付東　張賀朋　吳航

摘 要：中國(guó)的汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，加之目前全球都在倡導(dǎo)生態(tài)環(huán)保，汽車(chē)作為排放高污染物的交通工具，在設(shè)計(jì)上更為強(qiáng)調(diào)環(huán)保節(jié)能。新能源汽車(chē)在能源的利用上使用了可再生的清潔能源，因而受到推崇，但是，在汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)上存在著不足。本論文針對(duì)新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)方向進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：新能源汽車(chē)；制動(dòng)系統(tǒng)；底盤(pán)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)方向

0 引言

新能源汽車(chē)的設(shè)計(jì)上使用環(huán)保材料，大大降低了汽車(chē)運(yùn)行中的污染物排放量。目前中國(guó)已經(jīng)著力于新能源汽車(chē)的研究，并被作為新興產(chǎn)業(yè)被提出來(lái)。但是，與普通的汽車(chē)相比，新能源汽車(chē)在設(shè)計(jì)上還存在著不足，特別是新能源汽車(chē)的底盤(pán)設(shè)計(jì)上尚需要?jiǎng)?chuàng)新。

1 關(guān)于新能源汽車(chē)的概述

新能源汽車(chē)，是在動(dòng)力能源的使用上與普通汽車(chē)之間存在著差別，在其運(yùn)行中不再使用汽油和柴油，取而代之的是可再生清潔能源，比如，壓縮氣罐、太陽(yáng)能或者液化石油氣等。[1]中國(guó)的新能源汽車(chē)以動(dòng)汽車(chē)，作為節(jié)能汽車(chē)產(chǎn)品而備受推崇。根據(jù)所使用的動(dòng)力燃料不同，電動(dòng)汽車(chē)可以分為三類(lèi)，其一為純電動(dòng)汽車(chē)，屬于是完全用電池驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛；其二為電機(jī)和電池共同運(yùn)作下的混合動(dòng)力車(chē)；其三為燃料電池車(chē)將，即氫燃料作為主要能源原料。

2 新能源汽車(chē)的底盤(pán)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

新能源汽車(chē)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，底盤(pán)設(shè)計(jì)是其中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。由于新能源汽車(chē)與普通的汽車(chē)存在著諸多的不同，因此，在汽車(chē)底盤(pán)的設(shè)計(jì)上需要根據(jù)汽車(chē)的性能以及實(shí)用性方面考慮，但是在進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)和完善的過(guò)程中，需要大量的投入，而且開(kāi)發(fā)的周期也比較長(zhǎng)。特別是新能源汽車(chē)在零部件上較為困難，而且在設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)上也存在著不足。如果說(shuō)在汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)上存在著創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，就在于可以整體性規(guī)劃，從而使得底盤(pán)的性能充分地發(fā)揮出來(lái)。

新能源汽車(chē)的底盤(pán)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，“滑板式底盤(pán)”是最初的設(shè)計(jì)。在底盤(pán)設(shè)計(jì)上不再延續(xù)傳統(tǒng)汽車(chē)常規(guī)性的底盤(pán)設(shè)計(jì)，而是著重于鋁制滑板式底盤(pán)的設(shè)計(jì)。采用這種底盤(pán)設(shè)計(jì)，雖然底盤(pán)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上有所創(chuàng)新，但是，核心系統(tǒng)并沒(méi)有發(fā)生改變，包括變速系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等，都使用一個(gè)電氣連接，向汽車(chē)的車(chē)身延伸。當(dāng)引入了線傳操控技術(shù)之后，根據(jù)技術(shù)需要，汽車(chē)的底盤(pán)設(shè)計(jì)也相應(yīng)地有所創(chuàng)新。此時(shí)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及制動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)械形式上摒棄了傳統(tǒng)的形式，而是電子控制用于汽車(chē)的各項(xiàng)控制上。[2]汽車(chē)底盤(pán)的空間擴(kuò)大了，原有的轉(zhuǎn)向柱和消踏板都被取消，汽車(chē)的空間得以增大。

3 汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)中對(duì)材料的應(yīng)用

3.1 汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)中對(duì)TRIP鋼材料的應(yīng)用

通常TRIP 鋼材料會(huì)用于大型的裝載汽車(chē)，卻幾乎不會(huì)用于其他汽車(chē)的底盤(pán)設(shè)計(jì)上，特別是小型汽車(chē)的底盤(pán)并不會(huì)選擇TRIP鋼材料。TRIP鋼材料的強(qiáng)度非常高，而且具有較高的可塑性。將TRIP 鋼材料應(yīng)用于汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)中，不僅可以降低燃油的消耗，而且還可以降低汽車(chē)尾氣的排量。此外，TRIP 鋼材料還具有良好的結(jié)合力，耐腐蝕性也非常強(qiáng)，涂層也很密實(shí)。

3.2 汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)中對(duì)三聚磷酸鋁的應(yīng)用

汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)如何對(duì)汽車(chē)的使用起到?jīng)Q定性的作用。因此，汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)中對(duì)各個(gè)零部件的質(zhì)量和設(shè)計(jì)都具有較高的要求。比如，處于行駛狀態(tài)的汽車(chē)在使用的過(guò)程中，底盤(pán)很容易遭到腐蝕。所以，汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)到使用材料，再到底盤(pán)涂料，都對(duì)質(zhì)量有所嚴(yán)格要求。[3]比如，某汽車(chē)廠所制造的汽車(chē)，在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)材料的使用上，就沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢驗(yàn)，而是使得材料中含有鉛等具有較大毒性的物質(zhì)，而且這種材料并沒(méi)有很強(qiáng)的抗腐蝕性，使得產(chǎn)品在存儲(chǔ)的過(guò)程中穩(wěn)定性不夠。三聚磷酸鋁具有良好的抗腐蝕性。

