新能源汽車底盤布局優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

胡登興 王樹(shù)蘭

重慶電訊職業(yè)學(xué)院 重慶市 402246

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的汽車行業(yè)迎來(lái)了空前的發(fā)展機(jī)遇，尤其是新能源的推廣利用，使得汽車行業(yè)更加傾向于環(huán)保性和節(jié)約性，并不斷朝著新能源汽車制造的方向發(fā)展，在汽車制造中，底盤的設(shè)計(jì)和布局極為重要，直接影響了汽車的基本性能和強(qiáng)度，對(duì)乘坐者的操作舒適性和安全性起到?jīng)Q定性的作用，這也使得我國(guó)的新能源車企不斷加大對(duì)汽車底盤布局的優(yōu)化力度，從而滿足人們對(duì)安全性和舒適性的需求。

在汽車底盤中存在許多關(guān)鍵的系統(tǒng)，我國(guó)在燃油汽車的底盤布局優(yōu)化設(shè)計(jì)中經(jīng)驗(yàn)較多，但是在新能源汽車的底盤優(yōu)化設(shè)計(jì)中處于起步階段，并不具備豐富的經(jīng)驗(yàn)，這主要是因?yàn)槿加推嚨牡妆P和新能源汽車的底盤存在較大的差異，兩者不能相互兼容，這就要求新能源汽車在底盤布局的優(yōu)化設(shè)計(jì)中要顛覆以往的設(shè)計(jì)理念，依據(jù)新能源汽車的特有的系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，以此來(lái)提升新能源汽車的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。

1 新能源汽車底盤布局特征

燃油汽車已經(jīng)有百年的發(fā)展過(guò)程，其底盤結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)相對(duì)較為成熟，底盤中的傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)和懸掛系統(tǒng)也能夠與底盤緊密結(jié)合，增強(qiáng)了燃油汽車的穩(wěn)定性和操作性。新能源技術(shù)的發(fā)展使得新能源汽車迎來(lái)了發(fā)展的機(jī)遇，由于動(dòng)力系統(tǒng)的不同，使得新能源底盤的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行相應(yīng)的改變，以此來(lái)保證新能源汽車底盤設(shè)計(jì)的科學(xué)、合理，滿足人們的乘坐需求。這種改變主要表現(xiàn)在新能源汽車底盤的動(dòng)力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和管線布局等，這些需要進(jìn)行優(yōu)化或重新設(shè)計(jì)，以此來(lái)確保底盤所搭載系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。在新能源汽車底盤的布局設(shè)計(jì)中主要有四個(gè)方面。一是，新能源汽車的底盤可以借鑒燃油汽車的底盤結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵谄嚨幕竟δ芎拖到y(tǒng)上，兩者具有較高的相同之處，所搭載的系統(tǒng)基本相同，因此，新能源汽車可以充分借鑒燃油汽車的底盤布局設(shè)計(jì)，根據(jù)新能源汽車特有的系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。二是，在新能源汽車的底盤中會(huì)運(yùn)用較多的電子化系統(tǒng)，這就使得底盤的布局設(shè)計(jì)要將電氣系統(tǒng)和機(jī)械構(gòu)造進(jìn)行緊密結(jié)合，合理布局，提升底盤系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和效率，減少相互之間的干擾，從而提升新能源汽車的整體性能。三是，新能源汽車在底盤布局設(shè)計(jì)中可以進(jìn)行集成模式的設(shè)計(jì)，以此來(lái)提升底盤系統(tǒng)的整體性，提升各系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和效率，同時(shí)，集成模式的設(shè)計(jì)能夠降低生產(chǎn)成本，提升新能源汽車車企的經(jīng)濟(jì)效益，這種集成模式的底盤設(shè)計(jì)能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)者提供充足的設(shè)計(jì)空間，使得新能源汽車的底盤設(shè)計(jì)更加具有多樣化，也提升了新能源汽車的整體穩(wěn)定性和安全性。四是，新能源汽車主要依靠電能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這就要求汽車的底盤設(shè)計(jì)更加趨向于輕量化，這樣才能滿足新能源汽車的長(zhǎng)久續(xù)航需求，電池組件在新能源汽車底盤中產(chǎn)生較大的重量，這就要求在新能源的設(shè)計(jì)中，更加注重汽車底盤、材料以及電池重量的優(yōu)化，以此來(lái)提升新能源汽車的續(xù)航能力。

