向洪軍

摘 要：分析了新能源汽車底盤設(shè)計的現(xiàn)狀，舉例說明了汽車底盤的創(chuàng)新設(shè)計，并闡述了新材料在汽車底盤設(shè)計中的應(yīng)用現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；底盤設(shè)計；承載式車身；非承載式車身

中圖分類號：F426 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.05.045

新能源汽車是汽車發(fā)展的方向。在設(shè)計新能源汽車的過程中，需要本著局部整改的設(shè)計理念。特別是在汽車底盤設(shè)計方面，其與汽車的整體布置方案、動力構(gòu)架有十分密切的聯(lián)系。

1 新能源汽車的底盤設(shè)計

1.1 創(chuàng)新設(shè)計

新能源汽車創(chuàng)新設(shè)計的主要特點為不斷完善汽車底盤設(shè)計，而這需要較高的開發(fā)成本和較長的開發(fā)周期，且存在缺少零部件、設(shè)計經(jīng)驗等問題。創(chuàng)新的優(yōu)勢為可以從整體的角度規(guī)劃汽車底盤設(shè)計，從而設(shè)計出性能強大的汽車底盤。在設(shè)計之初，出現(xiàn)了“滑板式底盤”的創(chuàng)新設(shè)計，其顛覆了傳統(tǒng)汽車底盤的設(shè)計常規(guī)。這項設(shè)計的核心內(nèi)容為厚度為28 cm的鋁制滑板式底盤。在這種底盤設(shè)計中，具有所有轎車的核心系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和變速系統(tǒng)等，且僅有一個通向汽車車身的電氣連接。隨著線傳操控技術(shù)的引入，汽車底盤系統(tǒng)中的各種設(shè)計在不斷創(chuàng)新。在這一系統(tǒng)中的制動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等已不再沿用傳統(tǒng)的機械形式，而采用了電子控制。因此，可取消踏板和轉(zhuǎn)向柱等設(shè)置，從而增大汽車的總體布置空間。

1.2 TRIP鋼在汽車底盤設(shè)計中的應(yīng)用

目前，在汽車制造方面，TRIP鋼在大型載貨汽車中的應(yīng)用較多，但其在其他汽車底盤設(shè)計中的應(yīng)用十分有限。特別是在轎車底盤的設(shè)計中，僅有切諾基等車使用了高強度鋼。使用TRIP鋼制造汽車具有高強度、高塑性等特點。在汽車底盤設(shè)計中，利用這種材料可有效地降低汽車的耗油，并減少尾氣排放。對這一材料進行可靠性檢測后發(fā)現(xiàn)，其具備良好的結(jié)合力、致密的涂層和較好的耐腐蝕性。

1.3 三聚磷酸鋁在汽車底盤設(shè)計中的應(yīng)用

汽車底盤對零件的要求十分嚴(yán)格。比如，汽車在行駛過程中其底盤易受到腐蝕等的影響，因此，汽車對整體用漆有著十分嚴(yán)格的要求，特別是底盤涂料。以某汽車制造廠為例，其制造的汽車發(fā)動機漆采用鉛系防腐蝕材料，該材料具有較大的毒性，且抗腐蝕性較差，導(dǎo)致其在儲存過程中缺乏穩(wěn)定性。而采用三聚磷酸鋁作為底盤用漆具有較好的抗腐蝕性，且在儲存過程中具有一定的穩(wěn)定性，這樣能有效維持機械的物理性質(zhì)。表1為三聚磷酸鋁用量對汽車用漆性能的影響。

