新能源汽车底盘设计方向研究

【摘要】近年来，随着我国社会主义经济的快速发展以及汽车行业的不断进步，人们开始越来越关注新能源汽车的设计问题，尤其是汽车底盘的设计。本文就新能源汽车的底盘设计工作展开探讨，详细分析新能源汽车底盘的主要设计方向，阐明新能源汽车在底盘设计上的重要性，以获得最大化经济效益和社会效益，最终达到推动汽车行业不断向前发展的目的。

【关键词】设计方向；新能源汽车；底盘

中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：

前言

新能源汽车对于汽车行业来说，不仅可以取得最大化经济效益和社会效益，还可以推动其不断向前发展。新能源汽车在设计时采用了许多系统化、整体化和智能化的设计理念，特别是在底盘上，汽车底盘的设计决定着整个布置方案的执行，其与动力系统构造有着密不可分的联系，且在一定程度上会对内部空间和外观设计造成直接性影响，新能源汽车底盘的设计是整个设计工作的最主要内容[1]。

转向、悬架和制动等均属于底盘系统。从传统设计理念上看，底盘系统可对汽车的操控性、舒适性和安全性造成影响；从现代化设计理念上看，底盘系统不仅要与高度集成体系相符，还要与车载能源多样化相适应，注意底盘设计不得约束汽车外部造型和内部空间。

新能源汽车底盘设计方向

现代化新能源汽车由国内自主车型至国际模范车型，由概念车至量产车，其底盘系统在设计过程中均趋向以下两种发展方向：①在传统车平台的基础上，按需求对局部做适当整改；②彻底打破传统思想，合理创造与现代化模式相符的设计理念。

2.1革新体制的设计思路

目前，新能源汽车的设计思路处于被动状态，按照其他方案做修正会对底盘系统造成一定的影响，所以必须在原有平台的条件下修正与设计底盘系统。通过一系列修正与设计措施后，有效延长了传统车零部件的使用寿命，并确保底盘框架无任何变动，而转向、传动、制动与悬架等系统则要在保证工作原理没有改变的情况下方能做适当调整，如图1所示。

图1 革新体质的设计思路

设计时可继续采用传统平台的底盘结构，也就是底盘系统的工作原理与副车架保持原有形态。由于现代化动力系统替代了过去传统的发动机，所以新能源汽车必须在传统结构上对底盘传动系统、制动系统与转向系统做适当调整；由于制动真空助力泵的真空源不足，所以必须增设一个电动真空泵，以提供充足的真空源，而管路等与之相关的各零部件也要做适当改变；由于发动机已撤销，所以传统动力转向泵未能继续使用，必须合理创设与现代需求相符的转向动力源，其管路等相关零部件也要做适当改变；由于新动力系统的相应减速器接口不符合原车接口，所以传动系统必须按照新型的输入信息展开修正工作。底盘系统的零部件完成各项修改与设计工作后，依照整体布置和零部件数模对悬置支架进行设计，然后利用CAE分析对悬置系统的实际噪音和强度做确定，以做好最后的改进工作[2]。

因为新布置方案的执行，使得前后舱的布置内容发生了较大变化，必须再次计算汽车的载荷匹配和整体质量，这样才能有效判定传统悬架系统的安全性与可靠性，如果发现缺乏安全性与可靠性，就要对悬架系统做适当调整。具体步骤如下：①仔细统计新增零部件的相应质心位置及整体质量，并与继续使用的零部件质心位置及总体质量相结合，在新布置方案的基础上有效计算出新能源汽车的对应质心位置及整体质量；②利用X向位置和总体质量将前后轴荷的分布情况详细计算出来；③按计算得出的轴荷与总体质量对传统悬架系统的安全性与可靠性进行校验，如果无法继续使用，那么就要再次设计出全新的悬架系统；④利用Adams解析悬架系统的改变是否会直接影响到四轮定位参数，以合理科学的调整悬架系统。

2.2革新体制的设计特征

革新体质的主要设计特征是继续使用传统车底盘，按照需求对部分区域做适当整改，尽量实现短周期、低难度和小成本开发，且平台要与传统车一起使用，最大限度地利用传统车已完善的零部件。过去传统车在设计时，包括承载式车身和非承载式车身这两种型式，因型式不同所以其布置也有所不同[3]。

