淺談新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

葛家琪　王瑩

摘 要：可持續(xù)發(fā)展的理念貫穿于社會(huì)生活的方方面面。老百姓出行離不開(kāi)汽車(chē)，汽車(chē)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以新能源汽車(chē)為代表。新能源汽車(chē)的顯著特點(diǎn)是利用可再生資源結(jié)合先進(jìn)的工業(yè)技術(shù)，解決傳統(tǒng)汽車(chē)使用燃油造成的環(huán)保問(wèn)題。眾所周知，汽車(chē)的底盤(pán)是一臺(tái)汽車(chē)的重要組成部分，新能源汽車(chē)區(qū)別于傳統(tǒng)汽車(chē)的關(guān)鍵部分也體現(xiàn)在汽車(chē)底盤(pán)的獨(dú)特性能上。本文試圖對(duì)新能源汽車(chē)底盤(pán)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：新能源;汽車(chē);底盤(pán);特點(diǎn)

1 前言

據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)顯示汽車(chē)行業(yè)未來(lái)的發(fā)展已經(jīng)離不開(kāi)新能源汽車(chē)了。傳統(tǒng)汽車(chē)行業(yè)使用燃油作為主要資源，這在便利民生生活的同時(shí)也對(duì)自然環(huán)保問(wèn)題提出了考驗(yàn)。為了解決此類(lèi)問(wèn)題，新能源汽車(chē)?yán)秒娔苜Y源，結(jié)合先進(jìn)的工業(yè)技術(shù)，形成了新型的汽車(chē)行業(yè)發(fā)展模式，以此來(lái)取代傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)為核心的汽車(chē)模式，這在一定程度上可對(duì)環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)。

2 新能源汽車(chē)的概述

傳統(tǒng)汽車(chē)對(duì)環(huán)境生態(tài)的破壞近年來(lái)已經(jīng)凸顯。各地的霧霾天氣依然持續(xù)不減，特別到冬季，經(jīng)常出現(xiàn)空氣質(zhì)量橙色預(yù)警的提示，空氣中固體懸浮顆粒增多，這些情況對(duì)人民的生命健康造成嚴(yán)重的危害?；诖朔N情況，新能源汽車(chē)發(fā)展的方向主要為安全、環(huán)保與節(jié)能，國(guó)際社會(huì)在積極倡導(dǎo)新能源汽車(chē)時(shí)已達(dá)成共識(shí)。新能源汽車(chē)的理念與環(huán)境保護(hù)的宗旨是一致的。新能源汽車(chē)在政府的大力支持下包含資金和人力的投入，另外出臺(tái)了相關(guān)的特別政策和稅收補(bǔ)貼。新能源汽車(chē)目前涵蓋的范圍比較廣泛，不僅有燃料電池汽車(chē)還有純電動(dòng)汽車(chē)等。新能源汽車(chē)已經(jīng)成為大眾購(gòu)買(mǎi)車(chē)輛的重要選擇項(xiàng)。

3 汽車(chē)底盤(pán)的重要性

汽車(chē)的三大構(gòu)成要件包括：底盤(pán)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、變速箱。因此，底盤(pán)系統(tǒng)對(duì)于辨別一臺(tái)汽車(chē)的優(yōu)劣具有重要作用。在一臺(tái)汽車(chē)中輪胎是離地面最近的零部件，除了輪胎以外最接近地面的零件就是汽車(chē)底盤(pán)了。交通駕駛中路面情況非常復(fù)雜，如果遇到陰雨暴雪天氣，底盤(pán)可能會(huì)因?yàn)樘鞖庠蚨鴵p壞。如果地面坑洼不平，底盤(pán)也會(huì)有摩擦損壞。再比如地面一些腐蝕物品也會(huì)對(duì)汽車(chē)底盤(pán)造成不同程度的損壞。汽車(chē)底盤(pán)的安全性直接會(huì)導(dǎo)致整臺(tái)汽車(chē)的安全穩(wěn)定運(yùn)行狀況。另外汽車(chē)底盤(pán)的結(jié)構(gòu)還會(huì)影響著整個(gè)車(chē)身的總體設(shè)計(jì)，底盤(pán)系統(tǒng)所占的空間決定著車(chē)身的整體空間值，涉及到汽車(chē)的承載性能，運(yùn)動(dòng)特性等因素。正所謂部分影響整體，汽車(chē)底盤(pán)系統(tǒng)正是汽車(chē)整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要構(gòu)成部分。

