新能源汽車模塊化底盤研究

湯森

摘要：新能源汽車是采用新型燃料和新型動力作驅動的機動車輛。在環境保護問題日益重視的當下，新能源汽車的推廣迎合了更多的市場需求，極大地推動了新能源汽車產業的發展。從汽車行業的整體技術革新來看，多功能和模塊化是當今汽車新技術發展的主流方向，本文探討的就是關于新能源汽車模塊化底盤發展中的相關問題。

關鍵詞：新能源汽車；模塊化；汽車底盤

一、模塊化的發展概述

模塊化生產是現代汽車生產的主流方式，從人類第一次大工業革命以來的第一臺純手工打造的蒸汽車問世到20世紀初期由亨利·福特帶來的“福特T”型車整車流水線生產技術，再到20世紀末全球各主機廠廣泛采用的自動化平臺多車型混線生產，直到現在的定制式智能模塊化生產方式，構成了汽車整車制造技術的衍變發展歷程。當下，定制式模塊化生產已然成為汽車生產制造的主流模式[1]。

在當今汽車生產制造領域中，新能源汽車的發展正在崛起，它和傳統汽車生產方式在工藝上又有著很大的不同。以汽車底盤部分來說，采用電能驅動的新能源汽車在驅動模式上出現了完全不一樣的發展方向，這讓采用傳統結構的汽車底盤應用到新能源汽車上顯得有些力不從心。從電動汽車的三個關鍵子系統來看，包括主能源系統（綜合能源系統）、電能驅動系統、能量管理系統都和傳統汽車存在較大的差異，所以為了適應新的市場需求，發展一種全新構架的新能源汽車專用底盤很有必要。

二、新能源汽車底盤設計的要求

采用電能驅動的汽車是新能源汽車的一種主流方式，從電動汽車的技術研發來講，對傳統汽車底盤的構架升級是尤為重要的一個方向。例如，新式的電動汽車底盤需具有快速更換電池模塊的能力，針對此項功能，以中國自主品牌“網紅”車型“蔚來ES8”車型為代表的純電驅動乘用車搭配“蔚來”自主研發的“Nio Power”智能無人換電站，已經實現了快速智能換電的功能。當“ES8”駛入換電站內，換電機構會對底盤精準定位，快速打開底盤下方的電池模塊蓋板，利用升降裝置卸下需要更換的電池模塊，通過旋轉托盤將充滿電能的電池模塊插入車輛底盤的電池槽內，在換電的過程中還可以對全車的電氣系統進行快速自檢，整個換電過程只需三分鐘即可完成，“ES8”車型的底盤已基本實現“多功能化和模塊快”的功能，這非常符合未來電動汽車底盤的發展方向[2]。

在電動汽車底盤電子化、信息化技術高速發展的道路上，新能源汽車的發展與傳統汽車相比還具有以下一些發展趨勢：

1.高響應特點。這一點是基于電傳動系統構架領先于機械傳動系統的快速響應優勢帶來的特點，在電傳系統的優勢下，汽車會顯得更加靈活，響應更加迅速，操控更精準，制動和啟動的效率更高，極大地提升了汽車的安全性能。

2.智能化優勢。和傳統的內燃機汽車相比，采用電能驅動的新型汽車能更好地和現代化電子產品進行融合，在此基礎上，可實現更高級別智能的操作，比如自動駕駛功能，電力儲能和變頻輸出功能，提前預警功能等，這些都可大大提升新能源汽車的安全性和實用性。

3.一體化設計。如今在新能源汽車的底盤設計上，對于車載智能設備的應用越來越廣泛，隨著動力電池小型化發展的趨勢，電動汽車底盤的功能集成度將會更高，底盤結構也將會變得更加復雜，可以設想，當汽車底盤進化為一個可以承載車身重量的集成電路板，那么車體內將會得到更大的發揮空間，其一體化的程度將會更高。