2 國(guó)外新能源汽車底盤布局分析

我國(guó)在新能源汽車的制造中處于初期階段，在發(fā)展中也取得了一定的成就，但是相對(duì)于國(guó)外先進(jìn)的新能源車企還存在較大的差距，這主要是國(guó)外新能源車企起步較早，在發(fā)展中研發(fā)出了很多先進(jìn)專利技術(shù)，提升了新能源汽車的整體穩(wěn)定性和安全性，這種專利技術(shù)在世界具有指導(dǎo)性的作用。比如，特斯拉作為最具影響力的新能源車企，在發(fā)展中運(yùn)用多種先進(jìn)的專利技術(shù)，在保證汽車車身剛度的前提下，降低了整車的重量，進(jìn)而提升了汽車的續(xù)航能力，使得特斯拉的汽車產(chǎn)品更具有競(jìng)爭(zhēng)力。在特斯拉的底盤設(shè)計(jì)中會(huì)使用高強(qiáng)度的金屬材料來(lái)保護(hù)電池組件，確保安全性。在底盤的材料選擇上，使用輕量化的鋁合金來(lái)降低汽車的重量，底盤的布局設(shè)計(jì)將汽車的前部設(shè)計(jì)成汽車的緩沖區(qū)，增強(qiáng)汽車底盤的堅(jiān)固性，提升特斯拉對(duì)乘坐人員的防護(hù)能力。特斯拉的底盤趨向于整體性的設(shè)計(jì)，將汽車的重要系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，使得汽車底盤的構(gòu)造更加簡(jiǎn)潔、高效，在汽車的懸掛系統(tǒng)中，特斯拉在前后懸掛中選擇使用更加舒適的雙叉臂懸掛系統(tǒng)和多連桿懸掛系統(tǒng)，使得特斯拉汽車產(chǎn)品具備良好的操作性能。

新能源汽車發(fā)展至今，汽車的電池往往占據(jù)較大的重量，這就使得新能源車企不斷探索減輕汽車質(zhì)量的技術(shù)和材料，來(lái)提升新能源汽車的性能。在底盤的設(shè)計(jì)中，車企更加注重輕型材料的應(yīng)用，在保證新能源汽車輕量化的基礎(chǔ)上提升汽車的質(zhì)量和續(xù)航能力，而碳纖維具有較強(qiáng)的拉伸力和彈性，被一些車企應(yīng)用在新能源汽車的底盤中，有效降低了汽車的重量，提升了續(xù)航能力。

3 新能源汽車底盤布局優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

3.1 機(jī)械傳動(dòng)底盤布局

在新能源汽車的底盤布局中，機(jī)械傳動(dòng)底盤布局包含多種動(dòng)力系統(tǒng)，其中的離合器能夠有效控制動(dòng)力來(lái)源，起到控制器的作用，機(jī)械傳動(dòng)底盤中的變速器能夠?yàn)槠嚨膭?dòng)力系統(tǒng)提供不同的速率，依靠齒輪的變換來(lái)進(jìn)行速度的調(diào)整，這種變速器能夠?qū)崿F(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩，高速小轉(zhuǎn)矩，提升新能源汽車的操作性能。在機(jī)械傳動(dòng)底盤布局設(shè)計(jì)中，使得新能源汽車具備良好的起步轉(zhuǎn)矩，保障新能源汽車的低速功率，而且這種布局設(shè)計(jì)只需要配置小功率的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，降低機(jī)械傳動(dòng)底盤布局的成本。但是機(jī)械傳動(dòng)底盤布局的動(dòng)能傳遞效果不佳，會(huì)消耗電機(jī)驅(qū)動(dòng)的性能，降低運(yùn)行質(zhì)量和效率，在新能源汽車中并不能廣泛使用。

