新能源汽車底盤設(shè)計的特點探討

賈東樂 牛國慶

摘 要：雖然我國近年來經(jīng)濟的快速增長給傳統(tǒng)汽車產(chǎn)品行業(yè)帶來了巨大崛起，但是傳統(tǒng)汽車中由于依靠燃油驅(qū)動力而帶來的環(huán)境污染和清潔能源消耗等問題已經(jīng)引發(fā)了國際社會各界的廣泛關(guān)注，于是隨著新能源汽車投入生產(chǎn)以及綠色清潔能源在我國的廣泛應(yīng)用吸引眾多關(guān)注。其中，汽車底盤是作為新能源電動汽車的重要基礎(chǔ)設(shè)施，關(guān)系著到行業(yè)的發(fā)展與社會經(jīng)濟利益。

關(guān)鍵詞：新能源汽車;底盤設(shè)計;特點

引言：

新能源汽車雖進入大眾視野的時間并不長，但卻在汽車行業(yè)中后來居上，不僅吸引了眾多關(guān)注，也成為助推我國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要引擎。相比于傳統(tǒng)汽車底盤，新能源汽車的在底盤設(shè)計過程中將各類創(chuàng)新思維運用到了極致。站在大眾觀念的角度上看，安全性能是重中之重，舒適度也在選車過程中占據(jù)重要位置，而可操控性更是消費者做出決策的重要參照項，這些都與汽車的底盤設(shè)計息息相關(guān);而從現(xiàn)代發(fā)展的理念出發(fā)，集成體系、能源多元更是要與底盤設(shè)計相匹配。本文將簡述新能源汽車中底盤的特點為有購車需求的消費者提供參照。

1 新能源汽車介紹及汽車底盤的重要地位

1.1新能源汽車相關(guān)介紹

相比于很多傳統(tǒng)的汽車都是利用化石燃料進行驅(qū)動，新能源汽車則更多地采用清潔程度較高的綠色能源，如被大家熟知的可再生能源太陽能，以及燃燒物中污染更低的液化石油氣，還有將清潔的氣體壓縮放置于罐內(nèi)的儲氣罐。新能源汽車行業(yè)是汽車產(chǎn)業(yè)中創(chuàng)新發(fā)展的一個里程碑，不僅促進了社會經(jīng)濟效益在單位成本內(nèi)得到了大幅度提升，而且也助推了汽車相關(guān)行業(yè)科技水平的迅猛發(fā)展。不僅如此，制造新能源汽車所需材料環(huán)境保護價值也極高，而因此產(chǎn)生的污染物排放卻極低。我國目前在推進新能源汽車方面的研發(fā)與設(shè)計工作雖已經(jīng)花費了很多的人力物力，但是在設(shè)計技法中仍然存在很多短板，需要專業(yè)人員久久為功進行補足與完善。

1.2汽車底盤在全車零部件的重要地位

底盤由于其所處位置最接近地面，導(dǎo)致在汽車行駛過程中，尤其是行駛在凹凸雜物較多的路面上時，更容易被異物劃傷。我國南方地區(qū)潮濕多雨，汽車底盤更容易被高濕度的空氣或者化學(xué)物質(zhì)所腐蝕，從而出現(xiàn)銹蝕甚至表漆剝落的現(xiàn)象。這將直接對汽車的安全運行產(chǎn)生重要威脅，導(dǎo)致汽車使用壽命縮短。因此，在汽車的設(shè)計中，底盤占有重要地位，不僅關(guān)系到汽車整體動力系統(tǒng)的高效運轉(zhuǎn)，更涉及到外觀是否美觀及車內(nèi)空間舒適度高低[1]。

2新能源汽車底盤的傳統(tǒng)設(shè)計特點

2.1發(fā)動機的取消影響底盤結(jié)構(gòu)

新能源汽車的動力系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)的發(fā)動機，降低了能源燃燒污染，但也對汽車的相關(guān)體系與動力系統(tǒng)的匹配度提出了較高要求。在轉(zhuǎn)向體系中，發(fā)動機不再像傳統(tǒng)汽車那樣占據(jù)重要地位，所以在轉(zhuǎn)向的設(shè)計中，動力源成為了工作焦點，不僅如此，傳統(tǒng)管路及部件同樣也需要進行創(chuàng)新設(shè)計以適配新的轉(zhuǎn)向體系;在制動體系中，需要電動真空泵為汽車制動程序提供真空源;在傳動系統(tǒng)中，減速器接口需要適配新能源汽車的新動力系統(tǒng)，因此傳動系統(tǒng)必須根據(jù)最新的實際信息參數(shù)進行二次設(shè)計。各系統(tǒng)在進行調(diào)整后，還需要根據(jù)總體設(shè)計方案和零部件的變化需求重新制定懸置支架的設(shè)計方案，并且為了降低噪聲和增加強度，懸置體系還需要根據(jù)CAE分析法進行改善[2]。

2.2 懸架系統(tǒng)隨總體布置改變而改變

新能源汽車采用了創(chuàng)新的空間理念，因此全車的安排內(nèi)容也發(fā)生了極大的變化，在方案的實施必須適應(yīng)全車質(zhì)量和載荷極限才能準確研判懸架系統(tǒng)的性能。如果懸架系統(tǒng)性能差強人意，就需要重新進行調(diào)整。具體流程如下：首先需要根據(jù)原有汽車的整車質(zhì)量和質(zhì)心方位對新能源汽車的相應(yīng)參數(shù)進行統(tǒng)計，從而核算出新型布置方案中的質(zhì)心方位和整車質(zhì)量;其次計算前后軸的負荷分布，根據(jù)計算結(jié)果檢驗懸架系統(tǒng)的穩(wěn)定性能，如果無法與新方案相匹配，需要對原有的參數(shù)進行更改甚至設(shè)計出與新型布置方案相匹配的懸架體系;最后利用Adams分析法來確定四輪定位的相關(guān)參數(shù)，從而對懸架體系進行科學(xué)適配[3]。

