萬(wàn)東

摘 要：基于現(xiàn)階段新能源汽車底盤設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，提出了新能源汽車底盤的改制設(shè)計(jì)，討論了新能源汽車底盤設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方向，分析了滑板式新能源汽車底盤的設(shè)計(jì)、應(yīng)用過(guò)程，以期為我國(guó)新能源汽車底盤的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；底盤設(shè)計(jì)；懸架系統(tǒng)；制動(dòng)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U463.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.05.038

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，新能源汽車已成為汽車產(chǎn)品未來(lái)的主要發(fā)展方向。

1 新能源汽車底盤的改制設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)方向

新能源汽車底盤的改制設(shè)計(jì)要在原有汽車設(shè)計(jì)平臺(tái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。因此，新能源汽車底盤的改制設(shè)計(jì)最大限度地沿用了傳統(tǒng)汽車底盤設(shè)計(jì)的成熟技術(shù)。具體而言，新能源汽車底盤改制設(shè)計(jì)的基本框架與傳統(tǒng)汽車底盤設(shè)計(jì)一致，只對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)和懸架系統(tǒng)進(jìn)行了一定的調(diào)整和改動(dòng)，其基本工作原理不需要改變，具體改動(dòng)如圖1所示。

在圖1中，新能源汽車底盤的改制設(shè)計(jì)沿用了以往底盤平臺(tái)設(shè)計(jì)的構(gòu)架，即底盤子系統(tǒng)的工作原理、副車架的結(jié)構(gòu)保持不變，需要調(diào)整和改動(dòng)的部分為增加電動(dòng)真空泵及其管路零部件。由于無(wú)法沿用傳統(tǒng)汽車底盤的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所以，相關(guān)設(shè)計(jì)者需要開發(fā)新的轉(zhuǎn)向動(dòng)力源。

1.2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)和應(yīng)用

新能源汽車底盤改制設(shè)計(jì)的特點(diǎn)為：盡可能地沿用傳統(tǒng)汽車底盤的設(shè)計(jì)平臺(tái)，并根據(jù)實(shí)際需求改動(dòng)設(shè)計(jì)平臺(tái)。沿用和改動(dòng)的過(guò)程要以降低開發(fā)成本、難度等為標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)汽車底盤設(shè)計(jì)平臺(tái)分為承載式車身設(shè)計(jì)平臺(tái)和非承載式車身設(shè)計(jì)平臺(tái)，這就意味著新能源汽車底盤設(shè)計(jì)在總布置方面需要具有一定的針對(duì)性。傳統(tǒng)汽車的承載式車身是目前絕大數(shù)汽車所采用的構(gòu)架設(shè)計(jì)，因此，新能源汽車底盤的改制設(shè)計(jì)也應(yīng)沿用這一構(gòu)架，其動(dòng)力總成等配置部件需要在此類車身上尋找懸置點(diǎn)，而其底盤的副車架設(shè)計(jì)則不需要考慮承重問(wèn)題。由于承載式車身空間規(guī)則的設(shè)計(jì)難度較大，導(dǎo)致懸置設(shè)計(jì)的內(nèi)容較為復(fù)雜，且不利于大批量生產(chǎn)。但考慮到承載式車身設(shè)計(jì)平臺(tái)具有開發(fā)成本低、周期短的特點(diǎn)，可將其應(yīng)用于小型車的設(shè)計(jì)。

就目前而言，也有一部分新能源汽車底盤改制設(shè)計(jì)采用了非承載式車身設(shè)計(jì)平臺(tái)。采用該平臺(tái)設(shè)計(jì)新能源汽車的底盤時(shí)，不需再投入大量的人力、物力，這是因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)內(nèi)容更加符合汽車底盤整體化的設(shè)計(jì)理念。由于底盤上裝有大梁，可形成一個(gè)能承重的大框架，進(jìn)而可將動(dòng)力系統(tǒng)等部件布置于此框架中。設(shè)計(jì)者可在設(shè)計(jì)初期整體規(guī)劃該框架中各個(gè)部件的集成度和布置位置等，從而降低總體布置的難度，且使車輛的重心降低、車身的改制量減小。因此，非承載式的車身設(shè)計(jì)平臺(tái)大多用于SUV等車型的改造。

