新技術(shù)對(duì)電動(dòng)汽車造型設(shè)計(jì)的影響

王玉玨

摘 要 文章從電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、軸距、前后懸掛系統(tǒng)、車門等技術(shù)的進(jìn)步以及新能源、新材料、新工藝的出現(xiàn)為基礎(chǔ)，引出新技術(shù)對(duì)電動(dòng)汽車造型設(shè)計(jì)的影響，并對(duì)以上影響進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞 電動(dòng)汽車 新技術(shù) 造型設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U469.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

The Impact of New Technology to Electric Vehicle Design

WANG Yujue

(College of the Arts, Jilin University, Changchun, Jilin 130000)

Abstract This article from the emergence of electric vehicles drive motor, wheelbase, front and rear suspension systems, doors and other advances in technology and new energy, new materials, new technology leads to new technologies of electric vehicle design, and analyzed the impact.

Key words electric vehicle; new technology; design

0 引言

隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，汽車從最初昂貴的交通運(yùn)輸工具發(fā)展到現(xiàn)今每個(gè)普通家庭都可以消費(fèi)起的代步工具。汽車在給人們帶來了便捷與舒適的生活的同時(shí)，也帶來了各種環(huán)境與能源問題。特別是在中國這個(gè)人口大國，伴隨著購買力加大，汽車越來越多的走入到千家萬戶。數(shù)千萬輛的汽車卻因?yàn)榈缆方煌ǖ睦匣?，配套設(shè)施不完善、交通管理智能化不足、公共交通網(wǎng)絡(luò)急需加強(qiáng)等這一類問題的出現(xiàn)使政府及老百姓都感到非常苦惱。而這些問題的出現(xiàn)也恰恰為今后的汽車發(fā)展指明了道路。即當(dāng)前普遍的燃油汽車勢必要向電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)型，而在不久的將來汽車造型會(huì)伴隨著能源的改變而發(fā)生超乎想象的變化，未來的汽車也勢必會(huì)出現(xiàn)更加豐富的車身造型。

1 電動(dòng)汽車的技術(shù)優(yōu)勢及造型特征

1.1 電動(dòng)汽車的技術(shù)優(yōu)勢

早在1873年，英國人羅伯特·戴維森就已經(jīng)初步制作了可以實(shí)用的電動(dòng)汽車，而在當(dāng)時(shí)石油能源在沒有被完全開發(fā)的情況下電能成為了當(dāng)時(shí)的重要能源。隨著科技的進(jìn)步20世紀(jì)以后，內(nèi)燃機(jī)技術(shù)不斷的被開發(fā)，1908年美國福特汽車公司T型車問世后，流水線生產(chǎn)方式開始普及，燃油汽車開始大規(guī)模的生產(chǎn)。而電動(dòng)汽車則由于存在著技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性能上的不足，使其發(fā)展呈現(xiàn)萎縮狀態(tài)。到了21世紀(jì)隨著燃油汽車的普遍使用，由汽車帶來的環(huán)境和能源問題逐漸的體現(xiàn)出來，各大汽車廠商繼而重新開始加大了對(duì)新能源汽車的開發(fā)和研究。電動(dòng)汽車在技術(shù)上相比燃油汽車省去了油箱、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)。雖然在動(dòng)力上電動(dòng)汽車的動(dòng)力相比傳統(tǒng)汽車的內(nèi)燃汽油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)稍有動(dòng)力上的弱勢。但是，電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)和控制器的成本更低，而且電動(dòng)汽車的能量轉(zhuǎn)換效率更高。電動(dòng)汽車的主要?jiǎng)幽軄碓淳褪请娏Γㄟ^電能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，其效率是比當(dāng)下出現(xiàn)的混合動(dòng)力車更加直接并且更加有效的。相對(duì)于汽油的價(jià)格來說，電的成本是相當(dāng)?shù)偷?，?shù)據(jù)表明比亞迪F3e純電動(dòng)車每百公里行駛平均耗電12度，如果按照每度0.7元的價(jià)格計(jì)算，電動(dòng)車每百公里的使用成本才達(dá)到6元。而相比之下汽油版的比亞迪F3每百公里耗油達(dá)到7.6升，目前93號(hào)汽油的價(jià)格是7.44元的油價(jià)，折合計(jì)算就是56.62元。與此相比較來看，電動(dòng)車的使用成本大約是傳統(tǒng)汽油汽車的九分之一。

