新能源汽車底盤設計方向探析

張昊

北京現代汽車有限公司技術中心 北京市 101300

1 引言

隨著環保意識的增強，新能源汽車成為汽車行業發展的必然趨勢，在設計新能源汽車時應用了很多的新興理念和技術，特別是汽車底盤部分，屬于核心設計部位，對汽車的整體性能起著關鍵性的作用。為了使新能源汽車能夠更好的發展，相關人員一定要加強研究底盤的設計方向和技術，不斷提高技術水平。

2 新能源汽車的概述和汽車底盤的重要性

2.1 新能源汽車的概述

普通汽車主要是利用汽油或柴油來運行，而新能源汽車和普通汽車相比，使用的動力能源不一樣，是利用液化石油氣、壓縮氣罐或太陽能等可再生清潔能源，更加的環保。對汽車行業來說，新能源汽車的興起屬于革命性的創造，使企業獲得了更大的經濟收益，而且促進了社會科技水平的不斷提升。同時，新能源汽車利用新型的環保材料，降低了污染物的排放量。我國正在大力研究新能源汽車，但在設計上還需要進一步改進和創新，使其更加成熟。

2.2 汽車底盤的重要性

在行駛過程中，由于受到不同路況的影響汽車的底盤極易被損壞。在汽車的各個結構中，除輪胎外底盤距離地面最近，當遇到惡劣路況時底盤極易被刮傷，底盤如果長時間處于陰暗潮濕環境中，很多化學物質會黏連到底盤上，容易導致底盤銹腐脫落，不僅會影響整體外觀，還會影響汽車的正常行駛，同時還會對其他構件帶來一定的威脅，使汽車的使用性能受到影響，進而帶來安全隱患，還會減少汽車的使用壽命。所以，在設計汽車時一定要加強對底盤的設計。

3 新能源汽車底盤的創新設計

3.1 滑板式底盤

在對新能源汽車進行創新設計時，要重視底盤設計，是關鍵內容之一。和普通汽車相比，新能源汽車在設計上有許多不同，在設計底盤時要詳細分析汽車的實用性與使用性能，同時在研究、設計與完善中要投入很多的人力、物力、財力和時間，特別是新能源汽車的零部件上有許多困難，設計經驗也不足。如果對底盤設計進行了創新，就能接著進行整體性規劃，進而充分體現出底盤的優質性能。在對新能源汽車底盤進行設計時，滑板式底盤屬于一大創新，核心理念在于鋁制滑板式底盤，具體非常多的優勢，主要體現在以下幾方面：

第一，給車身設計更大的自由度。平面式底盤與平面式車身之間相互獨立，給車身造型的設計提供了更大的自由空間。

第二，很強的操控性。底盤上安裝了所有的核心系統，使汽車的重心得到降低，增強了操控性。

第三，較高的安全性能。設計汽車底盤時，使前后配重保持1：1，符合碰撞安全標準，一旦出現磕碰，底盤可以汲取巨大的沖擊力，從而防止乘客艙由于激烈碰撞而出現內陷。

第四，簡化制造與維護工作。底盤依據的是全體化設計理念，集成度很高，只需很少的零部件，而且降低了制造和裝卸工藝的復雜性。

滑板式底盤的設計方式雖然有很多優勢，但使用范圍比較少，只適用于燃料電池汽車。同時，利用非機械底盤控制的形式，對線傳操控方面的技術有很大的依賴性。

3.2 電池組的布置

油箱的能量密度遠大于電池組的。50L汽油能讓汽車跑大約500km，特斯拉汽車的電池續航也可達到500km，而電池重量有0.9t。因此，要盡量在底盤上布置電池組，但以平鋪方式會減小車內的空間。為了解決這個問題，可以改變座椅的角度位置等參數，但會降低用戶的駕駛體驗感，因此要合理設計座椅的擺放。另外，還要特別注意安全性能。要和乘坐者之間隔絕，而且要盡量分散擺放電池組，這樣可以使車內的活動空間變大，給駕駛員更好的駕駛體驗。同時，分散放置的電池組之間的接觸面積比較小，能夠避免反復摩擦或碰撞帶來的危險。此外，當其中的一些電池出現故障時，不會對其他電池的使用造成影響，汽車仍然能夠繼續行駛。

