新能源汽車底盤設(shè)計的發(fā)展趨勢研究

吳舒寧

（廣西交通運(yùn)輸學(xué)校，廣西 南寧 530007）

前言

與傳統(tǒng)汽車有所不同，新能源汽車主要應(yīng)用可再生清潔能源，因此能使汽車污染物排放量降低，這一行業(yè)也成為了新興產(chǎn)業(yè)。為促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在設(shè)計新能源汽車時，必須對其底盤設(shè)計進(jìn)行改善[1]。

1 新能源汽車概述

新能源汽車發(fā)展的方向主要為安全、環(huán)保與節(jié)能，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國能源消耗正表現(xiàn)出逐年增加的態(tài)勢。此外，傳統(tǒng)汽車使用時產(chǎn)生的尾氣含有大量的氫碳化合物、固體懸浮微粒等，此類排放物嚴(yán)重傷害了人們的身體健康，也在一定程度上破壞了生態(tài)環(huán)境。基于此種情況，國際社會在積極倡導(dǎo)新能源汽車時已達(dá)成共識，以積極應(yīng)對和解決傳統(tǒng)汽車工業(yè)中存在的環(huán)境、能源問題。近些年來，政府逐漸增加了對新能源汽車的關(guān)注度及投入力度，例如燃料電池汽車、純電動汽車等，亦出臺相關(guān)財政補(bǔ)貼與免稅政策，以期促進(jìn)我國新能源汽車良好發(fā)展。

2 汽車底盤對汽車的作用及新能源汽車底盤設(shè)計的必要性

為使汽車安全行駛得到保障，在設(shè)計汽車時，底盤設(shè)計至關(guān)重要，設(shè)計者需提高重視。設(shè)計時需由實際路面工況出發(fā)，對諸多可能性存在的因素統(tǒng)籌考慮，包括沖擊、碎石等對底盤的影響，如此一來，可極大程度上保障底盤的穩(wěn)定性。因汽車底盤長期置于潮濕的環(huán)境中，附著了諸多侵蝕性強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)，外加其行駛時極易受到水、利器的影響，產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，繼而影響到其他構(gòu)件，減少使用年限。因此，需與現(xiàn)實因素有效結(jié)合，創(chuàng)新變革汽車底盤，使其運(yùn)作性能得到提高。

設(shè)計汽車底盤時，應(yīng)立足整體，使系統(tǒng)化集成的特點得到充分發(fā)揮，以現(xiàn)代化的思想設(shè)計汽車，能達(dá)到多元化設(shè)計的要求；此外，還需充分考慮汽車的空間，將優(yōu)化設(shè)計底盤工作落實到位。新能源汽車與其他汽車相比，能創(chuàng)造出更多的社會及經(jīng)濟(jì)效益，推動汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在設(shè)計時，需采用智能化、整體性和系統(tǒng)化的新型設(shè)計理念，保障設(shè)計的合理性和應(yīng)用的舒適度，尤其是底盤的設(shè)計，通過優(yōu)化配置，使汽車動力系統(tǒng)的作用得到充分體現(xiàn)。

3 新能源汽車底盤設(shè)計思路

在設(shè)計新能源汽車時，開發(fā)人員不僅會考慮到周期問題，也會兼顧開發(fā)成本，若完全摒棄傳統(tǒng)汽車底盤設(shè)計的思路，將會使研發(fā)周期延長，開發(fā)成本提高，因此可行性不高。新能源底盤開發(fā)時，應(yīng)當(dāng)盡量采用當(dāng)下成熟車型應(yīng)用的底盤設(shè)計、有關(guān)零件，結(jié)合新能源汽車的實際需要改造局部，進(jìn)而降低開發(fā)難度，減少成本，縮短周期。另外，若部分零件和當(dāng)下燃油車通用，將會使后期維修維護(hù)費用大大降低。為使電動車?yán)m(xù)航能力得到保障，除了要改變底盤設(shè)計布置外，還應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化有關(guān)材料，在保障底盤性能穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，設(shè)計者會盡量考慮到運(yùn)用輕量化材料。