1.2 電動(dòng)車的造型特征

相對(duì)于傳統(tǒng)復(fù)雜的燃油汽車的布局，隨著電動(dòng)汽車基本構(gòu)造和發(fā)動(dòng)機(jī)等的全面換型。電動(dòng)汽車將進(jìn)行全新的外形、以及內(nèi)飾的造型設(shè)計(jì)。在車身結(jié)構(gòu)上三廂、兩廂到現(xiàn)在開始流行的微型車，而隨著未來電動(dòng)汽車在車身尺寸上逐漸減小的設(shè)計(jì)理念，有人開始擔(dān)心車內(nèi)空間的縮小會(huì)影響到乘坐的舒適性。其實(shí)通過電動(dòng)汽車的新技術(shù)以及電子技術(shù)的快速發(fā)展，原有的發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件尺寸位置、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的空間、乘坐及操作空間、貨箱尺寸、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸架輪胎所占用的空間等硬點(diǎn)條件在以電動(dòng)汽車為依托的基礎(chǔ)上是可以適當(dāng)改變的，隨著硬點(diǎn)條件的改變使得未來的汽車在造型設(shè)計(jì)上全面換型。在設(shè)計(jì)師對(duì)車身造型設(shè)計(jì)以及底盤和整車總體布置進(jìn)行整體充分的研究，也同時(shí)增加有效空間與使用空間的。所以說電動(dòng)汽車的發(fā)展所帶來是一場打破傳統(tǒng)汽車造型理念的風(fēng)暴。

2 新科技對(duì)汽車車身設(shè)計(jì)所帶來的全新變化

2.1 電動(dòng)機(jī)技術(shù)的使用對(duì)前車身的造型影響

相對(duì)于傳統(tǒng)的活塞式內(nèi)燃機(jī)汽車。電動(dòng)汽車完全改變了發(fā)動(dòng)機(jī)前置的通常布局，采用電動(dòng)馬達(dá)與車輪部分直接相連結(jié)，直接推動(dòng)汽車前進(jìn)，使傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)組轉(zhuǎn)變成了簡單的直接驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)的電力傳動(dòng)裝置。在這種技術(shù)之上的改變讓設(shè)計(jì)師們?cè)谄囋煨驮O(shè)上有了更大的發(fā)揮空間。以豐田FT-EV II電動(dòng)汽車為例，發(fā)動(dòng)機(jī)艙的縮小直接使設(shè)計(jì)師可以將擋風(fēng)玻璃盡量的向前移動(dòng)。使汽車的前車身造型相對(duì)壓縮，呈現(xiàn)出弧度更大流線型車頭以此來減小空氣阻力。車身長度沒有超過3米，但是得利于比普通汽油引擎縮短了近200mm，超緊湊的空間竟可容納四名乘客。

2.2 電動(dòng)機(jī)技術(shù)的使用對(duì)車體中部的造型影響

因?yàn)殡妱?dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的改變，所以電動(dòng)汽車前臉僅只是對(duì)前懸結(jié)構(gòu)的包裹。這是典型的微型電動(dòng)汽車造型，發(fā)動(dòng)機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)使其縮短了前懸的距離，減少了汽車的重量同時(shí)使前懸掛變短、縮小車體的體積。在性能上也加強(qiáng)了車身的通過性能和離去性能。

汽車在行駛的過程中其平順性、操控性一直是設(shè)計(jì)師們所追求的。而對(duì)這兩點(diǎn)要求起決定性因素的就是軸距。如何使乘坐者可以獲得更加舒適的乘車環(huán)境，除了對(duì)汽車懸架系統(tǒng)加以優(yōu)化，還要在車身的布置上盡可能的加大軸距的距離，減小前懸、后懸的長度，使車內(nèi)人員盡量集中在前后橋之間。保證內(nèi)部空間量的前提下，加長了軸距，減少前后懸使得車體外部輪廓線產(chǎn)生了很大的變化，在造型上也產(chǎn)生一種前后短、中間長的造型特征。

以三菱i-MiEV型車為例，其采用了后中置布局的新型底盤。特點(diǎn)是前后懸很短而軸距較長，從前車輪的中心到前端只有420mm，從后車輪的中心到后端只有425mm。軸距為 2550mm，相比該公司的“EK SPORTS”車型的軸距還長了210mm。

懸掛方面，前、后分別為支柱式和3連桿De Dion式。前懸掛在井形的副支架上安裝低搖臂。同時(shí)還在穩(wěn)定轉(zhuǎn)彎時(shí)的車身造型上做了相應(yīng)的改變，相對(duì)于eK SPORTS，滾動(dòng)中心的高度降到了更低的位置，兩輪驅(qū)動(dòng)車大約降低了60mm，四輪驅(qū)動(dòng)車大約降低了85mm。

在未來的幾年中隨著車輛的迅速增加，有限的停車位會(huì)使停車空間問題更加嚴(yán)重，在這種情況下改變現(xiàn)有順開門式的車門設(shè)計(jì)方式。會(huì)適當(dāng)?shù)臏p少汽車間?？康木嚯x。福特汽車在日內(nèi)瓦車展上展出的B-Max概念車其最大的看點(diǎn)就是寬敞舒適的乘員艙空間，在減去B柱設(shè)計(jì)后結(jié)合后側(cè)滑動(dòng)門，使乘客上下車變得更加輕松和簡單，由于取消了B柱，在打開前后車門的時(shí)候甚至可以形成一個(gè)寬度達(dá)到1.5米的巨大上下客空間，同時(shí)放倒座椅之后高達(dá)2.35米長的貨物運(yùn)載能力在這個(gè)級(jí)別的車型中是非常少見的。在未來的車門設(shè)計(jì)上設(shè)計(jì)師應(yīng)該更多的應(yīng)用滑軌式，上掀式等開啟方式，這樣會(huì)適當(dāng)減少停車時(shí)所需的空間。

