淺議新能源汽車底盤設(shè)計(jì)

蔣澤軍

（比亞迪汽車有限公司，陜西 西安 710000）

1 前言

隨著生活水平的提高，居民汽車保有量不斷攀升，汽車能源成為日益嚴(yán)峻的問題，在這樣的情況下，新能源汽車贏得了消費(fèi)者的青睞，成為汽車行業(yè)發(fā)展的主流方向。而汽車底盤是車輛的重要組成部分，直接影響到車輛的綜合性能。因此，為了使新能源汽車能夠得到更好的發(fā)展，新能源汽車的相關(guān)從業(yè)人員要依托經(jīng)驗(yàn)、加強(qiáng)創(chuàng)新，結(jié)合實(shí)際的研究底盤的設(shè)計(jì)方向和技術(shù)，不斷提高技術(shù)水平。

2 新能源汽車及汽車底盤的相關(guān)概述

2.1 新能源汽車概念

相較于傳統(tǒng)汽車，新能源汽車最大的不同是動(dòng)力源。傳統(tǒng)汽車大多是借助于燃燒汽油或柴油等化石能源產(chǎn)生動(dòng)力。而新能源汽車則選擇可再生清潔能源驅(qū)動(dòng)，諸如天然氣、液化石油和太陽能等，具有更加環(huán)保的特性。而且根據(jù)能源不同，主要有蓄電池電動(dòng)車、純電動(dòng)汽車和燃料電動(dòng)汽車。

2.2 汽車底盤的作用

輪胎外底盤是整車離地最近的位置。如果駛?cè)氲缆窢顩r不佳的路段，則很容易刮傷底盤，底盤倘若長期在潮濕陰暗的條件下工作，將附著大量的化學(xué)成分，使得底盤生銹脫落，不但會(huì)降低整車的美感，同時(shí)影響整車的駕駛性能，并且干擾其他部件的正常工作，影響整車的使用體驗(yàn)，進(jìn)而帶來安全隱患，還會(huì)減少汽車的使用壽命。所以，對于車輛的設(shè)計(jì)，應(yīng)該充分考慮各種實(shí)際因素，優(yōu)化和調(diào)整車輛底盤，由此改善其使用性能。

3 新能源汽車底盤的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)思路

實(shí)際上，新能源汽車的研究起步時(shí)間很短，更多的是以傳統(tǒng)汽車為模板，基于當(dāng)前的技術(shù)加以補(bǔ)充和調(diào)整。諸如在底盤中，制動(dòng)系統(tǒng)等基本上與原來是一樣的。

底盤的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)沒有作出調(diào)整。懸架、傳動(dòng)和制動(dòng)等組成部門整體維持原狀，沿用現(xiàn)有的原理。

取消傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)。眾所周知，新能源汽車勢必選擇新能源，所以會(huì)選擇新的動(dòng)力系統(tǒng)。這便需要優(yōu)化相關(guān)部件的設(shè)計(jì)，從而滿足新能源的使用需要。首先，新增電動(dòng)真空泵解決真空源問題；其次，應(yīng)分析和設(shè)計(jì)全新的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，對懸架構(gòu)建也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化?？偛贾玫淖兓?。在進(jìn)行底盤設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到新的布置方案的運(yùn)用，應(yīng)該基于固有的結(jié)構(gòu)調(diào)整和改良設(shè)計(jì)，便需要重新測試底盤系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，研究結(jié)構(gòu)的載荷系數(shù)。并且，參考新部件的位置、總量精準(zhǔn)測量和計(jì)算載荷分布情況，同時(shí)基于計(jì)算出的結(jié)果測試懸架結(jié)構(gòu)，如果未達(dá)標(biāo)，則重新調(diào)整相應(yīng)的參數(shù)。

對于新能源汽車的開發(fā)，相關(guān)人員既應(yīng)注重效率，同時(shí)需顧及設(shè)計(jì)投入。盡可能選擇目前較為成熟車輛的設(shè)計(jì)方案和配件，聯(lián)系新能源汽車的具體需求進(jìn)行部分調(diào)整和優(yōu)化，由此方便設(shè)計(jì)，降低經(jīng)費(fèi)投入并加快進(jìn)度。為了保證電動(dòng)車的續(xù)航性能，不但需調(diào)整底盤的整體布局，同時(shí)需持續(xù)優(yōu)化相關(guān)材料，既要確保底盤功能的穩(wěn)定性，同時(shí)需盡可能選用輕質(zhì)材料。

