新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)研究

吳舒寧

（廣西交通運(yùn)輸學(xué)校，廣西 南寧 530007）

前言

與傳統(tǒng)汽車(chē)有所不同，新能源汽車(chē)主要應(yīng)用可再生清潔能源，因此能使汽車(chē)污染物排放量降低，這一行業(yè)也成為了新興產(chǎn)業(yè)。為促進(jìn)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在設(shè)計(jì)新能源汽車(chē)時(shí)，必須對(duì)其底盤(pán)設(shè)計(jì)進(jìn)行改善[1]。

1 新能源汽車(chē)概述

新能源汽車(chē)發(fā)展的方向主要為安全、環(huán)保與節(jié)能，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)能源消耗正表現(xiàn)出逐年增加的態(tài)勢(shì)。此外，傳統(tǒng)汽車(chē)使用時(shí)產(chǎn)生的尾氣含有大量的氫碳化合物、固體懸浮微粒等，此類(lèi)排放物嚴(yán)重傷害了人們的身體健康，也在一定程度上破壞了生態(tài)環(huán)境。基于此種情況，國(guó)際社會(huì)在積極倡導(dǎo)新能源汽車(chē)時(shí)已達(dá)成共識(shí)，以積極應(yīng)對(duì)和解決傳統(tǒng)汽車(chē)工業(yè)中存在的環(huán)境、能源問(wèn)題。近些年來(lái)，政府逐漸增加了對(duì)新能源汽車(chē)的關(guān)注度及投入力度，例如燃料電池汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)等，亦出臺(tái)相關(guān)財(cái)政補(bǔ)貼與免稅政策，以期促進(jìn)我國(guó)新能源汽車(chē)良好發(fā)展。

2 汽車(chē)底盤(pán)對(duì)汽車(chē)的作用及新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)的必要性

為使汽車(chē)安全行駛得到保障，在設(shè)計(jì)汽車(chē)時(shí)，底盤(pán)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，設(shè)計(jì)者需提高重視。設(shè)計(jì)時(shí)需由實(shí)際路面工況出發(fā)，對(duì)諸多可能性存在的因素統(tǒng)籌考慮，包括沖擊、碎石等對(duì)底盤(pán)的影響，如此一來(lái)，可極大程度上保障底盤(pán)的穩(wěn)定性。因汽車(chē)底盤(pán)長(zhǎng)期置于潮濕的環(huán)境中，附著了諸多侵蝕性強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)，外加其行駛時(shí)極易受到水、利器的影響，產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，繼而影響到其他構(gòu)件，減少使用年限。因此，需與現(xiàn)實(shí)因素有效結(jié)合，創(chuàng)新變革汽車(chē)底盤(pán)，使其運(yùn)作性能得到提高。

設(shè)計(jì)汽車(chē)底盤(pán)時(shí)，應(yīng)立足整體，使系統(tǒng)化集成的特點(diǎn)得到充分發(fā)揮，以現(xiàn)代化的思想設(shè)計(jì)汽車(chē)，能達(dá)到多元化設(shè)計(jì)的要求；此外，還需充分考慮汽車(chē)的空間，將優(yōu)化設(shè)計(jì)底盤(pán)工作落實(shí)到位。新能源汽車(chē)與其他汽車(chē)相比，能創(chuàng)造出更多的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)汽車(chē)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在設(shè)計(jì)時(shí)，需采用智能化、整體性和系統(tǒng)化的新型設(shè)計(jì)理念，保障設(shè)計(jì)的合理性和應(yīng)用的舒適度，尤其是底盤(pán)的設(shè)計(jì)，通過(guò)優(yōu)化配置，使汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的作用得到充分體現(xiàn)。

3 新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)思路

在設(shè)計(jì)新能源汽車(chē)時(shí)，開(kāi)發(fā)人員不僅會(huì)考慮到周期問(wèn)題，也會(huì)兼顧開(kāi)發(fā)成本，若完全摒棄傳統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)的思路，將會(huì)使研發(fā)周期延長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)成本提高，因此可行性不高。新能源底盤(pán)開(kāi)發(fā)時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量采用當(dāng)下成熟車(chē)型應(yīng)用的底盤(pán)設(shè)計(jì)、有關(guān)零件，結(jié)合新能源汽車(chē)的實(shí)際需要改造局部，進(jìn)而降低開(kāi)發(fā)難度，減少成本，縮短周期。另外，若部分零件和當(dāng)下燃油車(chē)通用，將會(huì)使后期維修維護(hù)費(fèi)用大大降低。為使電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航能力得到保障，除了要改變底盤(pán)設(shè)計(jì)布置外，還應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化有關(guān)材料，在保障底盤(pán)性能穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)者會(huì)盡量考慮到運(yùn)用輕量化材料。