3.2 無(wú)變速器型底盤布局

新能源汽車的無(wú)變速器型底盤布局是將汽車底盤中的離合器和變速器進(jìn)行去除，利用相應(yīng)的減速器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車速度的控制，這種底盤布局的設(shè)計(jì)主要是依靠電機(jī)進(jìn)行汽車動(dòng)力速比切換，使得新能源汽車的動(dòng)力控制系統(tǒng)更加方便、高效，具備較強(qiáng)的實(shí)用性和操作性。在無(wú)變速器型底盤布局中使用的機(jī)械傳動(dòng)裝置較為輕便，并不占用較大的空間，從而達(dá)到新能源汽車輕量化的目的。這種布局設(shè)計(jì)對(duì)于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的要求較高，要能夠產(chǎn)生足夠的后備功率和起動(dòng)扭矩，這樣才能實(shí)現(xiàn)加速和爬坡時(shí)的動(dòng)力供應(yīng)，確保新能源汽車良好的動(dòng)力性能。

3.3 無(wú)差速器型底盤布局

在新能源汽車的無(wú)差速器型底盤布局中，需要依靠驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)完成傳動(dòng)功能，電機(jī)設(shè)置在靠近傳動(dòng)軸的部位，在一定程度上增加了動(dòng)力的傳動(dòng)距離，這種底盤布局方式需要驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)汽車的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，汽車的轉(zhuǎn)速控制需要單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)車輪的速率控制，從而實(shí)現(xiàn)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向功能。

3.4 輪轂電機(jī)型底盤布局

在實(shí)際的底盤布局設(shè)計(jì)中，新能源的輪轂電機(jī)型底盤布局應(yīng)用較為普遍，這種驅(qū)動(dòng)電機(jī)的設(shè)置減少了和驅(qū)動(dòng)輪之間的距離，有效保證了驅(qū)動(dòng)效果，提升了車輛的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)，在進(jìn)行輪轂電機(jī)型底盤布局時(shí)要運(yùn)用減速比大的減速器，以此來(lái)提升汽車在運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步提升車輛運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定。另外，在輪轂電機(jī)型底盤布局中還能將低速外轉(zhuǎn)子設(shè)置在車輪的邊緣位置，這種設(shè)計(jì)在實(shí)際的應(yīng)用中能夠省掉減速齒輪的裝置，實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)輪與電機(jī)之間的零距離動(dòng)力傳送，減少了動(dòng)能的消耗，也能有效的保證運(yùn)行效率，節(jié)約了底盤布局的空間。但是這種底盤布局在實(shí)際的應(yīng)用中需要高性能的電機(jī)，這樣才能確保汽車的穩(wěn)定性和安全性。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著新能源汽車的發(fā)展，人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，我國(guó)的汽車行業(yè)迎來(lái)了重大的變革，使得車企在發(fā)展中更加注重新能源汽車的研發(fā)，底盤布局設(shè)計(jì)是新能源汽車質(zhì)量和性能的關(guān)鍵，也是新能源汽車舒適性的重要保證，因此，在新能源汽車行業(yè)應(yīng)不斷創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù)，提升生產(chǎn)材料的質(zhì)量，不斷摸索出輕量化的汽車底盤布局，在保證新能源汽車車身強(qiáng)度的前提下，提升新能源汽車的續(xù)航能力。并在研發(fā)過(guò)程中不斷借鑒國(guó)外新能源車企的經(jīng)驗(yàn)和模式，提升車企自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而提升車企的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，不斷推動(dòng)新能源汽車行業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)汽車工業(yè)向著環(huán)保性轉(zhuǎn)型。