新能源汽車底盤設(shè)計(jì)趨勢(shì)分析

郭超

（比亞迪汽車工業(yè)有限公司 310000)

近年來(lái)，對(duì)于新能源汽車的研究逐步深入，但由于受到技術(shù)的限制，其設(shè)計(jì)仍然存在很多不足。對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)引入更多的新理念、新思路，特別是底盤部分，作為汽車設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，與汽車的整體性能息息相關(guān)，不僅會(huì)影響到動(dòng)力性能還會(huì)給其空間設(shè)計(jì)帶來(lái)一定影響。正是考慮到底盤設(shè)計(jì)的重要性，就需要相關(guān)從業(yè)者進(jìn)一步重視起這方面的研究，通過(guò)技術(shù)上的不斷創(chuàng)新，有效的推動(dòng)新能源汽車的發(fā)展[1]。

1 新能源汽車底盤設(shè)計(jì)趨勢(shì)

1.1 設(shè)計(jì)趨勢(shì)之改制

1.1.1 設(shè)計(jì)思路

實(shí)際上，對(duì)新能源汽車的研究起步時(shí)間很短，更多的是以傳統(tǒng)汽車為參考，在已有的技術(shù)上進(jìn)行拓展?？梢哉f(shuō)，人們還沒(méi)能從根本上突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，所沿襲的設(shè)計(jì)思路也是從前的，也就很難實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，更多的是對(duì)底盤子系統(tǒng)的改制，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行某些方面的優(yōu)化，而且很多傳統(tǒng)的框架得以保留。比如在底盤中，制動(dòng)系統(tǒng)等基本上與原來(lái)是一樣的。

首先，底盤的設(shè)計(jì)框架未發(fā)生變化。傳動(dòng)、制動(dòng)及懸架等子系統(tǒng)基本保持原樣，在原理上是相同的。

其次，取消了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)。顧名思義，新能源汽車使用的必然是新能源，因此，所使用動(dòng)力系統(tǒng)也是新的。這就要對(duì)相應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)上的調(diào)整，以適應(yīng)新能源的應(yīng)用。一方面，需要開發(fā)電動(dòng)真空泵來(lái)應(yīng)對(duì)真空源問(wèn)題，另一方面，還需要進(jìn)行新轉(zhuǎn)向動(dòng)力源的研究與設(shè)計(jì)，并對(duì)懸架系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。

第三，總布置的變化。在進(jìn)行底盤設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到新的布置方案的應(yīng)用，要想在原來(lái)的基礎(chǔ)之上對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新、升級(jí)，就要對(duì)其整個(gè)底盤的參數(shù)進(jìn)行重新測(cè)量，對(duì)其載荷系數(shù)進(jìn)行分析。同時(shí)，結(jié)合新增配件的質(zhì)量、方位對(duì)其軸荷分布情況進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)算，并依據(jù)得到的數(shù)據(jù)對(duì)懸架系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，一旦不符合要求則要對(duì)相關(guān)參數(shù)再次進(jìn)行設(shè)計(jì)[2]。

1.1.2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

應(yīng)用這種方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，難度上比較小，開發(fā)周期也較短，而且在成本上也更加可控，改制之后依舊沿用的是傳統(tǒng)框架，而且很多配件都得以保留。

（1）承載式車身?？紤]到改制設(shè)計(jì)是在傳統(tǒng)框架基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，因此也就更多的采用承載式車身。其中，動(dòng)力系統(tǒng)的有關(guān)配件都是進(jìn)行懸置設(shè)計(jì)，而且它們不可以被置于副車架上，這就使得在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須要確保精準(zhǔn)無(wú)誤，而且要在整體上進(jìn)行精細(xì)化分析?？偟膩?lái)說(shuō)，承載式車身的設(shè)計(jì)難度還是比較大的，難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

（2）非承載式車身。當(dāng)前來(lái)說(shuō)，非承載式設(shè)計(jì)在市場(chǎng)上要更受歡迎，由于其具有成本低，所需投入少等特點(diǎn)得到了更加廣泛的應(yīng)用。這種設(shè)計(jì)方案，是在原有框架的基礎(chǔ)上，將動(dòng)力系統(tǒng)也納入其中，從總體上進(jìn)行考慮。在開始的設(shè)計(jì)階段，就對(duì)整個(gè)框架進(jìn)行思考，從而降低了設(shè)計(jì)難度，減少了總的成本。

