けることができました。

GMのエンジンと話す機会があれば、この記事を更新するか、新しい記事を書きます。