新能源汽車底盤設(shè)計方向分析

付東　張賀朋　吳航

摘 要：中國的汽車市場競爭激烈，加之目前全球都在倡導(dǎo)生態(tài)環(huán)保，汽車作為排放高污染物的交通工具，在設(shè)計上更為強調(diào)環(huán)保節(jié)能。新能源汽車在能源的利用上使用了可再生的清潔能源，因而受到推崇，但是，在汽車底盤設(shè)計上存在著不足。本論文針對新能源汽車底盤設(shè)計方向進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；制動系統(tǒng)；底盤設(shè)計；設(shè)計方向

0 引言

新能源汽車的設(shè)計上使用環(huán)保材料，大大降低了汽車運行中的污染物排放量。目前中國已經(jīng)著力于新能源汽車的研究，并被作為新興產(chǎn)業(yè)被提出來。但是，與普通的汽車相比，新能源汽車在設(shè)計上還存在著不足，特別是新能源汽車的底盤設(shè)計上尚需要創(chuàng)新。

1 關(guān)于新能源汽車的概述

新能源汽車，是在動力能源的使用上與普通汽車之間存在著差別，在其運行中不再使用汽油和柴油，取而代之的是可再生清潔能源，比如，壓縮氣罐、太陽能或者液化石油氣等。[1]中國的新能源汽車以動汽車，作為節(jié)能汽車產(chǎn)品而備受推崇。根據(jù)所使用的動力燃料不同，電動汽車可以分為三類，其一為純電動汽車，屬于是完全用電池驅(qū)動汽車行駛；其二為電機和電池共同運作下的混合動力車；其三為燃料電池車將，即氫燃料作為主要能源原料。

2 新能源汽車的底盤創(chuàng)新設(shè)計

新能源汽車的創(chuàng)新設(shè)計中，底盤設(shè)計是其中的一項重要內(nèi)容。由于新能源汽車與普通的汽車存在著諸多的不同，因此，在汽車底盤的設(shè)計上需要根據(jù)汽車的性能以及實用性方面考慮，但是在進(jìn)行設(shè)計研發(fā)和完善的過程中，需要大量的投入，而且開發(fā)的周期也比較長。特別是新能源汽車在零部件上較為困難，而且在設(shè)計經(jīng)驗上也存在著不足。如果說在汽車底盤設(shè)計上存在著創(chuàng)新優(yōu)勢，就在于可以整體性規(guī)劃，從而使得底盤的性能充分地發(fā)揮出來。

新能源汽車的底盤創(chuàng)新設(shè)計中，“滑板式底盤”是最初的設(shè)計。在底盤設(shè)計上不再延續(xù)傳統(tǒng)汽車常規(guī)性的底盤設(shè)計，而是著重于鋁制滑板式底盤的設(shè)計。采用這種底盤設(shè)計，雖然底盤系統(tǒng)在設(shè)計上有所創(chuàng)新，但是，核心系統(tǒng)并沒有發(fā)生改變，包括變速系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等，都使用一個電氣連接，向汽車的車身延伸。當(dāng)引入了線傳操控技術(shù)之后，根據(jù)技術(shù)需要，汽車的底盤設(shè)計也相應(yīng)地有所創(chuàng)新。此時，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及制動系統(tǒng)在機械形式上摒棄了傳統(tǒng)的形式，而是電子控制用于汽車的各項控制上。[2]汽車底盤的空間擴(kuò)大了，原有的轉(zhuǎn)向柱和消踏板都被取消，汽車的空間得以增大。

3 汽車底盤設(shè)計中對材料的應(yīng)用

3.1 汽車底盤設(shè)計中對TRIP鋼材料的應(yīng)用

通常TRIP 鋼材料會用于大型的裝載汽車，卻幾乎不會用于其他汽車的底盤設(shè)計上，特別是小型汽車的底盤并不會選擇TRIP鋼材料。TRIP鋼材料的強度非常高，而且具有較高的可塑性。將TRIP 鋼材料應(yīng)用于汽車底盤設(shè)計中，不僅可以降低燃油的消耗，而且還可以降低汽車尾氣的排量。此外，TRIP 鋼材料還具有良好的結(jié)合力，耐腐蝕性也非常強，涂層也很密實。

3.2 汽車底盤設(shè)計中對三聚磷酸鋁的應(yīng)用

汽車底盤設(shè)計如何對汽車的使用起到?jīng)Q定性的作用。因此，汽車底盤設(shè)計中對各個零部件的質(zhì)量和設(shè)計都具有較高的要求。比如，處于行駛狀態(tài)的汽車在使用的過程中，底盤很容易遭到腐蝕。所以，汽車底盤設(shè)計，從設(shè)計到使用材料，再到底盤涂料，都對質(zhì)量有所嚴(yán)格要求。[3]比如，某汽車廠所制造的汽車，在汽車發(fā)動機材料的使用上，就沒有經(jīng)過嚴(yán)格檢驗，而是使得材料中含有鉛等具有較大毒性的物質(zhì)，而且這種材料并沒有很強的抗腐蝕性，使得產(chǎn)品在存儲的過程中穩(wěn)定性不夠。三聚磷酸鋁具有良好的抗腐蝕性。

