陳震寰 茍銳

西南交通大學(xué)建筑與設(shè)計(jì)學(xué)院，四川成都，611756

新能源地形自適應(yīng)概念跑車(chē)設(shè)計(jì)

陳震寰 茍銳

西南交通大學(xué)建筑與設(shè)計(jì)學(xué)院，四川成都，611756

隨著社會(huì)發(fā)展，汽車(chē)工業(yè)水平的不斷提高，能源的消耗使得能源危機(jī)日益加劇，對(duì)于不可再生能源的過(guò)度消費(fèi)導(dǎo)致了能源危機(jī)。傳統(tǒng)燃油汽車(chē)尾氣的過(guò)度排放，使得人們不得不研發(fā)新能源汽車(chē)。而如今新能源早已不再是一個(gè)新的概念，而是時(shí)代所必須的，所以汽車(chē)設(shè)計(jì)過(guò)程之中使用新能源勢(shì)在必行。與此同時(shí)，人們?cè)絹?lái)越需要一款能夠具有多種用途、能在不同路況條件下行駛的車(chē)輛，同時(shí)不乏對(duì)速度的要求。傳統(tǒng)汽車(chē)在道路、地形的適應(yīng)度上有著很大差別，分類(lèi)明確，譬如越野、轎車(chē)、跑車(chē)等。而作為能夠適應(yīng)不同路況的衍生類(lèi)別又有著SUV、ATV等多地形車(chē)。

新能源；多地形；概念跑車(chē)

1 研究背景

隨著國(guó)內(nèi)生產(chǎn)水平和人們生活質(zhì)量的提高，人們對(duì)物質(zhì)的高追求逐漸明顯，未來(lái)產(chǎn)品被期望在設(shè)計(jì)質(zhì)量上的要求越來(lái)越高。為了滿(mǎn)足物質(zhì)的需求，大量產(chǎn)品出現(xiàn)，這在人口膨脹的今天同時(shí)也造成了能源資源的緊缺。新能源在未來(lái)設(shè)計(jì)領(lǐng)域是尤為重要的因素，新能源的發(fā)現(xiàn)和使用情況關(guān)乎人類(lèi)是否能夠在這片土地上長(zhǎng)久存在。因此，對(duì)新能源產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)在如今的世界里顯得尤為重要。而機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放導(dǎo)致的空氣污染與能源消耗日益加劇使得新能源汽車(chē)的課題更具有重要意義。

1.1 主要研究問(wèn)題

（1）新能源汽車(chē)的特征及工作原理。

（2）多地形汽車(chē)的多種適用環(huán)境分析。

（3）合理設(shè)計(jì)多地形汽車(chē)的結(jié)構(gòu)和造型。

（4）分析并解決輪胎與車(chē)身的連接方式。

（5）造型上體現(xiàn)新意。

1.2 研究方法

以人為核心進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查研究，分析數(shù)據(jù)資料，學(xué)習(xí)現(xiàn)有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念，分析新能源汽車(chē)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)造型分析。經(jīng)過(guò)了前期的調(diào)研與資料收集，完成前期的調(diào)研準(zhǔn)備工作，對(duì)車(chē)體可變換姿態(tài)以自動(dòng)適應(yīng)不同地形的方案進(jìn)行了可行性分析。確立基本思路和大致的方案，在方案的形成過(guò)程中也遇到了不少的問(wèn)題，譬如怎樣實(shí)現(xiàn)車(chē)身姿態(tài)的自動(dòng)調(diào)整以及多地形的自適應(yīng)能力的解決途徑，這些難點(diǎn)都在查閱相關(guān)資料和對(duì)比現(xiàn)有產(chǎn)品的過(guò)程當(dāng)中逐漸克服，主要從外觀為重點(diǎn)著手設(shè)計(jì)，通過(guò)繪制了大量的草圖，制作草模型分析外形與結(jié)構(gòu)的合理性，不斷推敲造型設(shè)計(jì)，整車(chē)外觀效果大致呈現(xiàn)。

2 新能源產(chǎn)品與多地形車(chē)說(shuō)明

2.1 新能源產(chǎn)品簡(jiǎn)介

隨著消費(fèi)水平的提高、內(nèi)需的擴(kuò)大、經(jīng)濟(jì)收入的增加，人們對(duì)物質(zhì)的需求不斷攀升，在產(chǎn)品方面的需求也呈上升趨勢(shì)。新能源又稱(chēng)非常規(guī)能源，是指?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式。而新能源產(chǎn)品則是利用剛開(kāi)始開(kāi)發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如太陽(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。新能源汽車(chē)是指采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源（或使用常規(guī)的車(chē)用燃料、采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置），綜合車(chē)輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車(chē)。

