新能源汽車底盤設(shè)計趨勢分析

蘆興宇 李宇翔

摘要：近幾年隨著環(huán)保問題的加劇，我國在交通方面逐步的將原來的燃油汽車發(fā)展成新能源汽車，新能源汽車設(shè)計中所使用的是環(huán)保材料，這樣能大大減少車輛使用過程中排放的污染物。目前，關(guān)于新能源汽車的研究在我國一直受到廣泛關(guān)注，并被提出為新興產(chǎn)業(yè)。雖然現(xiàn)代能源汽車已被大力推廣使用，但新能源汽車底盤系統(tǒng)的設(shè)計仍將采用普通汽車的底盤設(shè)計方法，這將對新能源汽車的使用產(chǎn)生影響。因此，在新能源汽車的設(shè)計中，有必要改善汽車底盤的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：新能源汽車;底盤設(shè)計;趨勢分析

1新能源汽車及其底盤總體設(shè)計思路

新能源汽車，在動力能源的使用上和傳統(tǒng)汽車有所不同，傳統(tǒng)汽車基本上使用的是柴油和汽油，而新能源汽車使用的是可再生環(huán)保能源，比如太陽能、天然氣以及液化石油等。我國的新能源汽車主要為電動汽車。根據(jù)電動汽車動力使用能源的種類不同，可將電動汽車分為純電動汽車、燃料電動汽車以及電池儲能電動汽車。設(shè)計開發(fā)人員會考慮到開發(fā)成本以及周期問題，若完全推翻傳統(tǒng)汽車底盤的設(shè)計思路，將會大大提高成本和延長研發(fā)周期，在講究效益的今天是不劃算的。所以新能源底盤的開發(fā)將會盡可能地沿用現(xiàn)今成熟車型的底盤設(shè)計和相關(guān)零件，根據(jù)新能源車型的特別需要對局部進行改進，這樣開發(fā)難度小、成本低、周期短。并且部分零件如果與現(xiàn)有的燃油車通用，這也會大大降低后期用戶的修理維護費用。除了底盤設(shè)計布置方面的變化，為保證電動車的續(xù)航能力，相關(guān)材料的選擇也將得到進一步優(yōu)化，在保證底盤性能穩(wěn)定的前提下，設(shè)計師將會盡可能地考慮輕量化材料的運用。

2新能源汽車底盤設(shè)計特點

應用這種方案進行設(shè)計，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。第一，承載式車身?？紤]到改制設(shè)計是在傳統(tǒng)框架基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，因此也就更多的采用承載式車身。其中，動力系統(tǒng)的有關(guān)配件都是進行懸置設(shè)計，而且它們不可以被置于副車架上，這就使得在進行設(shè)計時必須要確保精準無誤，而且要在整體上進行精細化分析?？偟膩碚f，承載式車身的設(shè)計難度還是比較大的，難以實現(xiàn)量產(chǎn)。第二，非承載式車身。當前來說，非承載式設(shè)計在市場上要更受歡迎，由于其具有成本低，所需投入少等特點得到了更加廣泛的應用。這種設(shè)計方案，是在原有框架的基礎(chǔ)上，將動力系統(tǒng)也納入其中，從總體上進行考慮。在開始的設(shè)計階段，就對整個框架進行思考，從而降低了設(shè)計難度，減少了總的成本。總的來看，前一種設(shè)計方案的難度更大，提出的要求也更高，而且其后續(xù)的保養(yǎng)維護也更加復雜，成本更高。不過，無論是采取何種設(shè)計方案，相關(guān)人員都要在整體框架上進行分析，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)計改制提供參考，進而提升設(shè)計質(zhì)量和總體效益。

3新能源汽車底盤設(shè)計趨勢分析

3.1滑板式底盤

由于新能源汽車和傳統(tǒng)的汽車之間存在很多差異，因此，在汽車底盤的設(shè)計上就需要對汽車的性能和實用性做出細致考慮，但是在設(shè)計研究以及后續(xù)完善的過程中，需要大量的投入，并且開發(fā)周期也較長，尤其是新能源汽車在零部件方面存在困難，在設(shè)計經(jīng)驗上也不夠成熟。若是汽車底盤設(shè)計上能夠存在創(chuàng)新優(yōu)勢，就可以繼續(xù)進行整體性的規(guī)劃，使底盤的卓越性能充分地展示出來。作為新能源汽車底盤的創(chuàng)新設(shè)計，滑板式底盤推翻了傳統(tǒng)汽車常規(guī)性的底盤設(shè)計形式，此創(chuàng)新設(shè)計的核心是鋁制滑板式底盤，具有一定的指導性和創(chuàng)新性。在新能源汽車中運用滑板式底盤的主要具備以下優(yōu)勢：車身設(shè)計的自由度比較大。平面式底盤和平面式車身相獨立，所以給車身造型的設(shè)計提供了自由空間。②操控性卓越。全部核心系統(tǒng)都安設(shè)在底盤上，降低了車輛的重心，提升了操控性。③安全性能高。制造整副汽車底盤時，保證前后配重為1：1，嚴格契合規(guī)定的碰撞安全標準，若發(fā)生磕碰問題，鞏固的底盤能夠汲取大量沖擊力，有效避免乘客艙因激烈碰撞而發(fā)生內(nèi)陷。④簡化制造和維護工作。得益于底盤所采用的全體化設(shè)計理念，具有集成度高、零部件少等優(yōu)點，制造工藝與裝卸工藝的復雜性也有大幅度的降低。然而，滑板式底盤的設(shè)計也不是完美無缺的，目前使用范圍還有局限性，只可用于燃料電池汽車，另外應用非機械底盤控制，依賴線傳操控體體系的發(fā)展。