2.3承載式車身

承載式車身顧名思義，就是在車身上設(shè)置較多懸置點從而減輕副車架的承載壓力。其特點是裝配容易，并且在高速行駛過程中穩(wěn)定性較佳，因此成為當下較常見的汽車設(shè)計，新能源汽車也大部分沿用了此種設(shè)計。這種結(jié)構(gòu)雖然具備諸多優(yōu)點，但是其設(shè)計流程繁瑣，無法實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，并且需要大量采用CAE分析法，更是為設(shè)計工作增加了壓力，與此同時，在布置執(zhí)行過程中，空間的不規(guī)則性也為布置執(zhí)行設(shè)置了諸多障礙。

2.4非承載式車身

與承載式車身在車身設(shè)置諸多懸置點不同，非承載式車身將零部件的重量大部分安置在了車架上，因此該種底盤結(jié)構(gòu)中存在固定性的彈簧基座及螺孔。新能源汽車如果借鑒非承載式底盤設(shè)計，可以減少大量的人工和經(jīng)濟成本。其原因在于高度智能整體化系統(tǒng)的底盤設(shè)計理念。采用該種方式的底盤可以容納如動力系統(tǒng)等零部件，并且空間也十分規(guī)范，在設(shè)計流程的前期就可以大幅提升零部件的集成成都，更加精準地確定零部件的具體方位，降低了布置難度，甚至降低整體重心，提高穩(wěn)定性。

3新能源汽車底盤的創(chuàng)新設(shè)計特點

3.1滑板式底盤

新能源汽車的創(chuàng)新理念并不僅僅體現(xiàn)在能源中，底盤設(shè)計中的創(chuàng)新技術(shù)更不容小覷，相比于傳統(tǒng)汽車，新能源汽車存在諸多不同，因此，在汽車設(shè)計底盤過程中需要全面衡量車的性能，也要對車的實用性進行周全考慮。但是由于新能源汽車設(shè)計經(jīng)驗不夠豐富，而且在設(shè)計過程和后續(xù)的修改中，也需要大量人力財力的投入，這也就提升了新能源汽車整體的開發(fā)成本。因此在底盤設(shè)計上急需技法創(chuàng)新和統(tǒng)籌規(guī)劃，全面展現(xiàn)底盤的卓越特點。滑板式底盤則滿足了以上底盤設(shè)計的大部分要求，采用鋁制原料作為底盤的主要材料，不僅為傳統(tǒng)汽車的設(shè)計提供了指導(dǎo)意義，也為新能源汽車后期底盤設(shè)計技法開辟了創(chuàng)新思路。滑板式底盤具有眾多其他汽車底盤類型不具備的優(yōu)勢：（1）自由度大。滑板式底盤與整車車身相互獨立，因此為車輛的造型設(shè)計開辟了相當自由的創(chuàng)新空間。（2）操控性強。由于滑板式底盤承載了大部分的核心系統(tǒng)，因此車輛重心降低，從而使車輛的可操控性大幅提升。（3）安全性高。滑板式底盤的配重前后均衡，與汽車碰撞的安全標準極度契合，一旦發(fā)生車禍，滑板式底盤可以分散大部分的沖擊，使駕駛室和乘客艙安全性能提升，減少變形概率。（4）工作強度降低。滑板式底盤采用整體鋁制材料，整體性極強，零部件集成度高，制作工藝相比于傳統(tǒng)底盤也更加簡單。但滑板式底盤并非十全十美，其適用范圍仍存在短板，目前只有以燃料電池作為動力的新能源汽車可采用此種底盤，并且線傳操控也制約了此類非機械底盤的使用度。

3.2底盤設(shè)計中材料的應(yīng)用

底盤在汽車配置中占有重要地位，因此不論是設(shè)計還是材料選用及涂料選取都有非常嚴格的質(zhì)量標準，在所有材料中TRIR鋼材料作為首選。因為其強度和可塑性能俱佳，在實際汽車使用中可以起到降低能源消耗，減少尾氣排放的作用，不僅如此，TRIR鋼材料的結(jié)合力和耐腐蝕性也在眾多底盤材料中獨樹一幟，其涂層的密實程度也令其他材料望塵莫及。

4結(jié)語

新能源汽車不論是外觀還是內(nèi)部各系統(tǒng)良好運轉(zhuǎn)都離不開底盤創(chuàng)新方案，需要各專業(yè)人士賡續(xù)奮斗，不斷創(chuàng)新，使新能源汽車的行業(yè)“風口”吹出更多有利消費者體驗的微風，進而提升對國家經(jīng)濟的助推動力，

參考文獻：

[1]陳丹. 淺談新能源汽車底盤設(shè)計的特點[J]. 內(nèi)燃機與配件， 2018（23）：214-215.

[2]宋棟棟. 新能源汽車底盤設(shè)計趨勢分析[J]. 中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（全文版）工程技術(shù)， 2016（11）：312.

[3]席振鵬. 新能源技術(shù)在專用汽車底盤上的應(yīng)用分析[J]. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化， 2017， 7（18）：32-34.