新能源電動(dòng)汽車車身形態(tài)設(shè)計(jì)研究

摘要：本文根據(jù)新能源電動(dòng)汽車的工作原理、人們的出行方式、城市的道路交通環(huán)境系統(tǒng)以及人機(jī)工程學(xué)等方面的考慮，結(jié)合新能源電動(dòng)汽車的蓄電池、發(fā)電機(jī)等構(gòu)件的結(jié)構(gòu)布置與規(guī)劃，系統(tǒng)的研究汽車形態(tài)與環(huán)境空間的關(guān)系，設(shè)計(jì)出適合新能源電動(dòng)汽車構(gòu)造和使用需求的空間布置形式。

關(guān)鍵詞：電動(dòng);形態(tài);系統(tǒng);空間

當(dāng)代隨著汽車的普及人們的生活方式發(fā)生了極大的改變，但也是造成能源短缺、大氣污染的重要因素，汽車數(shù)量的迅猛增長(zhǎng)導(dǎo)致了石油能源的大量消耗并造成了大氣污染的愈發(fā)嚴(yán)重。所以，新能源電動(dòng)汽車的發(fā)展是時(shí)代的需求。

新能源電動(dòng)汽車的工作原理是用蓄電池作為汽車行駛的全部能量，滿足新能源電動(dòng)汽車電動(dòng)機(jī)和其他等零部件的供電需要。新能源電動(dòng)汽車的工作原理與機(jī)制和燃油汽車截然不同，所以車身構(gòu)件區(qū)別也非常明顯，由于新能源電動(dòng)汽車系統(tǒng)之間采用電路傳動(dòng)的方式傳導(dǎo)能量所以汽車零部件的布置有其自身的特點(diǎn)。目前的新能源電動(dòng)汽車市場(chǎng)，無(wú)論是smart電動(dòng)版還是特斯拉汽車的車身都是基本沿用了原有汽車的車身，國(guó)內(nèi)的幾大汽車廠商相繼推出的電動(dòng)汽車，例如：一汽研發(fā)的B50、上汽研發(fā)的E1、E50、奇瑞研發(fā)的EQ等車型，車身形態(tài)都是沿用原燃油汽車的車身，沒(méi)有根據(jù)新能源電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)重新設(shè)計(jì)，無(wú)論外部造型還是內(nèi)部空間等都沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的變化。

新能源電動(dòng)汽車形態(tài)設(shè)計(jì)主要的研究?jī)?nèi)容是技術(shù)環(huán)境、社會(huì)環(huán)境、自然環(huán)境等，并需要具體分析人機(jī)工程學(xué)和消費(fèi)者心理需求等方面，通過(guò)綜合考慮來(lái)促進(jìn)新能源電動(dòng)汽車車身形態(tài)設(shè)計(jì)。首先，技術(shù)環(huán)境是車身形態(tài)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和依據(jù)，其結(jié)構(gòu)部件直接影響外部形態(tài)變化。其次，城市的生態(tài)環(huán)境、文化環(huán)境、交通環(huán)境等社會(huì)環(huán)境對(duì)新能源電動(dòng)汽車車身形態(tài)設(shè)計(jì)影響很大，主導(dǎo)著其設(shè)計(jì)的方向，再次，人與車交互空間以及載物空間等需要人機(jī)工程層面的分析，這部分的分析對(duì)空間的大小、布局提供科學(xué)依據(jù)。

新能源電動(dòng)汽車由電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、能量傳動(dòng)系統(tǒng)、電力傳輸與控制系統(tǒng)和各種相對(duì)應(yīng)的裝置等。電動(dòng)汽車的基礎(chǔ)是電力驅(qū)動(dòng)、傳輸及控制系統(tǒng)，包括電動(dòng)機(jī)、蓄電電池以及相關(guān)的調(diào)速控制部件等。在能量傳送方面比內(nèi)燃機(jī)汽車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)變靈活，機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)可以變少。新能源電動(dòng)汽車的能量來(lái)源是蓄電池，通過(guò)電力傳輸和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)使汽車行駛，所以，要根據(jù)它的自身特點(diǎn)進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)的布局。由于新能源電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)形式可以使用分散輪轂電機(jī)，這樣就不用使用傳統(tǒng)燃油汽車的傳動(dòng)裝置，那么結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生了質(zhì)的變化，傳統(tǒng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、油箱、冷卻系統(tǒng)、排氣消聲系統(tǒng)以及變速器、驅(qū)動(dòng)橋和傳動(dòng)鏈等相應(yīng)的輔助裝置全部都不用了，這樣不但多出了許多空間還減輕了汽車的自重。所以我們就需重新設(shè)計(jì)新能源電動(dòng)汽車的零部件整體布局。傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)轎車由于考慮到操縱的穩(wěn)定性和行駛平順性的要求，布置一般采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置，后輪驅(qū)動(dòng)的方式。發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和座艙決定了車身的整體布局，因?yàn)榭傮w布局上的限制，傳統(tǒng)轎車的車身輪廓設(shè)計(jì)變化創(chuàng)新受很多制約，而新能源電動(dòng)汽車，由于總體布局約束條件少，內(nèi)部空間和外部輪廓變化的自由度很大，新能源電動(dòng)汽車形態(tài)設(shè)計(jì)可以根據(jù)需求多樣化發(fā)展，這在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)轎車上是不可能實(shí)現(xiàn)的，所以新能源電動(dòng)汽車形態(tài)設(shè)計(jì)將會(huì)迎來(lái)全新的天地。