總的來(lái)看，前一種設(shè)計(jì)方案的難度更大，提出的要求也更高，而且其后續(xù)的保養(yǎng)維護(hù)也更加復(fù)雜，成本更高。不過(guò)，無(wú)論是采取何種設(shè)計(jì)方案，相關(guān)人員都要在整體框架上進(jìn)行分析，以確保系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性，而且還要做好集成化方面的工作，以為后續(xù)的底盤設(shè)計(jì)改制提供參考，進(jìn)而提升設(shè)計(jì)質(zhì)量和總體效益。

1.2 設(shè)計(jì)趨勢(shì)之創(chuàng)新

1.2.1 設(shè)計(jì)思路

創(chuàng)新設(shè)計(jì)，就要從創(chuàng)新入手，從根本上拋棄以往的設(shè)計(jì)理念，應(yīng)用全新的思路來(lái)進(jìn)行思考。無(wú)論是框架，還是支點(diǎn)，都要重新開始進(jìn)行設(shè)計(jì)。而底盤設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，則關(guān)系到底盤的方方面面，動(dòng)力、傳動(dòng)等子系統(tǒng)都需要進(jìn)行創(chuàng)新，都要從新的角度出發(fā)。在創(chuàng)新過(guò)程中，可以通過(guò)對(duì)某些方面的優(yōu)化、改進(jìn)，從整體上提升新能源汽車的性能。總的來(lái)說(shuō)，底盤的創(chuàng)新是顛覆了現(xiàn)有理念的創(chuàng)新，任何一個(gè)方面都能夠加以創(chuàng)新，但是必須堅(jiān)持整體上的協(xié)調(diào)性，這是毋庸置疑的。

1.2.2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

對(duì)于創(chuàng)新設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，最顯著的特點(diǎn)就是打破了傳統(tǒng)思路的束縛，在設(shè)計(jì)上力求新穎。其所需的時(shí)間較長(zhǎng)，所投入的人力、物力也更多，在設(shè)計(jì)過(guò)程中所能參考的經(jīng)驗(yàn)較少，可以說(shuō)都要實(shí)現(xiàn)自我突破，是基于一切從零開始的信念來(lái)開展的。當(dāng)然，也正是有了打破一切束縛的信念，才使得在設(shè)計(jì)上有了更大的突破，才創(chuàng)造了更多性能更為優(yōu)異的產(chǎn)品。一般來(lái)說(shuō)，底盤設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新改革源自于“滑板式底盤”的出現(xiàn)，這是通用汽車在設(shè)計(jì)上的一項(xiàng)創(chuàng)新，它從根本上摒棄了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，多年以來(lái)，通用汽車將這一方案從理論發(fā)展到實(shí)踐，為新能源汽車技術(shù)的發(fā)展提供了借鑒。

2 新能源汽車底盤設(shè)計(jì)對(duì)新材料的應(yīng)用

2.1 對(duì)TRIP鋼材料的應(yīng)用

對(duì)于新能源汽車來(lái)說(shuō)，底盤也會(huì)用到TRIP鋼材料。盡管這種類型的材料在小型汽車的生產(chǎn)制造中還很少用到，特別是在底盤系統(tǒng)中，更是較少的用到這種材料。但是，這種材料具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，強(qiáng)度也非常理想，而且還具有一定的抗腐蝕性。因此，在進(jìn)行底盤設(shè)計(jì)中，可以考慮到TRIP鋼材料的應(yīng)用。實(shí)際上，在新能源汽車的生產(chǎn)制造中，這種材料的應(yīng)用已比較多了，在具體的生產(chǎn)實(shí)踐中也證明了其性能的優(yōu)越，而且對(duì)于改善汽車的環(huán)保性能也有著一定的幫助。

