電動汽車底盤設(shè)計與研制方式分析

伊廷勇 張守軍

1.山東沂星電動汽車有限公司 山東 臨沂 276000

2.山東工業(yè)技師學(xué)院 山東 濰坊 261053

受汽車零部件的影響，汽車在運行的過程中會面臨外界各種因素的影響，而不同工況會在不同程度上給汽車底盤結(jié)構(gòu)帶來應(yīng)力作用，導(dǎo)致底盤結(jié)構(gòu)發(fā)生扭曲，由此嚴(yán)重降低汽車的安全性能。為此，文章在分析汽車底盤結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際就電動汽車底盤設(shè)計和研制問題進(jìn)行探究。

1 電動客車發(fā)展實際情況

近幾年，國家十分注重新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電動客車作為該行業(yè)的重要切入點，國家也提出了與之相應(yīng)的稅費減免、購置補貼等相關(guān)優(yōu)惠措施。這些都極大的推動了電動客車的快速發(fā)展。在這樣的發(fā)展背景下，客車的發(fā)展十分注重新能源技術(shù)的創(chuàng)新和開發(fā)，在研究團(tuán)隊的開發(fā)下，客車的節(jié)油率、電池的續(xù)駛里程數(shù)等數(shù)據(jù)都得到了極大的優(yōu)化和提升。動力電池的能量密度和電池管理系統(tǒng)都得到了升級換代。這些都有力的推動了電動客車的發(fā)展。

2 電動客車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和基本要求

2.1 連接方式和質(zhì)量要求

第一，電焊連接。采用什么焊接方式主要看兩個工件焊接區(qū)域壁厚值得大小，壁厚按照小值壁厚選用的原則來選擇。第二，螺紋連接。在進(jìn)行螺紋連接操作的時候要嚴(yán)格遵照國家產(chǎn)品設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，對于有特殊要求及重點部位要嚴(yán)格按照操作流程操作。

2.2 車架組裝工藝規(guī)范和質(zhì)量要求

第一，槽型縱梁車的組裝和質(zhì)量要求。對組裝槽形縱梁的車架應(yīng)用專業(yè)的模具進(jìn)行檢查，通過有效檢查來確保平臺的牢固、平整。在槽形縱梁車組裝的時候需要嚴(yán)格按照相關(guān)施工設(shè)計圖紙檢查車架的零部件，使得各類支架的設(shè)計符合圖紙設(shè)計要求。第二，承載式車身底架的組裝和質(zhì)量要求。按圖紙要求將各段的矩形管分別進(jìn)行定位焊接處理。檢驗調(diào)整尺寸后移至合成胎上將各段焊牢。

2.3 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總成組裝工藝規(guī)范和要求

嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議要求來選擇合格的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總成，同時，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求調(diào)整動力轉(zhuǎn)向器，使動力轉(zhuǎn)向器的位置在適合的角度范圍內(nèi)，之后用轉(zhuǎn)向直拉桿將動力轉(zhuǎn)向器、前橋總成聯(lián)系在一起，保證轉(zhuǎn)向要求。

2.4 懸架系統(tǒng)總成組裝工藝規(guī)范和要求

嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議及圖紙的要求來選擇合格的懸架系統(tǒng)總成。同時，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計規(guī)范合理裝配懸架系統(tǒng)總成，保證各定位參數(shù)準(zhǔn)確。

2.5 制動系統(tǒng)總成組裝工藝規(guī)范和要求

嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的要求來選擇合格的制動系統(tǒng)總成。各零部件嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)范及圖紙要求安裝，保證制動可靠。

3 電動客車底盤結(jié)構(gòu)分析

電動客車的底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計可以在傳統(tǒng)客車基礎(chǔ)上完成動力系統(tǒng)的替換，從而提升客車的節(jié)能效果。電動客車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計指標(biāo)不能低于之前傳統(tǒng)客車底盤設(shè)計性能。

