湯森

摘要：新能源汽車是采用新型燃料和新型動(dòng)力作驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛。在環(huán)境保護(hù)問(wèn)題日益重視的當(dāng)下，新能源汽車的推廣迎合了更多的市場(chǎng)需求，極大地推動(dòng)了新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從汽車行業(yè)的整體技術(shù)革新來(lái)看，多功能和模塊化是當(dāng)今汽車新技術(shù)發(fā)展的主流方向，本文探討的就是關(guān)于新能源汽車模塊化底盤發(fā)展中的相關(guān)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；模塊化；汽車底盤

一、模塊化的發(fā)展概述

模塊化生產(chǎn)是現(xiàn)代汽車生產(chǎn)的主流方式，從人類第一次大工業(yè)革命以來(lái)的第一臺(tái)純手工打造的蒸汽車問(wèn)世到20世紀(jì)初期由亨利·福特帶來(lái)的“福特T”型車整車流水線生產(chǎn)技術(shù)，再到20世紀(jì)末全球各主機(jī)廠廣泛采用的自動(dòng)化平臺(tái)多車型混線生產(chǎn)，直到現(xiàn)在的定制式智能模塊化生產(chǎn)方式，構(gòu)成了汽車整車制造技術(shù)的衍變發(fā)展歷程。當(dāng)下，定制式模塊化生產(chǎn)已然成為汽車生產(chǎn)制造的主流模式[1]。

在當(dāng)今汽車生產(chǎn)制造領(lǐng)域中，新能源汽車的發(fā)展正在崛起，它和傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)方式在工藝上又有著很大的不同。以汽車底盤部分來(lái)說(shuō)，采用電能驅(qū)動(dòng)的新能源汽車在驅(qū)動(dòng)模式上出現(xiàn)了完全不一樣的發(fā)展方向，這讓采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的汽車底盤應(yīng)用到新能源汽車上顯得有些力不從心。從電動(dòng)汽車的三個(gè)關(guān)鍵子系統(tǒng)來(lái)看，包括主能源系統(tǒng)（綜合能源系統(tǒng)）、電能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)都和傳統(tǒng)汽車存在較大的差異，所以為了適應(yīng)新的市場(chǎng)需求，發(fā)展一種全新構(gòu)架的新能源汽車專用底盤很有必要。

二、新能源汽車底盤設(shè)計(jì)的要求

采用電能驅(qū)動(dòng)的汽車是新能源汽車的一種主流方式，從電動(dòng)汽車的技術(shù)研發(fā)來(lái)講，對(duì)傳統(tǒng)汽車底盤的構(gòu)架升級(jí)是尤為重要的一個(gè)方向。例如，新式的電動(dòng)汽車底盤需具有快速更換電池模塊的能力，針對(duì)此項(xiàng)功能，以中國(guó)自主品牌“網(wǎng)紅”車型“蔚來(lái)ES8”車型為代表的純電驅(qū)動(dòng)乘用車搭配“蔚來(lái)”自主研發(fā)的“Nio Power”智能無(wú)人換電站，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了快速智能換電的功能。當(dāng)“ES8”駛?cè)霌Q電站內(nèi)，換電機(jī)構(gòu)會(huì)對(duì)底盤精準(zhǔn)定位，快速打開底盤下方的電池模塊蓋板，利用升降裝置卸下需要更換的電池模塊，通過(guò)旋轉(zhuǎn)托盤將充滿電能的電池模塊插入車輛底盤的電池槽內(nèi)，在換電的過(guò)程中還可以對(duì)全車的電氣系統(tǒng)進(jìn)行快速自檢，整個(gè)換電過(guò)程只需三分鐘即可完成，“ES8”車型的底盤已基本實(shí)現(xiàn)“多功能化和模塊快”的功能，這非常符合未來(lái)電動(dòng)汽車底盤的發(fā)展方向[2]。

在電動(dòng)汽車底盤電子化、信息化技術(shù)高速發(fā)展的道路上，新能源汽車的發(fā)展與傳統(tǒng)汽車相比還具有以下一些發(fā)展趨勢(shì)：

1.高響應(yīng)特點(diǎn)。這一點(diǎn)是基于電傳動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)架領(lǐng)先于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的快速響應(yīng)優(yōu)勢(shì)帶來(lái)的特點(diǎn)，在電傳系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)下，汽車會(huì)顯得更加靈活，響應(yīng)更加迅速，操控更精準(zhǔn)，制動(dòng)和啟動(dòng)的效率更高，極大地提升了汽車的安全性能。

2.智能化優(yōu)勢(shì)。和傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車相比，采用電能驅(qū)動(dòng)的新型汽車能更好地和現(xiàn)代化電子產(chǎn)品進(jìn)行融合，在此基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別智能的操作，比如自動(dòng)駕駛功能，電力儲(chǔ)能和變頻輸出功能，提前預(yù)警功能等，這些都可大大提升新能源汽車的安全性和實(shí)用性。

3.一體化設(shè)計(jì)。如今在新能源汽車的底盤設(shè)計(jì)上，對(duì)于車載智能設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，隨著動(dòng)力電池小型化發(fā)展的趨勢(shì)，電動(dòng)汽車底盤的功能集成度將會(huì)更高，底盤結(jié)構(gòu)也將會(huì)變得更加復(fù)雜，可以設(shè)想，當(dāng)汽車底盤進(jìn)化為一個(gè)可以承載車身重量的集成電路板，那么車體內(nèi)將會(huì)得到更大的發(fā)揮空間，其一體化的程度將會(huì)更高。