承载式车身在大多数轿车设计中得到广泛运用，因而大部分新能源汽车也继续采用该构思设计，而动力总成等多种部件均于车身做悬置点的安设，所以副车架无需负担重量。这一结构将悬置设计工作逐步复杂化，给量产化增加了一定的难度，同时还要利用CAE展开大量分析活动，加上布置空间呈不规则状态，使得布置的执行越来越困难。

非承载式车身在大多数汽车中得到广泛运用，而新能源汽车在该平台上实施设计，可节省大量成本，主要是因为非承载式车身的底盘结构特征与系统化、整体化和智能化设计理念相符。非承载式车身的底盘有大梁，在一定程度上可以组建大框架来承重，因而在底盘框架中安设动力系统等各部件。由于这一框架结构具有十分规整的空间，所以于设计初期就可合理规划每个部件的具置与集成度，以减少布置难度，实现车身改制量与重心的降低[4]。

2.3创新的设计思路

为了实现新能源汽车底盘的创新设计，必须完全消除原平台框架的设计思路，把整体优化设计作为核心思想，重新设想与现代化需求相符的汽车设计理念。新能源汽车底盘的创新设计，不仅要创新整个动力系统，还要不断增加其他系统的创新空间，相互配合，紧密协作，实现汽车整体性能的有效提高。

2.4创新特征

创新设计的主要特征是没有前例可以参考，由概念开始逐步完善至功能，周期长、难度高、费用多，缺乏可以继续使用的零部件资源与平台资源。由于创新设计属于零起点设计，所以在设计初期就可以按照整体优化设计理念执行，只有这样才能获得最佳集成度和最优性能的新能源汽车。

滑板式底盘的研发，使得过去传统底盘模式被彻底。滑板式底盘对于新能源汽车底盘的设计来说具有一定的创新性、指导性和方向性[5]。在新能源汽车中运用滑板式底盘的主要优势表现在以下几个方面：①设计车身时，具有较大的自由度。由于平面式底盘和平面式车身属于独立整体，所以车身造型的设计不受任何约束。②操控性卓越。在底盘安设全部核心系统，以降低车辆重心，强化操控性。③安全性能高。制造汽车底盘时，其前后配重为1:1，与有关规定的碰撞安全标准相符，如果发生碰撞情况，底盘就会汲取大量冲击力，有效防止乘客舱因激烈碰撞而产生内陷变化。④简化制造与维护工作。因为底盘采用整体优化设计理念执行，所以具有集成度高和零部件少等特点，大大降低了制造工艺与装卸工艺的复杂性，利于日常维护检修工作的实施。⑤内部可用空间扩大，安设难度减轻。底盘属于扁平状框架，因而大大增加了可利用空间，其安设难度也得到相应的降低。但滑板式底盘在运用过程中也存在着各种不同程度的问题，具体表现在以下两点：①只适合在燃料电池汽车中使用，适用区域过于狭窄；②应用非机械底盘进行控制，仅凭借线传操控体系执行。

结束语

总而言之，新能源汽车底盘的设计方向应从革新体制与创新思路出发，把高效与经济作为重要核心，积极强化汽车的整体性能，节约造价成本，只有这样才能实现低成本和短周期开发，使新能源汽车达到量产化的目的，以获得最大化经济效益与社会效益，这对于新能源汽车的可持续发展来说具有至关重要的作用和意义。

【参考文献】

[1]辛木.现代汽车底盘零件及其控制系统新技术[J].交通世界(运输.车辆),2009,(01):70-72.

[2]骆洪山,赵应彩.当代汽车底盘新技术简介[J].农机使用与维修,2009,(03):110-111.

[3]胡伟,喻川,张建武,冯奇.新能源汽车底盘纵臂的轻量化设计[J].机械设计与研究,2010,26(03):115-117.

[4]毛显红,侯之超,宋立新,罗明军,赵永玲.振动疲劳关键技术及其在底盘结构中的应用[J].汽车工程学报,2013,3(02):133-138.

[5]宗长富,李刚,郑宏宇,何磊,张泽星.线控汽车底盘控制技术研究进展及展望[J].中国公路学报,2013,26(02):160-176.