4.外型簡化，更多設計。高度集成化的新能源汽車不僅僅帶來內部結構的簡化，在外部的表現上也更加簡化，屆時以新能源汽車為主流的“簡約版”汽車也很有可能成為時尚屆的主流，雖然車輛外型的審美發展方向是不確定的，但高度模塊化所帶來的簡化車身設計方向是不會改變的。

三、新能源汽車底盤系統的發展方向

在智能化和自動化的大發展方向上，新能源汽車底盤系統主要部件的發展趨勢基本可以確定，它包含動力系統、傳動系統、制動系統等重要部分組成的構建。

1、動力系統

在動力系統上，目前常見的新能源汽車主要有純電能驅動、油電混合動力、壓縮天然氣及液態氫為代表的四種方式。在最初，油電混合動力汽車是發展的主流車型，在這一階段，新能源汽車的底盤發展呈現出一定的逆向且復雜化特點，由于動力結構原理復雜，其成本也相對較高。如今隨著動力電池技術的不斷提升，高效能的動力電池基本可實現對汽車能源的獨立供應，汽車的動力系統逐漸開始簡化。在動力系統上，小型化和高效化的特點已經開始呈現。此外，還取消了對排氣裝置和尾氣凈化裝置的安裝，這也是簡化新能源汽車的重要因素[3]。

2、傳動系統

變速傳動系統是汽車驅動系統的另一個重要組成部分，在傳統汽車中，主要通過機械傳動桿實現傳動，但是對于以電能驅動的車輛而言，采取以電能驅動裝置對驅動軸直連的方式簡化了底盤的結構設計，極大地減少了動能的傳遞損耗，通過傳導電流強弱的變化及電流可控性的特點讓車速控制也變得更為平順，實現對速度的精準控制，而且控制電流大小并不需要額外的成本支出，這也讓傳統變速箱的地位逐漸沒落，所以新能源汽車在傳動結構方面具備了更大的優勢。

3、制動系統

從傳統汽車的制動方式來看，通過摩擦將動能直接轉化為熱能再散發到空氣中是制動的基本原理，而電動汽車的制動系統是采用回饋電流儲能的方式與傳統制動的方式聯合進行制動，在縮減制動距離的同時也大大降低了能源的消耗和機件的磨損，系統運作的原理是，在運行時將電能轉化為動能，而在制動時，將電動機轉化為發電機，并將動能再次轉化為電能并重新充回至動力電池中，實現了能量的回收。這樣的高效能利用非常符合現代汽車能源循環使用的宗旨。

四、新能源汽車的發展展望[4]

相比傳統的燃油汽車，以電能驅動為主的新能源汽車具有不可替代的優勢

除了上述特點之外，新能源汽車在檢修和充換電方面都變得更加簡便快捷，極大地減少了對環境的污染。除此之外，自2016年開始，國家開始陸續發放新能源汽車專用牌照，并提供一系列綠色服務通道和優惠舉措。2017年，以國家電網公司為代表的電動汽車綜合服務運營商（國網電動汽車服務有限公司）已建成了全球最大的智慧車聯網運營系統，各類充換電設施覆蓋全國3.6萬公里高速公路，連接170余座城市，形成了“九縱九橫兩環”的全覆蓋快速充電網絡體系，并通過京港澳高速已經和南方電網及各類社會充電設施運營商實現了互聯互通，給電動汽車的快速發展提供了強有力的服務支撐，優化了新能源汽車的市場發展環境，這無異于增加了新能源汽車的競爭優勢。

參考文獻

[1]李曉丹. 新能源汽車發展現狀及應用前景[J]. 中國能源，2015，（8）：43-45，18.

[2]歐陽明高. 我國節能與新能源汽車技術發展戰略與對策[J]. 中國科技產業，2006，（2）：8-13.

[3]朱松麗. 新能源車的節能減碳效果和成本有效性分析[J]. 中國科技投資，2015，（5）：21-23.

[4]盧顯文，王毅達. 產品開發集成創新的過程與機制研究[J]. 科研管理，2016，（5）：10-16.

（作者單位：南京寧眾人力資源咨詢服務有限公司）