淺談新能源汽車底盤設(shè)計

梁爍 陳振強

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

【關(guān)鍵詞】新能源汽車；底盤；設(shè)計；淺談；

概述

新能源汽車作為汽車產(chǎn)品的未來發(fā)展方向，在設(shè)計過程中運用了大量整體化系統(tǒng)設(shè)計理念。尤其在底盤方面，底盤的設(shè)計與新能源汽車的總布置方案息息相關(guān)，與新能源汽車動力系統(tǒng)架構(gòu)及其集成度聯(lián)系緊密，同時也影響著新能源汽車的外觀設(shè)計與內(nèi)部空間，是新能源汽車設(shè)計中極其重要的開發(fā)內(nèi)容。新能源汽車的底盤系統(tǒng)需要適應(yīng)于車載能源的多樣性、適用于高度集成的系統(tǒng)模塊，同時不限制汽車內(nèi)部空間與外部造型的設(shè)計。

1 新能源汽車底盤設(shè)計現(xiàn)狀

目前新能源汽車底盤設(shè)計基本處于改制設(shè)計階段。新能源汽車底盤的改制設(shè)計要在原有汽車設(shè)計平臺的基礎(chǔ)上進行。因此，新能源汽車底盤的改制設(shè)計最大限度地沿用了傳統(tǒng)汽車底盤設(shè)計的成熟技術(shù)。具體而言，新能源汽車底盤改制設(shè)計的基本框架與傳統(tǒng)汽車底盤設(shè)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。

①傳統(tǒng)發(fā)動機的取消影響部分底盤子系統(tǒng)。因為新的動力系統(tǒng)取代了原傳統(tǒng)發(fā)動機，新能源汽車的制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)都需要在原有構(gòu)架上做出相應(yīng)調(diào)整。

②沿用底盤平臺。沿用原有平臺的底盤構(gòu)架，即副車架不變、底盤子系統(tǒng)工作原理不變。

③總布置的改變影響懸架系統(tǒng)。由于實施了新的總布置方案，前后艙布置內(nèi)容較原型車有重大改變，需要重新計算整車的質(zhì)量與載荷匹配，來確定原有懸架系統(tǒng)是否可靠，若不可靠需調(diào)整或重新設(shè)計懸架系統(tǒng)。

④特點

改制設(shè)計的特點是，盡可能地沿用傳統(tǒng)車底盤，根據(jù)需要進行部分的改制工作，開發(fā)難度小、開發(fā)成本低、開發(fā)周期短，并且能夠與傳統(tǒng)車共用平臺，并在很大程度上沿用傳統(tǒng)車的成熟零部件

2 創(chuàng)新設(shè)計

2.1 設(shè)計思路

為了實現(xiàn)新能源汽車底盤的創(chuàng)新設(shè)計，必須完全消除原平臺框架的設(shè)計思路，把整體優(yōu)化設(shè)計作為核心思想，重新設(shè)想與現(xiàn)代化需求相符的汽車設(shè)計理念。新能源汽車底盤的創(chuàng)新設(shè)計，不僅要創(chuàng)新整個動力系統(tǒng)，還要不斷增加其他系統(tǒng)的創(chuàng)新空間，相互配合，緊密協(xié)作，實現(xiàn)汽車整體性能的有效提高。

2.2創(chuàng)新設(shè)計

新能源汽車底盤設(shè)計方向性的改革始于“滑板式底盤”的出現(xiàn)?！盎迨降妆P”是通用汽車的一項創(chuàng)新，它徹底推翻了傳統(tǒng)底盤的模式。該創(chuàng)新設(shè)計的核心是厚度為 28 cm 的鋁制滑板式底盤，其框架內(nèi)包含了轎車所有的核心系統(tǒng)、變速、轉(zhuǎn)向和制動部件，并提供唯一的通向車身的電氣連接。同時線傳操控技術(shù)（By-wire）的引入，使得底盤系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)也引進了創(chuàng)新設(shè)計：制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等不再通過傳統(tǒng)的機械方式進行控制，而是采用了電子控制，因此踏板、轉(zhuǎn)向柱等都可取消，總布置空間也增大許多。

滑板式底盤具有以下優(yōu)勢：

①車身設(shè)計自由度很大。

②總布置難度降低、內(nèi)部可利用空間增大。由于底盤是扁平的整體框架，而且安置在底盤上的燃料電池動力系統(tǒng)的集成度高、線傳操控系統(tǒng)使得轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與制動系統(tǒng)所占空間大大減小，所以總布置的可利用空間相對增大，其布置難度也相對降低，相應(yīng)的車內(nèi)可利用空間也有所增大。

③出色的操控性。所有核心系統(tǒng)都布置在底盤上，因此車輛重心非常低，提高了汽車的操控性。

④碰撞安全性高。整副底盤在制造過程中保證1：1的前后配重，符合嚴格的碰撞安全標準；若發(fā)生碰撞，堅固的底盤能吸收絕大部分沖擊力，使乘客艙免于因碰撞而內(nèi)陷。

⑤）制造、維護大大簡化。

3 新能源汽車底盤設(shè)計趨勢

3.1應(yīng)用汽車底盤設(shè)計平臺。也就是說，在設(shè)計底盤的過程中，要求底盤構(gòu)架和它所包含的子系統(tǒng)都不能改變。

3.2將傳統(tǒng)的發(fā)動機淘汰掉，采用創(chuàng)新后的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)。汽車底盤原有的構(gòu)架要求被保留下來，但可以根據(jù)需要進行調(diào)整。例如，在底盤設(shè)計中，在不改變原有子系統(tǒng)的前提下，淘汰傳統(tǒng)發(fā)動機的同時，還應(yīng)該將真空助力泵引入，解決制動助力的問題。傳統(tǒng)的減速器接口也需要根據(jù)新的動力系統(tǒng)做出相應(yīng)的調(diào)整。在對子系統(tǒng)的各個零部件設(shè)計完成后，需要將CAE的分析方法應(yīng)用到懸架系統(tǒng)中，從而降低系統(tǒng)使用過程中產(chǎn)生的噪聲強度。

3.3在底盤設(shè)計中，子系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用的是新的模式，因此汽車后艙的布局會有所改變。這一改變要求對整個車體的質(zhì)量和載荷進行重新的精密計算，提高運行懸架系統(tǒng)時的安全指數(shù)。如果達不到這一要求，這一設(shè)計就需要重新規(guī)劃，懸架系統(tǒng)也要做出相應(yīng)的調(diào)整。分析電動汽車前后軸荷的分布情況可以知道，懸架系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)是否合理，是否需要重新計算調(diào)整。

參考文獻：

[1]彭曉然 新能源汽車底盤設(shè)計方向分析，企業(yè)實踐 2016

[2]萬東 淺談新能源汽車底盤設(shè)計方向，科技與創(chuàng)新 2016

（作者單位：保定市格瑞機械有限公司）