新能源汽車(chē)目前包括幾種：純電動(dòng)汽車(chē)、增程式電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)、其他新能源汽車(chē)等。

2.2 多地形車(chē)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

多地形車(chē)的設(shè)計(jì)是目前汽車(chē)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，時(shí)常在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上存在體型巨大、笨重、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)陋等缺陷。然而多地形車(chē)具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：簡(jiǎn)單實(shí)用、越野性能好、用途廣泛、路面適應(yīng)能力強(qiáng)。

現(xiàn)有的多地形車(chē)普遍存在一些不足，例如：ATV雖然能夠在惡劣的道路環(huán)境下良好行駛，但回到普通路面時(shí)表現(xiàn)出了速度缺陷，無(wú)法高速行駛、外觀一般無(wú)篷，不適合各種天氣情況下使用。SUV體積大、自重大、速度與靈活度不夠、底盤(pán)高，在高速行駛下穩(wěn)定性下降等。多地形車(chē)與新能源的結(jié)合創(chuàng)造了新的可能性。新能源具有輕便的特點(diǎn)、新能源與現(xiàn)有能源的不同可能完全改變車(chē)體的動(dòng)力結(jié)構(gòu)，讓多地形車(chē)克服自身缺陷，朝著更簡(jiǎn)單實(shí)用、更好的性能、更輕便的外觀、更炫酷的造型方向發(fā)展。

2.3 研究?jī)r(jià)值

新能源跑車(chē)設(shè)計(jì)是各大汽車(chē)企業(yè)不斷投入砝碼的項(xiàng)目，預(yù)計(jì)不久之后就會(huì)出現(xiàn)新能源跑車(chē)領(lǐng)域的爆發(fā)期。并且在跑車(chē)領(lǐng)域里尚未出現(xiàn)一款兼顧多地形適應(yīng)能力、能夠高效快速行駛的產(chǎn)品，因此，新能源地形自適應(yīng)概念跑車(chē)的課題很具有設(shè)計(jì)研究的必要性。搭配新能源與新技術(shù)，使車(chē)輛響應(yīng)時(shí)代所需，盡可能做到綠色節(jié)能環(huán)保。

分析與設(shè)計(jì)多地形自適應(yīng)能力的實(shí)現(xiàn)途徑，通過(guò)可自由變換的底盤(pán)高度，使整車(chē)具備不同的行駛姿態(tài)，并能夠自動(dòng)調(diào)整所需的姿態(tài)，將其巧妙整合到整車(chē)外觀中。

3 新能源地形自適應(yīng)概念跑車(chē)設(shè)計(jì)

3.1 用戶(hù)分析及產(chǎn)品定位

在傳統(tǒng)的多地形車(chē)普遍不能夠兼顧速度與路況適應(yīng)力的情況下，本人自主設(shè)計(jì)的一款新能源地形自適應(yīng)概念跑車(chē)能夠較好地適應(yīng)路面變化并且能夠在平穩(wěn)的賽道上保持高速，而當(dāng)它來(lái)到越野的路面時(shí)也能夠較好地快速行駛，它的客戶(hù)群體定位為高收入群體，喜歡極速、高效、多種路面、良好的操控性的人群，可以滿(mǎn)足多地形的駕駛體驗(yàn)，高端、舒適、高效兼具跑車(chē)優(yōu)異性能以及能應(yīng)對(duì)不同路況地形。

3.2 功能說(shuō)明

新能源地形自適應(yīng)概念跑車(chē)采用了純電驅(qū)動(dòng)的方式作為主動(dòng)力，車(chē)架采用超輕碳纖維，減少了車(chē)體自重，提高車(chē)速。整車(chē)造型比較修長(zhǎng)、低矮，符合跑車(chē)的空氣動(dòng)力學(xué)要求。與此同時(shí)加入了地形適應(yīng)功能，因而輪轂設(shè)計(jì)成外露式，采用滑動(dòng)模塊的連軸將輪胎與車(chē)體相連接，以磁懸浮的方式連接輪胎與中心軸，減小行駛過(guò)程當(dāng)中的震動(dòng)，提高整車(chē)的穩(wěn)定性，并且可以將路面狀況的信息實(shí)時(shí)回傳到車(chē)內(nèi)的控制中心，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)，從而應(yīng)對(duì)各種不同的路況條件。在車(chē)的前臉設(shè)有兩個(gè)大進(jìn)氣口，整車(chē)的全包裹式擾流板提供了更好的平衡性和下壓力，車(chē)身側(cè)面夸張的側(cè)翼不僅能夠使造型更具速度感，此外還能作為踏板為使用者進(jìn)出車(chē)內(nèi)提供方便。該車(chē)沒(méi)有后視鏡，A柱也較為寬，沒(méi)有B柱，視線(xiàn)較窄，所以在車(chē)體周?chē)b有廣角攝像頭，通過(guò)合成處理為360°全景影像投射在前擋風(fēng)玻璃面板上，行駛過(guò)程當(dāng)中駕車(chē)者可以通過(guò)觀察車(chē)內(nèi)的HUD全景影像來(lái)觀察周?chē)穆窙r。