2 新能源汽車底盤的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)方向

新能源汽車底盤創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方向是摒棄原有汽車設(shè)計(jì)平臺(tái)的框架結(jié)構(gòu)，以整體式的優(yōu)化設(shè)計(jì)作為主要研究方向。這種從零開始的汽車底盤創(chuàng)新設(shè)計(jì)采用了全新的汽車設(shè)計(jì)平臺(tái)，它沒(méi)有固定的設(shè)計(jì)思路和方向。具體而言，在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，重新設(shè)計(jì)了汽車的動(dòng)力系統(tǒng)及其各個(gè)功能系統(tǒng)，其目的是更加有效地提高車輛的性能。對(duì)于新能源汽車底盤的創(chuàng)新設(shè)計(jì)而言，其主框架結(jié)構(gòu)、各個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用模式都進(jìn)行了創(chuàng)新。

2.2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)和應(yīng)用

創(chuàng)新設(shè)計(jì)，即沒(méi)有原有的案例可以采納。對(duì)于從最初的設(shè)計(jì)概念到最后汽車底盤系統(tǒng)的應(yīng)用而言，采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)會(huì)比沿用傳統(tǒng)車身設(shè)計(jì)更加完善。雖然創(chuàng)新設(shè)計(jì)的難度大、成本高、周期長(zhǎng)，且缺乏可沿用的汽車設(shè)計(jì)平臺(tái)和相關(guān)零部件，但設(shè)計(jì)出的新能源汽車底盤會(huì)有脫胎換骨的變化。比如，滑板式新能源汽車底盤設(shè)計(jì)理念的提出，徹底推翻了傳統(tǒng)汽車底盤的設(shè)計(jì)模式?；迨狡嚨妆P設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容為厚度為28 cm的鋁制滑板。其結(jié)構(gòu)框架內(nèi)包含了汽車所有系統(tǒng)的連接設(shè)計(jì)，比如車載儲(chǔ)能系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)和變速系統(tǒng)等。此外，在此設(shè)計(jì)中還引用了線傳操控技術(shù)，進(jìn)而使底盤設(shè)計(jì)的子系統(tǒng)，比如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)等不再使用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式設(shè)計(jì)、制造。而是采用數(shù)字化電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造。因此，在此設(shè)計(jì)中，可省去對(duì)轉(zhuǎn)向柱、踏板等的設(shè)計(jì)。

滑板式新能源汽車底盤設(shè)計(jì)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)有以下3點(diǎn)：①提高了汽車車身設(shè)計(jì)的自由度。在具備平面式底盤和車身獨(dú)立的情況下，為車身的造型設(shè)計(jì)提供了非常高的自由度。②降低了汽車底盤設(shè)計(jì)的總布置難度，增大了車身內(nèi)部的可利用空間。由于新能源汽車底盤設(shè)計(jì)采用了扁平的整體框架，且安置在底盤上的燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的集成度較高，使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)占用的空間大大減小。③大大簡(jiǎn)化了車輛維護(hù)的流程，且車輛重心非常低，提高了車輛的操控性。

此外，碰撞安全性較高也是滑板式汽車底盤創(chuàng)新設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)之一。在整副底盤的制造過(guò)程中，應(yīng)保證其前、后配重比為1∶1，從而滿足汽車碰撞的安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)新能源汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)，其堅(jiān)固的底盤能吸收絕大部分沖擊力，從而使駕駛者、乘客在汽車內(nèi)不會(huì)因?yàn)檐圀w碰撞而受傷。但滑板式汽車底盤技術(shù)也存在一系列尚未解決的問(wèn)題。具體而言，現(xiàn)階段的創(chuàng)新設(shè)計(jì)僅適用于使用燃料電池的汽車底盤，還無(wú)法應(yīng)用于其他電動(dòng)汽車底盤。這就意味著滑板式汽車底盤設(shè)計(jì)的應(yīng)用范圍較小，且其采用的非機(jī)械底盤控制技術(shù)必須依賴于線傳操控系統(tǒng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文分析了新能源汽車底盤設(shè)計(jì)的方向。對(duì)于在原有車身框架上進(jìn)行的底盤改制設(shè)計(jì)，其具有應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性較高的特點(diǎn)，適用于新能源汽車底盤的大批量制造；對(duì)于新穎的整體化底盤設(shè)計(jì)，其具有整體性能較強(qiáng)的特點(diǎn)，但因其具有前期投入成本大、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，還需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員不斷完善和優(yōu)化。

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〔編輯：張思楠〕