2 新能源汽車底盤設(shè)計的改制

新能源汽車底盤設(shè)計的改制主要體現(xiàn)在以下3個方面：①沿用汽車底盤設(shè)計平臺。在底盤設(shè)計過程中，應(yīng)沿用原底盤設(shè)計中的構(gòu)架等，且汽車底盤中的子系統(tǒng)應(yīng)保持不變。②取消部分影響汽車底盤子系統(tǒng)的傳統(tǒng)發(fā)動機。由于一些全新的汽車動力系統(tǒng)將取代原有的發(fā)動機，進而取代了原有的汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)等，所以，需要在原有構(gòu)架的基礎(chǔ)上進行科學(xué)調(diào)整。比如，汽車底盤中的制動真空助力泵缺少一定的真空源，因此，需要增加相應(yīng)的真空動力泵，為其提供新的真空源，并科學(xué)整改管路零部件。在新的動力系統(tǒng)中，與原車相比發(fā)生改變的還有減速器接口，所以，應(yīng)根據(jù)所輸入的信息重新設(shè)計系統(tǒng)；各個子系統(tǒng)中的零部件設(shè)計完成后，還需要根據(jù)總體布置、零部件的質(zhì)量設(shè)計懸置支架；進行CAE分析，從而改進懸置系統(tǒng)的強度，并降低該系統(tǒng)運行時的噪聲。③由于在設(shè)計過程中采用了新的總布置方案，使車體后艙的總布置與以往車型相比發(fā)生了巨大的改變。因此，需要重新計算整車質(zhì)量和荷載匹配，目的是確保懸架系統(tǒng)的可靠性。如果發(fā)現(xiàn)懸架系統(tǒng)的可靠性較低，則需要對懸架系統(tǒng)進行調(diào)整或重新設(shè)計。相關(guān)工作人員需要統(tǒng)計同一平臺中新能源汽新增部件的質(zhì)量和質(zhì)心位置，并根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果確定新能源汽車的總布置方案；分析新能源汽車前、后軸荷的分布情況，并校驗原有懸架系統(tǒng)的可靠性，如果發(fā)現(xiàn)原有懸架系統(tǒng)無法沿用，則應(yīng)重新設(shè)計懸架系統(tǒng)或更改系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)；利用Adams分析更改后的懸架四輪定位參數(shù)，并依照分析結(jié)果科學(xué)調(diào)整懸架設(shè)計。

改制過程的主要原則是盡可能地沿用原有的汽車底盤，并根據(jù)實際需要調(diào)整局部設(shè)計。這樣更改的優(yōu)勢在于開發(fā)難度低、開發(fā)成本少和開發(fā)周期短，且能使用傳統(tǒng)汽車的設(shè)計平臺和零件。在傳統(tǒng)汽車的底盤設(shè)計中，承載式汽車與非承載汽車有一定的差別。比如，在總布置方面，這兩種車身存在著較大的差異，且其在新能源汽車底盤設(shè)計中的應(yīng)用也有不同之處。

2.1 承載式車身

在汽車行業(yè)中，大部分轎車采用了承載式車身。因此，在新能源汽車底盤設(shè)計中保持了這樣的構(gòu)架特點，且在動力總成部件方面，均要在車身上尋找相應(yīng)的懸置點，這是因為副車架不具備承擔(dān)車身質(zhì)量的功能。在此類結(jié)構(gòu)中，車身的懸置設(shè)計工作十分復(fù)雜，且要進行大量的CAE分析，這不利于車身的量化；布置空間不規(guī)范，導(dǎo)致總體布設(shè)工作十分困難。目前，此類結(jié)構(gòu)的應(yīng)用較為普遍，比如通用汽車的氫動3號等。

2.2 非承載式車身

運用非承載式汽車車身設(shè)計平臺時，不必投入過多的人力、物力。由于此類汽車底盤具有大梁，可形成較大的框架，具備一定的承重能力，可將動力系統(tǒng)全部置于汽車底盤的框架中。因此，可在設(shè)計初期進行部件的整體規(guī)劃和集中布置，這樣不僅可降低總體布置的難度，還能使車身的重心降低、質(zhì)量減輕。通用汽車早期生產(chǎn)的Chevrolet Volt運用的便是此類底盤結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

E-Flex系統(tǒng)也采用了非承載式車身設(shè)計，其精髓在于可通過同一個框架更換不同的動力系統(tǒng)，且在總布置上不必進行過多的變動。

3 結(jié)束語

在新能源汽車的底盤設(shè)計中，需要沿用原有的設(shè)計構(gòu)架，并根據(jù)設(shè)計要求科學(xué)調(diào)整底盤設(shè)計。

參考文獻

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[2]張俊.新能源汽車絕緣監(jiān)控系統(tǒng)選配設(shè)計[J].機電技術(shù)，2015（02）.

〔編輯：張思楠〕