汽車電子技術(shù)就是通過(guò)電子手段來(lái)駕駛汽車。電子手段就是線控技術(shù)，線控技術(shù)的不斷發(fā)展和在新能源電動(dòng)汽車上的運(yùn)用，使傳統(tǒng)的用機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)傳遞控制信號(hào)成為過(guò)去，精確、敏感的電子傳感器和執(zhí)行元件將取代笨重、精確度低的機(jī)械系統(tǒng)，這根本性的變革，改變了汽車的操縱機(jī)構(gòu)、操縱方式和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電動(dòng)車引入線控技術(shù)并和燃料電池相結(jié)合，使汽車操控系統(tǒng)發(fā)生根本性的變革，電子控制單元負(fù)責(zé)機(jī)械轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)工作。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)向柱和傳統(tǒng)的腳踏板將被替代，使車身內(nèi)部空間設(shè)計(jì)有了更多的可能性。線控系統(tǒng)和系統(tǒng)的集成化所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，取代了液壓體進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)和制動(dòng)，所以，省卻了機(jī)械和液壓連接裝置，使新能源電動(dòng)汽車變得更加綠色環(huán)保，維護(hù)工作更加簡(jiǎn)化，并能夠減輕車身自身重量。車內(nèi)駕駛盤(pán)和中控儀表板無(wú)須使用后，控制系統(tǒng)通過(guò)遙控柄及系統(tǒng)軟件操控制動(dòng)、拐彎和加減速等，駕駛調(diào)整簡(jiǎn)單便捷，并通過(guò)多功能液晶屏顯示汽車的各種駕駛特性，并為操控系統(tǒng)的形態(tài)設(shè)計(jì)提供了更大的空間，對(duì)于形態(tài)和使用方式等提供了極大的可能性，中央控制臺(tái)甚至可以設(shè)計(jì)成可移動(dòng)式，實(shí)現(xiàn)前排和后排乘客都能駕駛汽車，給消費(fèi)者帶來(lái)更多的駕駛樂(lè)趣。

由于當(dāng)代人的審美標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際主客觀需求，新能源電動(dòng)車仍然需要擁有當(dāng)前主流汽車的相關(guān)造型特點(diǎn)，所以，新能源電動(dòng)車的車身造型與現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)車輛的車身造型整體差異不大，但是，由于不再使用傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)來(lái)提供動(dòng)力輸出，所以，相關(guān)復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，比如：燃油發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)等被簡(jiǎn)化或改進(jìn)，導(dǎo)致新能源電動(dòng)車內(nèi)部布局發(fā)生變化，內(nèi)部規(guī)劃得到了很大的自由度，車身形態(tài)發(fā)生了很大的變化，主要表現(xiàn)在為一是由于電動(dòng)機(jī)的體積小、布置隨意性大等特點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙的體量變小或慢慢消失、汽車駕駛位置前移、汽車前懸與后懸之間距離減短，可以從三廂式車身過(guò)渡到單廂式車身。

本文基于新能源電動(dòng)車的特有構(gòu)成形式及原理，分析并研究了對(duì)其車身內(nèi)部及外部形態(tài)的影響，總結(jié)了新能源電動(dòng)車在車身造型上的一些特征。這些造型特征在新能源電動(dòng)車汽車發(fā)展的各個(gè)階段有所不同，差異較大，因此新能源電動(dòng)汽車造型特征是隨著科技的進(jìn)步而發(fā)展，更是根據(jù)人們的審美述求和功能需求而變化，并具有強(qiáng)烈的時(shí)代性。

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項(xiàng)目：吉林省教育廳“十三五”社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目（吉教科文合字2016第40號(hào)）：新能源電動(dòng)汽車車身形態(tài)設(shè)計(jì)研究

作者簡(jiǎn)介：侯敏楓（1971），男，博士研究生，北華大學(xué)美術(shù)學(xué)院教授，研究方向：汽車車身造型設(shè)計(jì)。