4 新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)趨勢(shì)

4.1 底盤(pán)結(jié)構(gòu)

由于傳統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)結(jié)構(gòu)不可應(yīng)用在電動(dòng)汽車(chē)中，因而需要重新設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車(chē)的底盤(pán)。設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車(chē)時(shí)，可取消離合器及變速器，其后分別將電機(jī)布置在前后軸。電機(jī)提供動(dòng)力，經(jīng)傳動(dòng)軸傳遞至主減速器。運(yùn)用上述設(shè)計(jì)方案一方面能使動(dòng)力傳遞效率得到提高，還可使汽車(chē)質(zhì)量有效減輕，另外，前后電機(jī)設(shè)置有利于均勻分配動(dòng)力，繼而充分利用空間。需注意的是，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)對(duì)比，電機(jī)控制難度更復(fù)雜。

4.2 電池組布置

新能源汽車(chē)油箱能量密度大于電池組，一般50L汽油能使汽車(chē)跑500千米，而特斯拉汽車(chē)的電池，續(xù)航里程同樣為500千米，但其電池重量高達(dá) 0.9t。因此需盡量在底盤(pán)上布置電池組，若采用平鋪的形式將會(huì)減小車(chē)內(nèi)空間。若想使上述問(wèn)題得到有效解決，需對(duì)座椅角度、部位等參數(shù)予以調(diào)整，如此一來(lái)，又會(huì)降低用戶(hù)的駕駛體驗(yàn)，因此需合理設(shè)計(jì)座椅擺放。除此之外，安全也是設(shè)計(jì)新能源汽車(chē)時(shí)需要考慮的問(wèn)題，電池組除了需要分散擺放外，還應(yīng)與乘坐者隔絕，以擴(kuò)大車(chē)內(nèi)活動(dòng)空間，使駕駛者的駕駛體驗(yàn)得到優(yōu)化。電池組分散放置時(shí)接觸面積小，可防止多次摩擦或碰撞帶來(lái)危險(xiǎn)；同時(shí)，即便一塊或幾塊電池故障，也不會(huì)使其他電池的使用受到影響，依舊可維持汽車(chē)正常運(yùn)行。

4.3 底盤(pán)輕量化

在新能源汽車(chē)總重量中，電池的重量高達(dá)30%，車(chē)身與配件占70%，因此底盤(pán)輕量化有助于提高汽車(chē)的性能和能源效率。客觀上來(lái)說(shuō)，底盤(pán)輕量化的方法主要為完善結(jié)構(gòu)，即采用科學(xué)的工藝技術(shù)與先進(jìn)的材料，通過(guò)采用空心結(jié)構(gòu)或改變尺寸、形狀使零件質(zhì)量減輕，一般常采用鎂合金與鋁合金替代鋼制材料，使質(zhì)量得以減輕，并借助熱成形等方式達(dá)到零件輕量化的目的。

4.4 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)是基于傳統(tǒng)底盤(pán)的前提下重新規(guī)劃系統(tǒng)進(jìn)行的，此為全新的領(lǐng)域，為使底盤(pán)的可靠性及實(shí)用性得到提高，一般需注意以下幾點(diǎn)，首先，應(yīng)盡可能于底盤(pán)質(zhì)心安放電池組，如此一來(lái)，不僅能使車(chē)輛行駛的穩(wěn)定性得到提高；還可在接近主減速器時(shí)，減少動(dòng)力傳遞中的能量耗損；其次，設(shè)計(jì)電池架時(shí)需便利電池組的安裝、檢查和拆卸；最后，盡量選用傳統(tǒng)底盤(pán)具備的可靠結(jié)構(gòu)，使研發(fā)成本減少，車(chē)輛行駛、制動(dòng)及轉(zhuǎn)向的能力得到提高。

5 結(jié)束語(yǔ)

為有效改善不可再生能源缺失的現(xiàn)狀，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的要求，新能源汽車(chē)的發(fā)展勢(shì)在必行。底盤(pán)是汽車(chē)的關(guān)鍵構(gòu)成部分，新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)應(yīng)由創(chuàng)新思路出發(fā)，在現(xiàn)代汽車(chē)的基礎(chǔ)上予以?xún)?yōu)化，在減少開(kāi)發(fā)周期的同時(shí)，不斷減少成本，以降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。