2.3 電動(dòng)機(jī)技術(shù)的使用對(duì)車體尾部的造型影響

電動(dòng)汽車通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)等機(jī)械結(jié)構(gòu)的輕量化、緊湊化處理，前車身造型的縮小使得座艙空間得到有效的擴(kuò)大。由于電動(dòng)汽車省去了油箱，所以蓄電池系統(tǒng)放置相對(duì)靈活，這都給后排座椅下部騰出了空間，在新開發(fā)的緊湊型后懸掛的基礎(chǔ)上運(yùn)用低地板技術(shù)，通過改進(jìn)地板構(gòu)造及后懸掛等、使地板變得更為低平，獲得了寬敞的車內(nèi)空間以及容積更大的行李艙。而通過降低地板高度，乘客可輕松上下車。實(shí)現(xiàn)了地板低平化，方便后排座椅的收放。使后備箱在設(shè)計(jì)上可以使用不同的開啟方式。例如奔馳的smart微型車，不但外觀小巧，而且行李艙的容積也大得驚人。行李箱更是達(dá)到了220L的容積，足以夠日常生活需要。如果充分利用直到車頂?shù)目臻g，行李艙容積更可增至340升，掀蓋便可使用。后備箱蓋的兩折設(shè)計(jì)使在擁擠的停車場開啟時(shí)非常便利，相比傳統(tǒng)的汽車后備箱來說smart微型車還增加了一個(gè)儲(chǔ)物空間。

3 新材料帶來的新結(jié)構(gòu)

未來的駕駛將實(shí)現(xiàn)零排放、零油耗、零交通事故、零交通堵塞。與此同時(shí)，駕駛將變得時(shí)尚而充滿樂趣，可以進(jìn)行多能源供電和自動(dòng)駕駛。在這種發(fā)展過程中，汽車造型應(yīng)在嚴(yán)格的風(fēng)洞試驗(yàn)的基礎(chǔ)上更要做好形態(tài)設(shè)計(jì)，以楔形車身或流線型楔形車身為基礎(chǔ)在此基礎(chǔ)之上發(fā)展更適合電動(dòng)車的車身造型。汽車能源在未來的發(fā)展中應(yīng)該是會(huì)出現(xiàn)更多的種類復(fù)雜的再生能源，而電能便是所有再生能源中目前重要的一項(xiàng)措施措施。電能的合理應(yīng)用會(huì)使汽車造型、內(nèi)飾、色彩等方面發(fā)生不同的變化。

伴隨著汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，各種各樣的新材料將會(huì)不斷的出現(xiàn)，這使得汽車造型得到了更大的發(fā)展空間。材料一直是設(shè)計(jì)師門無法回避的一個(gè)問題，一種新的材料不但會(huì)使新的設(shè)計(jì)產(chǎn)品出現(xiàn)更是會(huì)影響到整個(gè)設(shè)計(jì)的走向和趨勢，從上世紀(jì)中期開始汽車制造商們就已經(jīng)不斷地開發(fā)新材料，用塑料取代了傳統(tǒng)的鋼板制造車身主體的研究，到目前為止已發(fā)展到了塑料車身、玻璃鋼車身等復(fù)合材料相結(jié)合的車身時(shí)代。而大曲面夾層玻璃的成型工藝更是為車身統(tǒng)一的整體塑造創(chuàng)造了有利條件。鋁材料由于其質(zhì)量輕、耗能少、回收好，深受設(shè)計(jì)師的歡迎。而鋁制材料在車身上的應(yīng)用更使車身造型得到了更自由的空間，材料是造型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，科技越是先進(jìn)，工藝越是成熟，所以留給設(shè)計(jì)師們的設(shè)計(jì)空間也就越大。

4 結(jié)論

新能源的運(yùn)用導(dǎo)致電動(dòng)汽車相關(guān)新技術(shù)的產(chǎn)生和應(yīng)用，電動(dòng)汽車在結(jié)構(gòu)上的變化使得電動(dòng)汽車的車體造型發(fā)生根本的改變。在長時(shí)間的主張理性化、經(jīng)濟(jì)化的汽車設(shè)計(jì)思想下，每一種新技術(shù)的產(chǎn)生都是源于對(duì)能源合理利用的思考，而每一種新技術(shù)必將導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及造型的相應(yīng)變化。在這篇文章中，淺談了一些影響電動(dòng)汽車造型的因素。但在實(shí)際操作中，很多因素之間是相互作用、相互制約的而各種新技術(shù)的結(jié)合使用會(huì)導(dǎo)致更大的綜合變化效應(yīng)的產(chǎn)生。

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