4 新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)的完善

4.1 完善新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)需要注意的問(wèn)題

要對(duì)新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)進(jìn)行完善，就要從三個(gè)方面思考問(wèn)題：

其一，汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)平臺(tái)的應(yīng)用，即在底盤(pán)設(shè)計(jì)中，包括底盤(pán)設(shè)計(jì)的構(gòu)架，以及其子系統(tǒng)都需要保持不變。

其二，要將傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)取消，采用新型的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)。汽車(chē)底盤(pán)子系統(tǒng)的需要基于原有的構(gòu)架，根據(jù)需要做出科學(xué)性的調(diào)整。比如，底盤(pán)設(shè)計(jì)中，子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案要保留下來(lái)，具有不良影響的發(fā)動(dòng)機(jī)要嚴(yán)格取締。因此，在汽車(chē)底盤(pán)的設(shè)計(jì)上，要在對(duì)構(gòu)架進(jìn)行調(diào)整的同時(shí)，還要安裝真空動(dòng)力泵，以使真空源得以改善。新的動(dòng)力系統(tǒng)的減速器接口也要改變。設(shè)計(jì)完子系統(tǒng)的零部件之后，就要對(duì)懸置系統(tǒng)采用CAE分析的方法，以使得系統(tǒng)運(yùn)行中不會(huì)產(chǎn)生太過(guò)強(qiáng)烈的噪音。

其三，由于底盤(pán)設(shè)計(jì)中對(duì)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用了新的方案，車(chē)體后艙的布局也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生改變。通過(guò)對(duì)整車(chē)的質(zhì)量以及荷載重新計(jì)算，而使得懸架系統(tǒng)在運(yùn)行中，安全系統(tǒng)更高。否則，就需要重新設(shè)計(jì)，并做好懸架系統(tǒng)的調(diào)整工作。對(duì)新能源汽車(chē)的前軸荷的分布情況和后軸荷的分布情況進(jìn)行分析，就可以發(fā)現(xiàn)需要對(duì)懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)需要重新設(shè)計(jì)。對(duì)懸架四輪定位參數(shù)的確定，可以采用Adams分析進(jìn)行確定，要盡量保留原有的設(shè)計(jì)方式，從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)對(duì)汽車(chē)的底盤(pán)進(jìn)行局部性調(diào)整。這樣做不僅會(huì)降低開(kāi)發(fā)成本，而且會(huì)縮短開(kāi)發(fā)周期。

4.2 新能源汽車(chē)保持承載式車(chē)身

新能源汽車(chē)保持承載式車(chē)身，在于很多汽車(chē)都會(huì)采用這種設(shè)計(jì)。由于副車(chē)架并不能夠承擔(dān)車(chē)身質(zhì)量的相關(guān)功能，因此，在動(dòng)力總成部件的設(shè)計(jì)上，需要將懸置點(diǎn)確定下來(lái)。車(chē)身的懸置設(shè)計(jì)中，要對(duì)車(chē)身進(jìn)行量化分析，可以采用CAE分析方法，可以在一定程度上避免由于懸置設(shè)計(jì)空間不規(guī)范而導(dǎo)致的總體布設(shè)困難。

4.3 新能源汽車(chē)運(yùn)用非承載式車(chē)身

汽車(chē)車(chē)身采用非承載式設(shè)計(jì)，由于底盤(pán)可形成比較大的框架而使得底盤(pán)的承載力增強(qiáng)，其中可以布設(shè)全部的動(dòng)力系統(tǒng)。所以，在新能源汽車(chē)設(shè)計(jì)的初期，就要規(guī)劃好進(jìn)行部件，不僅可以提高總體布置的簡(jiǎn)易程度，而且隨著車(chē)身重心的降低而使得車(chē)身的整體質(zhì)量有所減輕。

5 結(jié)語(yǔ)

雖然新能源汽車(chē)已經(jīng)被現(xiàn)代人接受，但是，由于新能源汽車(chē)的底盤(pán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)依然會(huì)采用普通車(chē)輛的底盤(pán)設(shè)計(jì)方法，就會(huì)對(duì)新能源汽車(chē)的使用功能帶來(lái)影響。因此，在新能源汽車(chē)的設(shè)計(jì)中，就要在汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)予以改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張俊.新能源汽車(chē)絕緣監(jiān)控系統(tǒng)選配設(shè)計(jì)[J].機(jī)電技術(shù)，2015（02）：107-109.

[2] 向洪軍.新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)趨勢(shì)[J].科技與創(chuàng)新，2015（05）：45-46.

[3] 袁金輝.汽車(chē)底盤(pán)混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)技術(shù)的控制策略研究[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2015（01）：219-222.

作者簡(jiǎn)介：付東（1994—），男，江蘇邳州人，沈陽(yáng)理工大學(xué)本科在讀。

張賀朋（1994—），男，遼寧阜新人，沈陽(yáng)理工大學(xué)本科在讀。

吳航（1995—），男，遼寧阜新人，沈陽(yáng)理工大學(xué)本科在讀。