3.3 底盤輕量化

新能源汽車電池的重量占全車總重量的30%，其他的是車身和配件，因此，為了提升新能源汽車的性能與能源效率要使底盤輕量化。在設計過程中，要積極采用先進的技術和材料，不斷改進和完善結構。一般情況下，可以改變尺寸、形狀或選擇空心結構來降低零件質量。同時，要盡量選擇鋁合金和鎂合金來代替鋼質材料，這樣可以降低質量，也可以引進熱成形等新型方法降低零件質量。

3.4 底盤設計中材料的應用

3.4.1 汽車底盤設計中對TRIP鋼材料的應用

在設計新能源汽車的過程中，底盤系統也會用到TRIP鋼材料。目前，在小型汽車里TRIP鋼材料的應用比較少，特別是底盤設計里不會選擇TRIP鋼材料。但TRIP鋼材料具有較高的穩定性、可塑性以及強度，并且耐腐蝕性也較強。所以，在底盤設計中可以合理應用TRIP鋼材料。在新能源汽車設計中TRIP鋼材料的應用比較普遍，通過實踐也說明了TRIP鋼材料和新能源汽車非常契合，還能大大提升環保性能。

3.4.2 汽車底盤設計中對三聚磷酸鋁的應用

在設計新能源汽車的過程中，一定要特別關注底盤的設計，汽車底盤涵蓋了汽車的核心部件與信息通，它對整個汽車的性能起著非常重要的作用，因此在設計底盤時要確保各零件具有較高的質量。使用汽車的過程中，底盤系統會受到生物菌侵蝕、雨水侵蝕或者其他物質腐蝕，在這些外力的影響下底盤系統的內部零件容易被磨損或腐蝕，從而對汽車的整體性能帶來極大的影響，這樣汽車在運行過程中就容易不穩定。為了防止底盤系統被磨損，可應用三聚磷酸鋁材料。三聚磷酸鋁材料的抗腐蝕性很強，可以對底盤系統起到良好的保護作用，從而防止底盤系統受到腐蝕，提升汽車的整體穩定性。

4 新能源汽車底盤設計方向的建議

4.1 優化汽車底盤系統

在設計新能源汽車底盤時要不斷優化系統，具體要考慮以下幾個問題。應用汽車底盤設計平臺，即在設計底盤時，包括底盤設計的構架和各子系統都要保持不變。同時，需要取消傳統發動機，利用新型的傳動系統與轉向系統。汽車底盤子系統要在原有構架的基礎上，結合實際需求進行科學調整。例如，在設計底盤時，要保留下子系統的設計方案，并取締具有不良影響的發動機。所以，在設計汽車底盤時，除了要調整構架，還需要安裝真空動力泵，這樣可以改善真空源。另外，還需要改變新動力系統的減速器接口。當將子系統的零部件全部設計好后，需要對懸置系統應用CAE分析的方法，這樣可以有效降低汽車系統運行過程中產生的噪音，提高用戶的舒適性。

4.2 增加技術投入，增強自主創新能力

目前，我國在新能源汽車領域已經取得了一定的成績，但在汽車底盤設計方面還是偏向于改制，整體的創新效率比較低。對大部分企業來說，技術的研發周期比較長，并且前期需要很大的投入，而回收周期又長，所以很多企業都不愿把精力放到技術研發上，只是采取模仿或直接進口的形式來生產，并利用這種短期模式增加企業的市場占有率，由于企業缺乏創新意識，在設計底盤過程中很難擺脫傳統構架，只是在舊式汽車設計的維度內進行改進，這樣會嚴重制約新能源汽車底盤設計的快速成長。同時，也會讓新能源汽車底盤的設計工作進入核心技術受制于人，并且自主性比較差的劣勢局面中。所以，為了優化新能源汽車底盤的設計方案，促進新能源汽車領域長遠的發展，一定要增加相關的技術投入，并增強企業和人員的自主創新能力，從舊理念、舊思維以及舊制度中跳躍出來，以新的設計思想來設計汽車的底盤，從而推動新能源汽車設計良好發展。

5 結語

隨著人們對環境保護的日益重視，各行業都開始提倡并在生產中加入環保理念，汽車行業也是如此。為了降低對環境的污染，各國都在積極研制和設計新能源汽車。在設計過程中汽車底盤是核心部位，關系到企業的整體性能和實用性。然而，在底盤的設計中還存在一些問題限制其發展，相關人員一定要認識到底盤設計的重要性，并加強創新，不斷提高汽車底盤的安全性和可靠性。