新能源汽車底盤設計的發展趨勢探索

文/夏艷麗

0 引言

全面推廣新能源汽車是當前汽車行業綠色發展的必然趨勢，但制約新能源電動汽車發展的主要因素是電池重量占比較大。為優化新能源汽車性能，推動新能源電動汽車發展，相關研發部門不僅要完善電池性能，還要加強新能源汽車的底盤設計，提高能源汽車行駛的安全性與穩定性。

1 新能源汽車概述

當前，我國主要有以下4種新能源汽車。

（1）純電動汽車。純電動汽車是傳統意義上最符合國家標準的新能源汽車。電能是其行駛的動力，當電量快被消耗完畢時需要盡快連接充電樁充電。純電動汽車是我國近些年重點研發與推廣的新能源汽車種類，為增加其銷售量，政府還頒布了大量優惠措施，如代表新能源的綠色牌照、不設置購置稅以及不限行等。

（2）混合動力汽車。混合動力汽車是以內燃機為核心在普通燃油汽車基礎上創新改造而成的新能源汽車，與純電動汽車有著較大差別，依舊由汽油提供行駛動力。混合動力汽車行駛原理是燃油推動發動機運轉，發動機在運轉過程中為汽車電池提供能量，而電動機則在啟停等速度較慢的情況下發揮作用。總而言之，在使用混合動力汽車過程中，通常都是電動機與發動機共同作用，電動機負責啟停以及低速，發動機負責勻速或者高速，繼而有效減少汽油消耗量。

（3）插電式混合動力汽車。插電式混合動力汽車盡管也屬于混合動力汽車的范疇，但其能連接電源對汽車充電。使用插電式混合動力汽車時，不管是發動機還是電動機都能為其提供必要行駛動力，使燃油消耗量得到顯著降低，從而滿足節能減排的最終目標。

（4）增程式電動汽車。增程式電動汽車是對純電動車升級改造而研發出的新式新能源汽車。其通過在汽車內部增設小型發動機組輔助汽車行駛，如果行駛過程中電量不足，就可以利用該發動機組對電池進行充電。增程式電動汽車最明顯的特征就是小型發電機組并不能作為能源直接支撐汽車行駛，只能單純給電池供電。這種設計有效降低了電池重量，且成本也比普通純電動汽車低。

2 新能源汽車底盤設計的重要性

不管是燃油汽車還是新能源汽車，底盤都是最關鍵的組成部分。底盤是否具備強穩定性對汽車安全行駛具有深遠意義。縱觀新能源汽車設計結構不難發現，電池多數情況下都會置于在底盤上，為此設計人員在設計底盤時必須考慮電池安全問題。舉例來說：汽車長時間停放在陰冷潮濕環境中，很容易會致使底盤部件生銹；行駛環境惡劣時，底盤可能會與尖銳物體發生意外碰撞，造成嚴重刮傷或電池遭受外界壓迫導致自燃。基于此，為了最大限度地保障汽車行駛安全，應通過科學手段持續加強改進新能源汽車底盤設計。

3 新能源汽車的底盤設計

3.1 沿用傳統汽車的底盤設計平臺

眾所周知，傳統燃油車發展至今已有100多年，而新能源汽車則處于剛剛起步階段，其底盤設計也只是在燃油汽車基礎上對制動、懸架以及傳動系統進行了小幅度修改，無法充分體現新能源汽車的創新，且模塊集成化相對較低。隨著新能源汽車研發力度的加強，為推動新能源汽車技術進步，開發專有平臺不可或缺。

3.2 取消傳統燃油動力發動機

近些年，新能源汽車不斷發展，其動力系統已經由以往的“發動機+差速箱+變速箱”結構轉變為“電池+電機”的新型動力總成。為此，設計人員在設計新能源汽車底盤時，有必要在傳統燃油車的基礎上進行科學調整，比如電動助力轉向系統、空調壓縮機等，繼而最大限度地達到子系統穩定運轉的要求。除此之外，鑒于新能源汽車動力系統與燃油車差距較大，必須根據整體情況對控制器等部件作出適當改變，檢驗無誤后再調整支架與懸置系統，加強對噪聲方面的有效控制，提升新能源汽車使用的安全性與平穩性。

3.3 做好底盤的調教

現階段，新能源汽車想要長遠發展就必須研究出更適合自身的結構布局。然而，整體結構布局發生變化，其軸負荷和質心位置也會隨之改變，故而設計人員設計汽車底盤時，根據實際情況作出實時調整與修改至關重要。例如，通過合理優化懸架系統與重新計算汽車負載，盡可能增強汽車行駛穩定性，為用戶人身安全提供強有力保障。