2.2 對(duì)三聚磷酸鋁的應(yīng)用

新能源汽車由多個(gè)系統(tǒng)組成，但最為關(guān)鍵的部分便是底盤。其中，涉及到汽車的多個(gè)核心部件，對(duì)于汽車總體性能有著極大的影響。也正是考慮到底盤的重要性，在設(shè)計(jì)中就必須要確保各相關(guān)配件的高質(zhì)量。在汽車的行駛過(guò)程中，底盤會(huì)受到很多外部因素的影響，比如，水的侵蝕、硬物的沖擊等，這些外部因素必然會(huì)對(duì)底盤造成破壞，對(duì)其零件造成一定程度的腐蝕，最終影響到汽車運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。為了保證底盤的質(zhì)量，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就可以選用三聚磷酸鋁，其分子結(jié)構(gòu)異常穩(wěn)定，具有強(qiáng)大的耐腐蝕性，對(duì)其的使用會(huì)減輕底盤的磨損、腐蝕，從而在整體上提升汽車性能[3]。

3 設(shè)計(jì)建議

3.1 加強(qiáng)系統(tǒng)優(yōu)化

要想進(jìn)一步提升新能源汽車底盤的性能，就要從如下幾個(gè)方面進(jìn)行探索。一是設(shè)計(jì)平臺(tái)的應(yīng)用，也就是在設(shè)計(jì)過(guò)程中，特別是在構(gòu)架上，需要保持不變。二是摒棄傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)用新型的轉(zhuǎn)向、傳動(dòng)系統(tǒng)。需要在已有構(gòu)架的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

比如，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要加以保留，有著不良影響的發(fā)動(dòng)機(jī)要加以取消。因此，在設(shè)計(jì)階段，既要對(duì)架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，還要安裝真空動(dòng)力泵，以改進(jìn)真空源。設(shè)計(jì)完成相應(yīng)的子系統(tǒng)后，就要采取整體分析的方法，對(duì)底盤的整體性能進(jìn)行提升，以使得行駛過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)太過(guò)劇烈的波動(dòng)，進(jìn)而改善汽車的舒適性。

3.2 提高創(chuàng)新能力

當(dāng)前來(lái)說(shuō)，盡管在新能源汽車的研發(fā)上已取得了多方面的突破，但是在設(shè)計(jì)上更多的還是優(yōu)先采取改制的方式。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品的研發(fā)周期長(zhǎng)，也就意味著投入成本的增加，產(chǎn)出效益的延緩，因此很多企業(yè)并不想花費(fèi)太多的時(shí)間、成本進(jìn)行技術(shù)上的創(chuàng)新，而是通過(guò)模仿來(lái)盡快實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，并利用這種短期模式迅速的占領(lǐng)市場(chǎng)。

正是由于企業(yè)的短視，以及創(chuàng)新思想的缺失，在進(jìn)行底盤設(shè)計(jì)時(shí)很難脫離傳統(tǒng)思路，仍是在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念上尋找出路，這就使得底盤設(shè)計(jì)質(zhì)量無(wú)法獲得實(shí)質(zhì)上的提高。而這種情況，也使得底盤設(shè)計(jì)在關(guān)鍵技術(shù)上難以取得突破，在全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中難以掌握主動(dòng)。因此，要想實(shí)現(xiàn)底盤設(shè)計(jì)的優(yōu)化、升級(jí)，提升新能源汽車的整體性能，就必須加快技術(shù)開發(fā)的腳步，在相關(guān)領(lǐng)域加大人力、物力的投入，不斷提高創(chuàng)新能力，盡快掙脫舊理念、舊思想的束縛，用新的設(shè)計(jì)思想來(lái)開展底盤的創(chuàng)先設(shè)計(jì)，從而推動(dòng)新能源汽車的發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，新能源汽車的發(fā)展速度越來(lái)越快，相關(guān)產(chǎn)業(yè)更是保持著較高的增長(zhǎng)速度。新能源汽車的應(yīng)用，不僅大大緩解了人們的出行壓力，還在很大程度上減少了對(duì)化石能源的損耗，降低了對(duì)自然環(huán)境的污染，其未來(lái)發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?。但是我們也要意識(shí)到，其在設(shè)計(jì)上還有很多的問(wèn)題與不足，特別是底盤設(shè)計(jì)，還有極大的進(jìn)步空間，不僅要從設(shè)計(jì)思路上加以創(chuàng)先，還要開發(fā)更多的新材料、新工藝，不斷提高底盤的性能，進(jìn)而提升新能源汽車的整體質(zhì)量。