3.1 電動客車各系統(tǒng)模型的建立和驗證

當(dāng)前所研究的電動客車子系統(tǒng)由前后懸架模型、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型、電機模型、制動系統(tǒng)模型、輪胎模型、車架模型等共同組成。這些模型在應(yīng)用設(shè)計的過程中涉及到整車質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量、各子系統(tǒng)的硬件指標(biāo)體系。第一，前后懸架系統(tǒng)模型。分為非獨立懸架結(jié)構(gòu)或獨立懸架結(jié)構(gòu)，以非獨立懸架為例具體包含推力桿、穩(wěn)定桿、減震器、鋼板彈簧（空氣彈簧）、前（后）橋等部件。第二，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型。它是一種循環(huán)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，具體由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向管柱、轉(zhuǎn)向中間軸、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向搖臂等共同組成。第三，輪胎模型。在對整車進(jìn)行動力學(xué)分析的時候需要充分考慮輪胎和路面之間的相互作用。從實際應(yīng)用情況來看，輪胎模型大體分為操縱穩(wěn)定性輪胎和平順性輪胎。第四，不同工況的靜態(tài)力學(xué)分析。電動汽車在緊急制動的情況下會出現(xiàn)底盤和懸架接觸點開裂的問題，在這種情況下需要對底盤結(jié)構(gòu)慣性以及其所承受反向作用力荷載情況進(jìn)行分析。

3.2 底盤結(jié)構(gòu)參數(shù)匹配

（1）底盤的總成分類

結(jié)合以往傳統(tǒng)客車的結(jié)構(gòu)參數(shù)變化，可用模塊化的分類方式，將電動客車底盤總成分為三大類。第一類為車架、前后橋、車輪和懸架總成。這些零部件在具體參數(shù)配置中，零件的外形尺寸和布置不需要進(jìn)行改動。第二類包含轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)總成。這幾個零部件總成特點和傳統(tǒng)客車相同，只是在具體布置的時候需要額外增加一些部件，如轉(zhuǎn)向助力泵、打氣泵及壓縮機等。同時，第二類總成在電動客車底盤結(jié)構(gòu)參數(shù)匹配的時候僅僅需要對增加的電動附件進(jìn)行布置，并對其管路、線路進(jìn)行調(diào)整即可。第三類總成包含電機、控制器、動力電池等設(shè)備，這類總成在使用的時候會應(yīng)用新的總成替代以往的傳統(tǒng)車總成，此部分是參數(shù)匹配時需要重點關(guān)注的。

（2）底盤結(jié)構(gòu)參數(shù)配置

第一，電機及其控制器、變速器位置的選擇。純電動客車的電機直接和行星齒輪變速器連接，變速器通過萬向節(jié)和轉(zhuǎn)動軸與減速器進(jìn)行連接，在確保變速器和減速器夾角符合相關(guān)要求的基礎(chǔ)上要盡可能減少傳動軸的長度。第二，動力電池組位置的選擇。動力電池組在整個電動車構(gòu)成中占據(jù)較大的比例，其質(zhì)量、結(jié)構(gòu)、位置等信息對整車操作穩(wěn)定性有著深刻的影響。

4 結(jié)束語

綜上所述，科技進(jìn)步的發(fā)展會帶動交通工具的更新?lián)Q代，不管是國外還是國內(nèi)所生產(chǎn)的電動車，其底盤技術(shù)和車架結(jié)構(gòu)都是電動汽車的重要組成。底盤是電動車的重要部件，隨著國家對電動汽車行業(yè)的重視，出臺了一系列針對電動車的安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。由此對電動汽車的安全性能提出了更高的要求。電動客車作為一種新型產(chǎn)業(yè)，在發(fā)展的過程中面臨較大的市場競爭力，相應(yīng)的技術(shù)形式也在不斷更新完善中。為此，文章在闡述電動汽車發(fā)展實際情況的基礎(chǔ)上，就電動汽車底盤結(jié)構(gòu)和底盤設(shè)計方式進(jìn)行分析，旨在能夠更好的發(fā)揮出電動汽車在社會發(fā)展中的作用。