3.3 外觀設(shè)計(jì)

三視圖確定（如圖1）：

圖1 尺寸三視圖

三維效果圖（如圖2）：

圖2 效果圖

3.4 主要結(jié)構(gòu)與部件

車(chē)輪結(jié)構(gòu)爆炸圖（如圖3）：

圖3 車(chē)輪結(jié)構(gòu)圖

車(chē)輪是磁懸浮式結(jié)構(gòu)，即為車(chē)輪的輪轂與車(chē)輪的中心軸是不相連的，這樣做的目的在于能夠使得整車(chē)在行駛過(guò)程當(dāng)中非常的平穩(wěn)，并且能夠消除輪轂與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦力，從而只受到空氣摩擦的影響，極大地提升了效能，減少能源浪費(fèi)。輪胎內(nèi)部設(shè)有包覆360°的鱗片傳感器，可以感知由輪胎接觸地面所傳來(lái)的震動(dòng)回饋，再將信息傳遞到車(chē)內(nèi)的控制中心進(jìn)行分析，以便調(diào)節(jié)車(chē)輪連軸的位置與角度，從而改變行車(chē)運(yùn)行姿態(tài)。

3.5 內(nèi)飾設(shè)計(jì)分析

這款概念車(chē)提供了兩人乘坐的位置，以獨(dú)特的類(lèi)似戰(zhàn)斗機(jī)艙的前后座排列方式進(jìn)行了設(shè)計(jì)，座椅采用分離式多邊形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以自動(dòng)調(diào)整每一塊部件的角度以貼合乘坐者的背部，并且可以記憶乘坐者的調(diào)整狀態(tài)，以便快速切換座椅模式。內(nèi)飾的造型有著很強(qiáng)的科技感，流線(xiàn)型的帶狀隔板，與類(lèi)似摩托艇一樣的造型營(yíng)造出一種完全沉浸的包圍體驗(yàn)。

4 結(jié)論

綜上所述，在汽車(chē)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，不斷有創(chuàng)新出現(xiàn)，新能源汽車(chē)正是人們所追求的，而多地形車(chē)就是在人們追求高品質(zhì)享受的情況下應(yīng)運(yùn)而生的。因此在高品質(zhì)生活受到關(guān)注的今天，要設(shè)計(jì)一款既能滿(mǎn)足自駕探險(xiǎn)愛(ài)好者的駕駛的需要，又能不擔(dān)心能源問(wèn)題，同時(shí)給使用者最佳的用戶(hù)體驗(yàn)，使得駕駛的過(guò)程更加輕松、愉快的新型跑車(chē)。這是一種新的品質(zhì)生活，也是社會(huì)進(jìn)步后人們對(duì)生活的必然要求。新技術(shù)的應(yīng)用總是推動(dòng)著造型的革新，造型的創(chuàng)新也在推動(dòng)新技術(shù)的研發(fā)，這二者相輔相成，形式要滿(mǎn)足功能，是設(shè)計(jì)恒久不變的原則。

在不久的將來(lái)，新能源多地形汽車(chē)將發(fā)揮出巨大的市場(chǎng)潛力，它將憑借自己的優(yōu)勢(shì)，在汽車(chē)市場(chǎng)“撕”出一片天地。設(shè)計(jì)以人為本，探討新能源多地形車(chē)的設(shè)計(jì)過(guò)程，最終是要滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求，以此打開(kāi)未來(lái)新的市場(chǎng)，帶來(lái)新的方向與體驗(yàn)。

[1]葉建國(guó).寧波市公共交通天然氣汽車(chē)應(yīng)用及發(fā)展研究.浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2012.

[2]邵漢橋,張維,陳鵬云.我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展?fàn)顩r分析.華中電力,2010, 23(5).

陳震寰/1992年生/男/湖北孝感人/本科/研究方向?yàn)楣I(yè)設(shè)計(jì)

李德武/1977年生/男/四川宣漢人/副教授/研究方向?yàn)槿藱C(jī)工程學(xué)、可持續(xù)設(shè)計(jì)