4 新能源汽車(chē)底盤(pán)的設(shè)計(jì)思路

傳統(tǒng)燃油汽車(chē)雖然對(duì)環(huán)境造成了一定的危害，但是它確實(shí)便利了大眾的生活，存在合理的價(jià)值。雖然新能源汽車(chē)已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)，但是還不能完全否認(rèn)傳統(tǒng)燃油汽車(chē)存在的價(jià)值。開(kāi)發(fā)人員在對(duì)新能源汽車(chē)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該取長(zhǎng)補(bǔ)短，借鑒傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的既存優(yōu)勢(shì)，避開(kāi)燃油汽車(chē)的凸顯劣勢(shì)。傳統(tǒng)燃油汽車(chē)經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)年累月的發(fā)展已經(jīng)形成了穩(wěn)定的行業(yè)模式，如果新能源汽車(chē)完全摒棄傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的既存模式，全新探索，在一定程度上不符合社會(huì)效益價(jià)值。因此，新能源汽車(chē)的設(shè)計(jì)應(yīng)該借鑒傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)，在兼顧效率、安全等的開(kāi)發(fā)價(jià)值考量下進(jìn)行設(shè)計(jì)。

5 新能源汽車(chē)底盤(pán)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

5.1 取消傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)

傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的重要構(gòu)成部分就是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，并且有特有的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)。新能源汽車(chē)最重要的一點(diǎn)就是最底盤(pán)設(shè)計(jì)中取消了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備，同時(shí)相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)也有自己獨(dú)有的設(shè)計(jì)特色。

5.1.1 轉(zhuǎn)向體系特點(diǎn)

在傳統(tǒng)燃油車(chē)中，一般都采用液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向體系由發(fā)動(dòng)機(jī)牽頭帶動(dòng)轉(zhuǎn)向泵，即通過(guò)轉(zhuǎn)向閥、轉(zhuǎn)向缸、高壓油管等帶動(dòng)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器實(shí)現(xiàn)汽車(chē)轉(zhuǎn)向[1]。新能源汽車(chē)中發(fā)動(dòng)機(jī)這一部件是不存在的，因此傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也必須摒棄。必須利用新能源汽車(chē)的自身?xiàng)l件設(shè)計(jì)其獨(dú)有的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，相關(guān)轉(zhuǎn)向部件也要做調(diào)整。新能源汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)依靠電動(dòng)助力，相比較傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，避免燃油泄漏。電動(dòng)助力可以避免傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的燃油泄漏問(wèn)題，更好的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)宗旨。以電動(dòng)助力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，可以相對(duì)獨(dú)立，降低了燃油消耗量。第二，方便操作。在安裝過(guò)程中，電動(dòng)設(shè)備可集成裝備于一體，操作簡(jiǎn)易，節(jié)省了工作時(shí)間。第三，系統(tǒng)靈敏度高。因增加的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)可以敏銳的檢測(cè)到車(chē)輛在各種路況速度情況下的轉(zhuǎn)向速度?？梢詭椭?chē)輛得到最佳的回正速度，保障汽車(chē)控制的穩(wěn)定度。

5.1.2 制動(dòng)體系特點(diǎn)

為新能源電動(dòng)汽車(chē)設(shè)置電動(dòng)真空助力系統(tǒng)是制動(dòng)體系的一大亮點(diǎn)。目前新能源汽車(chē)要安裝液壓制動(dòng)系統(tǒng)，這與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的構(gòu)成差異不算太大。但是由于傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的取消，導(dǎo)致制動(dòng)真空助力泵失去了真空源，因此在新能源汽車(chē)的設(shè)計(jì)中就需要增加電動(dòng)真空泵，只有這樣才可以為新能源汽車(chē)提供真空源，汽車(chē)才可穩(wěn)定工作。制動(dòng)系統(tǒng)的兩個(gè)重要部件是真空輔助助力系統(tǒng)和制動(dòng)主缸，在這兩個(gè)部件上傳統(tǒng)燃油汽車(chē)和新能源汽車(chē)存在較大差異。新能源電動(dòng)汽車(chē)沒(méi)有傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，這樣就沒(méi)有傳統(tǒng)的真空源，而傳統(tǒng)燃油機(jī)轎車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)真空助力裝置的真空源來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管，真空度負(fù)壓一般可達(dá)0.05～0.07MPa[2]。因此為了保障汽車(chē)制動(dòng)體系的正常運(yùn)作，必須設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的助理系統(tǒng)，這就是電動(dòng)真空助力系統(tǒng)。