3.2電池組的布置

油箱的能量密度遠大于電池組的。50L汽油能讓汽車跑大約500km，特斯拉汽車的電池續(xù)航也可達到500km，而電池重量有0.9t。因此，要盡量在底盤上布置電池組，但以平鋪方式會減小車內(nèi)的空間。為了解決這個問題，可以改變座椅的角度位置等參數(shù)，但會降低用戶的駕駛體驗感，因此要合理設(shè)計座椅的擺放。另外，還要特別注意安全性能。要和乘坐者之間隔絕，而且要盡量分散擺放電池組，這樣可以使車內(nèi)的活動空間變大，給駕駛員更好的駕駛體驗。同時，分散放置的電池組之間的接觸面積比較小，能夠避免反復摩擦或碰撞帶來的危險。此外，當其中的一些電池出現(xiàn)故障時，不會對其他電池的使用造成影響，汽車仍然能夠繼續(xù)行駛。

3.3底盤輕量化

新能源汽車電池的重量占全車總重量的30%，其他的是車身和配件，因此，為了提升新能源汽車的性能與能源效率要使底盤輕量化。在設(shè)計過程中，要積極采用先進的技術(shù)和材料，不斷改進和完善結(jié)構(gòu)。一般情況下，可以改變尺寸、形狀或選擇空心結(jié)構(gòu)來降低零件質(zhì)量。同時，要盡量選擇鋁合金和鎂合金來代替鋼質(zhì)材料，這樣可以降低質(zhì)量，也可以引進熱成形等新型方法降低零件質(zhì)量。

3.4底盤設(shè)計中材料的應用

3.4.1對TRIP鋼材料的應用

雖然TRIP鋼材料現(xiàn)階段在小型汽車中的應用并不多見，尤其是在底盤設(shè)計中，更是不會使用TRIP鋼材料。但是，TRIP鋼材料本身的穩(wěn)定性較高，強度要優(yōu)于其他鋼材料，而且還具備耐腐蝕性，同時TRIP鋼材料的可塑性也較高。因此，在進行底盤設(shè)計時可以進行TRIP鋼材料的應用。在新能源汽車領(lǐng)域，TRIP鋼材料的應用已經(jīng)較為普遍了，在實踐中也證明了TRIP鋼材料能夠與我國新能源汽車相契合，而且還可以提高汽車的環(huán)保性能。

3.4.2對三聚磷酸鋁的應用

對于新能源汽車設(shè)計來說，其最為核心的部分便是底盤設(shè)計。汽車底盤包含了汽車的核心部件和信息通，對于整車性能有著決定性的影響。也正是由于底盤系統(tǒng)的重要性，因此在進行設(shè)計時就必須要保證各零件的高質(zhì)量。在汽車的使用中，底盤系統(tǒng)會受到一些自然外力的作用，例如雨水的侵蝕，生物菌的侵蝕以及其他物質(zhì)的腐蝕，這些外部作用會導致底盤系統(tǒng)內(nèi)部的零件出現(xiàn)腐蝕和磨損，影響汽車的整體性能，并最終造成汽車運行的不穩(wěn)定。為了避免底盤系統(tǒng)出現(xiàn)磨損，就可以選取三聚磷酸鋁的應用，利用其本身的抗腐蝕性能來提高底盤系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。三聚磷酸鋁本身分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在使用中會保護底盤系統(tǒng)免受腐蝕。

4結(jié)束語

綜上，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對于新能源汽車的研究越來越完善，越來越多的人了解和接受使用新能源汽車。汽車底盤作為汽車的重要組成部分之一，對汽車的整體性能有著直接的影響，并與改善和提高汽車的安全性能緊密相關(guān)。未來，隨著新能源汽車制造技術(shù)的進一步發(fā)展，電動汽車底盤系統(tǒng)將更加智能化，人性化，安全性和可靠性將進一步提高。

參考文獻

[1]馬建新，林小鳳.新能源汽車底盤設(shè)計的發(fā)展趨勢探討[J].汽車與駕駛維修（維修版），2017，09：89-90.

[2]席振鵬.新能源技術(shù)在專用汽車底盤上的應用分析[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2017，718：32-34.

[3]張劼.新能源技術(shù)在專用汽車底盤上的應用現(xiàn)狀[J].汽車與駕駛維修（維修版），2018，02：95+97.

（作者單位：長城汽車股份有限公司）