3.1.1 滑板式底盤

新能源汽車研發(fā)應(yīng)該將底盤作為一大核心項(xiàng)目。相較于傳統(tǒng)汽車，新能源汽車的設(shè)計(jì)存在諸多差異，對于底盤的開發(fā)，應(yīng)該全面評估車輛的使用特性。如果改良底盤設(shè)計(jì)方案，便可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和規(guī)劃，由此切實(shí)凸顯底盤在功能上的優(yōu)越性。在新能源汽車底盤開發(fā)方面，滑板式底盤堪稱一項(xiàng)創(chuàng)新，主要思路是選用了鋁制滑板式底盤，其主要具備下述幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：①擴(kuò)寬了車身開發(fā)的空間。平面化底盤和平面化車身兩者互不干涉，由此拓寬了整車造型開發(fā)的自由度。②優(yōu)越的操縱性。底盤集合了各種關(guān)鍵部件，由此降低了整車的重心，改善了操控性。③良好的安全性。對于整車底盤開發(fā)，前后重量分布均衡，滿足碰撞的相關(guān)安全要求。在發(fā)生磕碰后，底盤能夠充分吸收外力，避免乘客艙在巨大外力的撞擊下變形。④降低生產(chǎn)和維護(hù)的難度。底盤的開發(fā)堅(jiān)持整體化的原則，對集成度的要求十分嚴(yán)格，部件的數(shù)量不多，所以可以大幅精簡生產(chǎn)和裝卸過程?；迨降妆P開發(fā)盡管表現(xiàn)出諸多的優(yōu)點(diǎn)，然而運(yùn)用面較窄，僅僅適合燃油電池汽車。并且，采用非機(jī)械底盤操控結(jié)構(gòu)，對線傳控制技術(shù)的依賴度過高。

3.1.2 電池組的布置

油箱的能量密度明顯超過了電池組。50 L汽油的續(xù)航里程為500 km，在同等續(xù)航里程下，特斯拉電池的質(zhì)量僅為0.9 t。所以，應(yīng)該盡可能將電池組安放在底盤位置，然而平鋪將壓縮車內(nèi)容量。對于上述問題，可選擇調(diào)整座椅的方位和角度，然而會(huì)影響乘客的操控體驗(yàn)，所以應(yīng)該科學(xué)規(guī)劃座椅的位置。另一方面，應(yīng)該尤為關(guān)注安全性。應(yīng)遠(yuǎn)離乘客，同時(shí)盡可能分散布置電池組，從而擴(kuò)大車內(nèi)的容量，優(yōu)化用戶的使用體驗(yàn)。最后，分散布置電池組能夠縮小彼此的接觸面積，防止由于頻繁碰撞或摩擦而造成的風(fēng)險(xiǎn)隱患。并且，一旦當(dāng)中部分電池?zé)o法工作，剩下的電池仍舊可以正常工作，整車仍舊可以繼續(xù)運(yùn)行。

3.1.3 底盤輕量化

新能源汽車中，電池占整車總重的比例約為30%，剩下是車身和零件。所以要想改善新能源汽車的能源利用率和整體性能，應(yīng)該堅(jiān)持輕量化的底盤設(shè)計(jì)原則。對于底盤的開發(fā)，應(yīng)該選擇前沿的工藝和材料，持續(xù)優(yōu)化和調(diào)整結(jié)構(gòu)。通常來說，能夠通過調(diào)整規(guī)格、外形或選用空心材料等方式減輕配件總量。并且應(yīng)盡可能選用鎂合金和鋁合金取代鋼質(zhì)材料，從而減少總質(zhì)量，或采用熱成型等新工藝減輕零件質(zhì)量。

3.2 新能源汽車底盤設(shè)計(jì)中的材料應(yīng)用

3.2.1 TRIP鋼材料

對于新能源汽車開發(fā)來說，底盤同樣會(huì)用到TRIP鋼材。現(xiàn)階段，小型汽車大多并不會(huì)使用TRIP鋼材，尤其是底盤開發(fā)更是鮮有使用TRIP鋼材。然而TRIP鋼材在可塑性、強(qiáng)度和穩(wěn)固性三方面表現(xiàn)較好，同時(shí)耐腐蝕性較強(qiáng)。因此，對于底盤的開發(fā)可以適度運(yùn)用TRIP鋼材。目前諸多新能源汽車開發(fā)項(xiàng)目引入了TRIP鋼材，這也反映出TRIP鋼材較為適用于新能源汽車，可以顯著增強(qiáng)整車的環(huán)保特性。