4 新能源汽車底盤設(shè)計的完善

4.1 完善新能源汽車底盤設(shè)計需要注意的問題

要對新能源汽車底盤設(shè)計進(jìn)行完善，就要從三個方面思考問題：

其一，汽車底盤設(shè)計平臺的應(yīng)用，即在底盤設(shè)計中，包括底盤設(shè)計的構(gòu)架，以及其子系統(tǒng)都需要保持不變。

其二，要將傳統(tǒng)發(fā)動機取消，采用新型的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)。汽車底盤子系統(tǒng)的需要基于原有的構(gòu)架，根據(jù)需要做出科學(xué)性的調(diào)整。比如，底盤設(shè)計中，子系統(tǒng)的設(shè)計方案要保留下來，具有不良影響的發(fā)動機要嚴(yán)格取締。因此，在汽車底盤的設(shè)計上，要在對構(gòu)架進(jìn)行調(diào)整的同時，還要安裝真空動力泵，以使真空源得以改善。新的動力系統(tǒng)的減速器接口也要改變。設(shè)計完子系統(tǒng)的零部件之后，就要對懸置系統(tǒng)采用CAE分析的方法，以使得系統(tǒng)運行中不會產(chǎn)生太過強烈的噪音。

其三，由于底盤設(shè)計中對子系統(tǒng)的設(shè)計采用了新的方案，車體后艙的布局也會相應(yīng)地發(fā)生改變。通過對整車的質(zhì)量以及荷載重新計算，而使得懸架系統(tǒng)在運行中，安全系統(tǒng)更高。否則，就需要重新設(shè)計，并做好懸架系統(tǒng)的調(diào)整工作。對新能源汽車的前軸荷的分布情況和后軸荷的分布情況進(jìn)行分析，就可以發(fā)現(xiàn)需要對懸架系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)需要重新設(shè)計。對懸架四輪定位參數(shù)的確定，可以采用Adams分析進(jìn)行確定，要盡量保留原有的設(shè)計方式，從實際應(yīng)用的角度出發(fā)對汽車的底盤進(jìn)行局部性調(diào)整。這樣做不僅會降低開發(fā)成本，而且會縮短開發(fā)周期。

4.2 新能源汽車保持承載式車身

新能源汽車保持承載式車身，在于很多汽車都會采用這種設(shè)計。由于副車架并不能夠承擔(dān)車身質(zhì)量的相關(guān)功能，因此，在動力總成部件的設(shè)計上，需要將懸置點確定下來。車身的懸置設(shè)計中，要對車身進(jìn)行量化分析，可以采用CAE分析方法，可以在一定程度上避免由于懸置設(shè)計空間不規(guī)范而導(dǎo)致的總體布設(shè)困難。

4.3 新能源汽車運用非承載式車身

汽車車身采用非承載式設(shè)計，由于底盤可形成比較大的框架而使得底盤的承載力增強，其中可以布設(shè)全部的動力系統(tǒng)。所以，在新能源汽車設(shè)計的初期，就要規(guī)劃好進(jìn)行部件，不僅可以提高總體布置的簡易程度，而且隨著車身重心的降低而使得車身的整體質(zhì)量有所減輕。

5 結(jié)語

雖然新能源汽車已經(jīng)被現(xiàn)代人接受，但是，由于新能源汽車的底盤系統(tǒng)設(shè)計依然會采用普通車輛的底盤設(shè)計方法，就會對新能源汽車的使用功能帶來影響。因此，在新能源汽車的設(shè)計中，就要在汽車底盤設(shè)計予以改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張俊.新能源汽車絕緣監(jiān)控系統(tǒng)選配設(shè)計[J].機電技術(shù)，2015（02）：107-109.

[2] 向洪軍.新能源汽車底盤設(shè)計趨勢[J].科技與創(chuàng)新，2015（05）：45-46.

[3] 袁金輝.汽車底盤混合動力電驅(qū)動技術(shù)的控制策略研究[J].中國農(nóng)機化學(xué)報，2015（01）：219-222.

作者簡介：付東（1994—），男，江蘇邳州人，沈陽理工大學(xué)本科在讀。

張賀朋（1994—），男，遼寧阜新人，沈陽理工大學(xué)本科在讀。

吳航（1995—），男，遼寧阜新人，沈陽理工大學(xué)本科在讀。