4.外型簡(jiǎn)化，更多設(shè)計(jì)。高度集成化的新能源汽車不僅僅帶來(lái)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，在外部的表現(xiàn)上也更加簡(jiǎn)化，屆時(shí)以新能源汽車為主流的“簡(jiǎn)約版”汽車也很有可能成為時(shí)尚屆的主流，雖然車輛外型的審美發(fā)展方向是不確定的，但高度模塊化所帶來(lái)的簡(jiǎn)化車身設(shè)計(jì)方向是不會(huì)改變的。

三、新能源汽車底盤系統(tǒng)的發(fā)展方向

在智能化和自動(dòng)化的大發(fā)展方向上，新能源汽車底盤系統(tǒng)主要部件的發(fā)展趨勢(shì)基本可以確定，它包含動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)等重要部分組成的構(gòu)建。

1、動(dòng)力系統(tǒng)

在動(dòng)力系統(tǒng)上，目前常見的新能源汽車主要有純電能驅(qū)動(dòng)、油電混合動(dòng)力、壓縮天然氣及液態(tài)氫為代表的四種方式。在最初，油電混合動(dòng)力汽車是發(fā)展的主流車型，在這一階段，新能源汽車的底盤發(fā)展呈現(xiàn)出一定的逆向且復(fù)雜化特點(diǎn)，由于動(dòng)力結(jié)構(gòu)原理復(fù)雜，其成本也相對(duì)較高。如今隨著動(dòng)力電池技術(shù)的不斷提升，高效能的動(dòng)力電池基本可實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車能源的獨(dú)立供應(yīng)，汽車的動(dòng)力系統(tǒng)逐漸開始簡(jiǎn)化。在動(dòng)力系統(tǒng)上，小型化和高效化的特點(diǎn)已經(jīng)開始呈現(xiàn)。此外，還取消了對(duì)排氣裝置和尾氣凈化裝置的安裝，這也是簡(jiǎn)化新能源汽車的重要因素[3]。

2、傳動(dòng)系統(tǒng)

變速傳動(dòng)系統(tǒng)是汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的另一個(gè)重要組成部分，在傳統(tǒng)汽車中，主要通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)桿實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，但是對(duì)于以電能驅(qū)動(dòng)的車輛而言，采取以電能驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)驅(qū)動(dòng)軸直連的方式簡(jiǎn)化了底盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，極大地減少了動(dòng)能的傳遞損耗，通過(guò)傳導(dǎo)電流強(qiáng)弱的變化及電流可控性的特點(diǎn)讓車速控制也變得更為平順，實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的精準(zhǔn)控制，而且控制電流大小并不需要額外的成本支出，這也讓傳統(tǒng)變速箱的地位逐漸沒(méi)落，所以新能源汽車在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方面具備了更大的優(yōu)勢(shì)。

3、制動(dòng)系統(tǒng)

從傳統(tǒng)汽車的制動(dòng)方式來(lái)看，通過(guò)摩擦將動(dòng)能直接轉(zhuǎn)化為熱能再散發(fā)到空氣中是制動(dòng)的基本原理，而電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)是采用回饋電流儲(chǔ)能的方式與傳統(tǒng)制動(dòng)的方式聯(lián)合進(jìn)行制動(dòng)，在縮減制動(dòng)距離的同時(shí)也大大降低了能源的消耗和機(jī)件的磨損，系統(tǒng)運(yùn)作的原理是，在運(yùn)行時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，而在制動(dòng)時(shí)，將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)，并將動(dòng)能再次轉(zhuǎn)化為電能并重新充回至動(dòng)力電池中，實(shí)現(xiàn)了能量的回收。這樣的高效能利用非常符合現(xiàn)代汽車能源循環(huán)使用的宗旨。

四、新能源汽車的發(fā)展展望[4]

相比傳統(tǒng)的燃油汽車，以電能驅(qū)動(dòng)為主的新能源汽車具有不可替代的優(yōu)勢(shì)

除了上述特點(diǎn)之外，新能源汽車在檢修和充換電方面都變得更加簡(jiǎn)便快捷，極大地減少了對(duì)環(huán)境的污染。除此之外，自2016年開始，國(guó)家開始陸續(xù)發(fā)放新能源汽車專用牌照，并提供一系列綠色服務(wù)通道和優(yōu)惠舉措。2017年，以國(guó)家電網(wǎng)公司為代表的電動(dòng)汽車綜合服務(wù)運(yùn)營(yíng)商（國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車服務(wù)有限公司）已建成了全球最大的智慧車聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，各類充換電設(shè)施覆蓋全國(guó)3.6萬(wàn)公里高速公路，連接170余座城市，形成了“九縱九橫兩環(huán)”的全覆蓋快速充電網(wǎng)絡(luò)體系，并通過(guò)京港澳高速已經(jīng)和南方電網(wǎng)及各類社會(huì)充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通，給電動(dòng)汽車的快速發(fā)展提供了強(qiáng)有力的服務(wù)支撐，優(yōu)化了新能源汽車的市場(chǎng)發(fā)展環(huán)境，這無(wú)異于增加了新能源汽車的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]李曉丹. 新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J]. 中國(guó)能源，2015，（8）：43-45，18.

[2]歐陽(yáng)明高. 我國(guó)節(jié)能與新能源汽車技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略與對(duì)策[J]. 中國(guó)科技產(chǎn)業(yè)，2006，（2）：8-13.

[3]朱松麗. 新能源車的節(jié)能減碳效果和成本有效性分析[J]. 中國(guó)科技投資，2015，（5）：21-23.

[4]盧顯文，王毅達(dá). 產(chǎn)品開發(fā)集成創(chuàng)新的過(guò)程與機(jī)制研究[J]. 科研管理，2016，（5）：10-16.

（作者單位：南京寧眾人力資源咨詢服務(wù)有限公司）