淺談新能源汽車底盤設計方向

萬東

摘 要：基于現(xiàn)階段新能源汽車底盤設計存在的問題，提出了新能源汽車底盤的改制設計，討論了新能源汽車底盤設計的創(chuàng)新方向，分析了滑板式新能源汽車底盤的設計、應用過程，以期為我國新能源汽車底盤的創(chuàng)新設計提供參考和借鑒。

關鍵詞：新能源汽車；底盤設計；懸架系統(tǒng)；制動系統(tǒng)

中圖分類號：U463.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.05.038

隨著我國市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，新能源汽車已成為汽車產(chǎn)品未來的主要發(fā)展方向。

1 新能源汽車底盤的改制設計

1.1 設計方向

新能源汽車底盤的改制設計要在原有汽車設計平臺的基礎上進行。因此，新能源汽車底盤的改制設計最大限度地沿用了傳統(tǒng)汽車底盤設計的成熟技術。具體而言，新能源汽車底盤改制設計的基本框架與傳統(tǒng)汽車底盤設計一致，只對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和懸架系統(tǒng)進行了一定的調(diào)整和改動，其基本工作原理不需要改變，具體改動如圖1所示。

在圖1中，新能源汽車底盤的改制設計沿用了以往底盤平臺設計的構(gòu)架，即底盤子系統(tǒng)的工作原理、副車架的結(jié)構(gòu)保持不變，需要調(diào)整和改動的部分為增加電動真空泵及其管路零部件。由于無法沿用傳統(tǒng)汽車底盤的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所以，相關設計者需要開發(fā)新的轉(zhuǎn)向動力源。

1.2 設計特點和應用

新能源汽車底盤改制設計的特點為：盡可能地沿用傳統(tǒng)汽車底盤的設計平臺，并根據(jù)實際需求改動設計平臺。沿用和改動的過程要以降低開發(fā)成本、難度等為標準。傳統(tǒng)汽車底盤設計平臺分為承載式車身設計平臺和非承載式車身設計平臺，這就意味著新能源汽車底盤設計在總布置方面需要具有一定的針對性。傳統(tǒng)汽車的承載式車身是目前絕大數(shù)汽車所采用的構(gòu)架設計，因此，新能源汽車底盤的改制設計也應沿用這一構(gòu)架，其動力總成等配置部件需要在此類車身上尋找懸置點，而其底盤的副車架設計則不需要考慮承重問題。由于承載式車身空間規(guī)則的設計難度較大，導致懸置設計的內(nèi)容較為復雜，且不利于大批量生產(chǎn)。但考慮到承載式車身設計平臺具有開發(fā)成本低、周期短的特點，可將其應用于小型車的設計。

就目前而言，也有一部分新能源汽車底盤改制設計采用了非承載式車身設計平臺。采用該平臺設計新能源汽車的底盤時，不需再投入大量的人力、物力，這是因為其設計內(nèi)容更加符合汽車底盤整體化的設計理念。由于底盤上裝有大梁，可形成一個能承重的大框架，進而可將動力系統(tǒng)等部件布置于此框架中。設計者可在設計初期整體規(guī)劃該框架中各個部件的集成度和布置位置等，從而降低總體布置的難度，且使車輛的重心降低、車身的改制量減小。因此，非承載式的車身設計平臺大多用于SUV等車型的改造。

2 新能源汽車底盤的創(chuàng)新設計

2.1 設計方向

新能源汽車底盤創(chuàng)新設計的方向是摒棄原有汽車設計平臺的框架結(jié)構(gòu)，以整體式的優(yōu)化設計作為主要研究方向。這種從零開始的汽車底盤創(chuàng)新設計采用了全新的汽車設計平臺，它沒有固定的設計思路和方向。具體而言，在創(chuàng)新設計中，重新設計了汽車的動力系統(tǒng)及其各個功能系統(tǒng)，其目的是更加有效地提高車輛的性能。對于新能源汽車底盤的創(chuàng)新設計而言，其主框架結(jié)構(gòu)、各個子系統(tǒng)的設計、應用模式都進行了創(chuàng)新。

2.2 設計特點和應用

創(chuàng)新設計，即沒有原有的案例可以采納。對于從最初的設計概念到最后汽車底盤系統(tǒng)的應用而言，采用創(chuàng)新設計會比沿用傳統(tǒng)車身設計更加完善。雖然創(chuàng)新設計的難度大、成本高、周期長，且缺乏可沿用的汽車設計平臺和相關零部件，但設計出的新能源汽車底盤會有脫胎換骨的變化。比如，滑板式新能源汽車底盤設計理念的提出，徹底推翻了傳統(tǒng)汽車底盤的設計模式?；迨狡嚨妆P設計的核心內(nèi)容為厚度為28 cm的鋁制滑板。其結(jié)構(gòu)框架內(nèi)包含了汽車所有系統(tǒng)的連接設計，比如車載儲能系統(tǒng)、推進系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和變速系統(tǒng)等。此外，在此設計中還引用了線傳操控技術，進而使底盤設計的子系統(tǒng)，比如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等不再使用傳統(tǒng)的機械加工方式設計、制造。而是采用數(shù)字化電子設計系統(tǒng)設計、制造。因此，在此設計中，可省去對轉(zhuǎn)向柱、踏板等的設計。

滑板式新能源汽車底盤設計的應用優(yōu)勢有以下3點：①提高了汽車車身設計的自由度。在具備平面式底盤和車身獨立的情況下，為車身的造型設計提供了非常高的自由度。②降低了汽車底盤設計的總布置難度，增大了車身內(nèi)部的可利用空間。由于新能源汽車底盤設計采用了扁平的整體框架，且安置在底盤上的燃料電池動力系統(tǒng)的集成度較高，使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)占用的空間大大減小。③大大簡化了車輛維護的流程，且車輛重心非常低，提高了車輛的操控性。

此外，碰撞安全性較高也是滑板式汽車底盤創(chuàng)新設計的優(yōu)勢之一。在整副底盤的制造過程中，應保證其前、后配重比為1∶1，從而滿足汽車碰撞的安全設計標準。當新能源汽車發(fā)生碰撞事故時，其堅固的底盤能吸收絕大部分沖擊力，從而使駕駛者、乘客在汽車內(nèi)不會因為車體碰撞而受傷。但滑板式汽車底盤技術也存在一系列尚未解決的問題。具體而言，現(xiàn)階段的創(chuàng)新設計僅適用于使用燃料電池的汽車底盤，還無法應用于其他電動汽車底盤。這就意味著滑板式汽車底盤設計的應用范圍較小，且其采用的非機械底盤控制技術必須依賴于線傳操控系統(tǒng)。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文分析了新能源汽車底盤設計的方向。對于在原有車身框架上進行的底盤改制設計，其具有應用經(jīng)濟性較高的特點，適用于新能源汽車底盤的大批量制造；對于新穎的整體化底盤設計，其具有整體性能較強的特點，但因其具有前期投入成本大、設計周期長等特點，還需要相關設計人員不斷完善和優(yōu)化。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