4 新能源汽車底盤的創新設計

4.1 滑板式底盤

新能源汽車底盤設計應嚴格遵守舒適性、實用性以及科學性原則。在設計底盤過程時，應充了解新能源汽車的特征，優化、完善底盤設計，體現底盤的重要作用。鋁制滑板式底盤最受汽車研究者青睞，其具有以下四方面的優點：

（1）高自由度。將鋁制滑板式底盤科學應用于新能源汽車中，可以保障底盤與平面式車身互不干擾，便于設計者設計出更多富有創造性的汽車造型。

（2）高操作性。以滑板式底盤為基礎的新能源汽車通常會在底盤上設置關鍵零部件和系統，確保車輛重心始終保持在正常閾值，促使汽車操作性獲得大幅提升，為駕駛員提供更加舒適的駕駛體驗。

（3）高安全性。保障底盤前后重量相當是底盤設計的重中之重。在汽車遭受劇烈沖擊時，底盤應能盡可能化消部分沖擊力，避免后排乘坐位置發生形變，給駕駛員與乘客充分的安全保障。

（4）維護簡單。維護簡單也是滑板式底盤的主要優點。由于當前新能源汽車普遍使用較為先進的整體設計理念，其底盤零件相較于傳統燃油車來說比較少，因此制造底盤與拆卸底盤的難度也隨之降低。雖然滑板式底盤優點較多，但當前新能源汽車仍存在使用弊端。

4.2 底盤輕量化設計

新能源汽車續航能力一直都是汽車領域重點關注方向，然而電池能量密度和汽油相比卻是天壤之別，雖然相關汽車研究人員消耗了很多時間在電池能量密度上，但始終都沒有取得太大進展，所以在無法提升電池能量密度的基礎上，只能將研究方向轉變到降低車身重量方面。具體來說，可以通過先進的生產技術和原材料選用來進行底盤結構優化和調整。特別是在底盤制造過程中，可以將車架整體調整為空心結構，同時改變底盤尺寸與規模，從而大幅削減底盤重量。

4.3 電池組的布置

電池是新能源汽車的核心部件，汽車種類不同其結構也各不相同，純電動汽車是用電來驅動的，所以其結構比較簡單，大部分都是將電池放在底盤下面，并不會影響到內部空間。插電混合動力汽車集發動機與發電機于一體，其電池組排列方式略有不同。比如，比亞迪唐的電池放在了車架下面，寶馬530電池放在了第二排座椅下面，而WEYP8則電池放在了后備箱下面。由于油電混合動力汽車電池容量比較低，所以大部分汽車制造商都把電池組放在了后備箱下方，但這并不影響其空間利用率。總體而言，電池組布局與車內空間息息相關，所以電池組擺放要考慮到安全、座椅角度、內部空間等因素，力求給駕駛者提供更好的體驗，并避免發生電池事故。

4.4 汽車底盤設計材料的應用

伴隨新能源汽車研究和開發力度逐漸增強，新材料使用也日益增多，TPIP鋼和三聚磷酸鋁在車身結構上的表現尤為突出。TPIP鋼由于具有高強度/塑性、耐腐蝕、減少溫室氣體排放等優點，在新能源汽車貨車底盤上得到了廣泛應用。三聚磷酸鋁是防銹涂料中的佼佼者，其有效解決了鉛、鉻等防銹材料毒性問題，而三聚磷酸鋁在新能源車輛底盤系統中可以有效地防止生物菌、雨水等物質的侵蝕，繼而最大限度地保證了車輛安全。

5 新能源汽車底盤設計優化方向

5.1 優化汽車底盤系統

一是要對底盤材質進行科學優化；二是要將研究重心轉向汽車底盤一體化方面，既要降低新能源汽車整車重量，又要保證行駛平穩性和高性能。因此，各車企可以共享底盤設計平臺，最大限度地縮短底盤開發周期，從而營造良好的行業環境。

5.2 重視新型技術的應用

雖然新能源汽車行業得到了政府大力支持，但新能源汽車發展仍有很大提升空間。因此，有關企業和技術人員必須重視前沿技術的應用，在車身結構設計方面，針對目前存在不足可以適當引入國外先進技術，降低開發費用，促進新能源汽車產業健康發展。

6 結語

總而言之，隨著人們對汽車需求逐漸提升和環境保護意識不斷增強，新能源汽車發展也越來越受到社會重視。因此，想要進一步改善新能源汽車綜合性能，推動其全面發展，就需要加強其技術創新。新能源汽車制造商應該從長遠發展目標出發，主動適應汽車產業發展需要，不斷更新車身設計理念，拓展設計領域，以智能化、輕量化為核心，確保新能源汽車行駛安全性和穩定性，進而更好地滿足人們日常出行需求。