3.2.2 三聚磷酸鋁

對于新能源汽車的開發(fā)，應(yīng)該尤為重視底盤開發(fā)。汽車底盤涉及整車的關(guān)鍵構(gòu)件，直接決定著整車的綜合特性。所以底盤開發(fā)應(yīng)該保證零件的質(zhì)量。在實(shí)際的駕駛環(huán)境中，底盤往往會(huì)面臨生物菌、雨水等各種物質(zhì)的腐蝕，在外部因素的作用下底盤部件極易出現(xiàn)腐蝕或磨損等問題，進(jìn)而有損于整車的使用性能，降低整車行駛的穩(wěn)定性。為了避免底盤磨損問題，應(yīng)選擇三聚磷酸鋁材料，此種材料的耐腐蝕性能優(yōu)越，能夠有效地保護(hù)底盤部件，由此避免底盤腐蝕，改善整車的穩(wěn)定性。

4 相關(guān)建議

4.1 加強(qiáng)系統(tǒng)優(yōu)化

對于新能源汽車底盤性能的優(yōu)化，應(yīng)該從下述兩個(gè)角度出發(fā)：一方面開發(fā)平臺的選擇，在開發(fā)時(shí)，尤其是構(gòu)架，應(yīng)該確保穩(wěn)定；另一方面，應(yīng)該打破傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的定式，選擇全新的傳動(dòng)和轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，應(yīng)該基于現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，聯(lián)系具體的需求作出合理地優(yōu)化和改善。所以，在設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)節(jié)，不僅需優(yōu)化結(jié)構(gòu)，同時(shí)需增加真空動(dòng)力泵，從而優(yōu)化真空源。在開發(fā)相關(guān)子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過整車測評和研究的方式，改善底盤的綜合性能，從而避免整車運(yùn)行時(shí)存在大幅的振動(dòng)，由此優(yōu)化整車的駕駛體驗(yàn)。

4.2 提高創(chuàng)新意識

習(xí)近平總書記說：創(chuàng)新是首要?jiǎng)恿Α，F(xiàn)階段而言，雖然對于新能源汽車的開發(fā)獲得了豐碩的成果，然而開發(fā)方案大多源自對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的改良。對于公司而言，設(shè)計(jì)和開發(fā)的用時(shí)較長，這便代表著會(huì)消耗大量的經(jīng)費(fèi)，投資回收的速度慢，所以諸多公司不愿意為技術(shù)研發(fā)投入大量的經(jīng)費(fèi)和精力。正是由于企業(yè)的短視以及創(chuàng)新思想的缺失，使得底盤設(shè)計(jì)質(zhì)量無法獲得實(shí)質(zhì)上的提高。因此，要想實(shí)現(xiàn)底盤設(shè)計(jì)的優(yōu)化、升級，提升新能源汽車的整體性能，就必須加快技術(shù)開發(fā)的腳步，盡快掙脫舊理念、舊思想的束縛，用新的設(shè)計(jì)思想來開展底盤的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，從而推動(dòng)新能源汽車的發(fā)展。

4.3 增加創(chuàng)新能力

創(chuàng)新，不是憑空產(chǎn)生的，也不是守株待兔得來的，必須要政府、企業(yè)和個(gè)人的共同努力。對于政府而言，要把增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力作為調(diào)整汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變增長方式的中心環(huán)節(jié)，制定更多有利于鼓勵(lì)新能源企業(yè)創(chuàng)新、個(gè)人創(chuàng)新的體制機(jī)制，營造更積極的新能源汽車創(chuàng)新環(huán)境。對于新能源企業(yè)而言，要加大人力、物力的投入，重視人才引進(jìn)、人才培養(yǎng)，把人才作為根本，提供更有利于吸引人才、留住人才、發(fā)展人才的環(huán)境和制度。對于個(gè)人而言，要有積極進(jìn)取、不斷創(chuàng)新的意識，保持終身學(xué)習(xí)的態(tài)度，善于從工作中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，用創(chuàng)新的思維和眼光開展新能源汽車的研究和應(yīng)用。