4 新能源汽車底盤設(shè)計趨勢

4.1 底盤結(jié)構(gòu)

由于傳統(tǒng)汽車底盤結(jié)構(gòu)不可應(yīng)用在電動汽車中，因而需要重新設(shè)計電動汽車的底盤。設(shè)計電動汽車時，可取消離合器及變速器，其后分別將電機(jī)布置在前后軸。電機(jī)提供動力，經(jīng)傳動軸傳遞至主減速器。運(yùn)用上述設(shè)計方案一方面能使動力傳遞效率得到提高，還可使汽車質(zhì)量有效減輕，另外，前后電機(jī)設(shè)置有利于均勻分配動力，繼而充分利用空間。需注意的是，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)對比，電機(jī)控制難度更復(fù)雜。

4.2 電池組布置

新能源汽車油箱能量密度大于電池組，一般50L汽油能使汽車跑500千米，而特斯拉汽車的電池，續(xù)航里程同樣為500千米，但其電池重量高達(dá) 0.9t。因此需盡量在底盤上布置電池組，若采用平鋪的形式將會減小車內(nèi)空間。若想使上述問題得到有效解決，需對座椅角度、部位等參數(shù)予以調(diào)整，如此一來，又會降低用戶的駕駛體驗，因此需合理設(shè)計座椅擺放。除此之外，安全也是設(shè)計新能源汽車時需要考慮的問題，電池組除了需要分散擺放外，還應(yīng)與乘坐者隔絕，以擴(kuò)大車內(nèi)活動空間，使駕駛者的駕駛體驗得到優(yōu)化。電池組分散放置時接觸面積小，可防止多次摩擦或碰撞帶來危險；同時，即便一塊或幾塊電池故障，也不會使其他電池的使用受到影響，依舊可維持汽車正常運(yùn)行。

4.3 底盤輕量化

在新能源汽車總重量中，電池的重量高達(dá)30%，車身與配件占70%，因此底盤輕量化有助于提高汽車的性能和能源效率。客觀上來說，底盤輕量化的方法主要為完善結(jié)構(gòu)，即采用科學(xué)的工藝技術(shù)與先進(jìn)的材料，通過采用空心結(jié)構(gòu)或改變尺寸、形狀使零件質(zhì)量減輕，一般常采用鎂合金與鋁合金替代鋼制材料，使質(zhì)量得以減輕，并借助熱成形等方式達(dá)到零件輕量化的目的。

4.4 設(shè)計注意事項

新能源汽車底盤設(shè)計是基于傳統(tǒng)底盤的前提下重新規(guī)劃系統(tǒng)進(jìn)行的，此為全新的領(lǐng)域，為使底盤的可靠性及實用性得到提高，一般需注意以下幾點，首先，應(yīng)盡可能于底盤質(zhì)心安放電池組，如此一來，不僅能使車輛行駛的穩(wěn)定性得到提高；還可在接近主減速器時，減少動力傳遞中的能量耗損；其次，設(shè)計電池架時需便利電池組的安裝、檢查和拆卸；最后，盡量選用傳統(tǒng)底盤具備的可靠結(jié)構(gòu)，使研發(fā)成本減少，車輛行駛、制動及轉(zhuǎn)向的能力得到提高。

5 結(jié)束語

為有效改善不可再生能源缺失的現(xiàn)狀，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的要求，新能源汽車的發(fā)展勢在必行。底盤是汽車的關(guān)鍵構(gòu)成部分，新能源汽車底盤設(shè)計應(yīng)由創(chuàng)新思路出發(fā)，在現(xiàn)代汽車的基礎(chǔ)上予以優(yōu)化，在減少開發(fā)周期的同時，不斷減少成本，以降低開發(fā)風(fēng)險，實現(xiàn)量產(chǎn)。