5.2 底盤(pán)輕巧

汽車(chē)底盤(pán)的輕巧可以更好的提高汽車(chē)各方面性能，提高能源利用的效率。據(jù)調(diào)查，在新能源汽車(chē)配置中，底盤(pán)所占車(chē)兩總重量的30%，而其他部分可占車(chē)輛總重量的70%[3]。底盤(pán)設(shè)計(jì)輕巧的常用方法在于改進(jìn)車(chē)身結(jié)構(gòu)，或改變車(chē)身尺寸，減輕車(chē)輛的零件重量。用輕巧的材料如鎂合金、鋁合金等來(lái)替代鋼材料。

5.3 電池布置精密

新能源汽車(chē)底盤(pán)電池布置的精密，將電池布置于底盤(pán)中這樣底盤(pán)輕巧，重心比較低，有利于高速行車(chē)的穩(wěn)定性[4]。另外，電池布置于底盤(pán)中，可以節(jié)省大量的車(chē)體空間，車(chē)體容積變大，車(chē)身空間得到了更多的釋放。車(chē)內(nèi)空間布局變大，方便車(chē)型外觀設(shè)計(jì)，更加美觀，比如大名鼎鼎的特斯拉。另外電池布置的集中精密可以減少摩擦或者碰撞帶來(lái)的危險(xiǎn)，增強(qiáng)行車(chē)安全系數(shù)。

5.4 設(shè)計(jì)滑板式底盤(pán)

滑板式設(shè)計(jì)的地盤(pán)上在對(duì)新能源汽車(chē)地盤(pán)的實(shí)用性和汽車(chē)性能綜合考慮后的一大亮點(diǎn)。作為新能源汽車(chē)底盤(pán)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，滑板式底盤(pán)推翻了傳統(tǒng)汽車(chē)常規(guī)性的底盤(pán)設(shè)計(jì)形式，此創(chuàng)新設(shè)計(jì)的核心是鋁制滑板式底盤(pán)，具有一定的指導(dǎo)性和創(chuàng)新性[5]。在新能源汽車(chē)中運(yùn)用滑板式底盤(pán)的主要具備以下優(yōu)勢(shì)：

5.4.1 對(duì)車(chē)身設(shè)計(jì)的自由度比較大

底盤(pán)和車(chē)身各自獨(dú)立，不融為一體，這樣為更好的給車(chē)身提供外觀造型提供了更多的選擇。

5.4.2 操控性卓越

底盤(pán)成為汽車(chē)的全部核心，汽車(chē)重心的降低，能更好的提升汽車(chē)的操控性。

5.4.3 安全性能高

在安全系數(shù)設(shè)計(jì)考慮方面，嚴(yán)格按照規(guī)定的碰撞安全標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。制造整副汽車(chē)底盤(pán)時(shí)，保證前后配重為1：1，給行車(chē)安全提供了更好的安全保障。

5.4.4 簡(jiǎn)化維護(hù)工作

因?yàn)槠?chē)整體的重心均集中于底盤(pán)，因此在對(duì)汽車(chē)進(jìn)行檢修的過(guò)程中也具有高度的集中性，零部件較少，檢測(cè)步驟相對(duì)就更加單一化，問(wèn)題發(fā)現(xiàn)也會(huì)更加迅速。

5.5 底盤(pán)設(shè)計(jì)用料精良

汽車(chē)對(duì)于人身安全的影響非常巨大，因此對(duì)于汽車(chē)材料的選擇一定是要嚴(yán)格把關(guān)。在對(duì)比研究中發(fā)現(xiàn)有一種材料從材料強(qiáng)度和材料可塑性方面運(yùn)用于汽車(chē)制造都非常的高，這就是TRIP鋼材料。生產(chǎn)中運(yùn)用此中材料，可對(duì)汽車(chē)尾汽排量有所控制，另外還會(huì)降低燃油消耗。在遇有腐蝕性材料的狀態(tài)下，TRIP鋼材料也能比普通材料發(fā)揮出更好的優(yōu)勢(shì)作用[6]。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，汽車(chē)底盤(pán)是新能源汽車(chē)的重要組成部分，在可持續(xù)發(fā)展的理念下，底盤(pán)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出來(lái)的獨(dú)有特點(diǎn)和新能汽車(chē)的發(fā)展息息相關(guān)。但是，隨著社會(huì)的發(fā)展，設(shè)計(jì)運(yùn)用于實(shí)踐依然存在著部分問(wèn)題，如何突破設(shè)計(jì)的局限性，將理念更好的運(yùn)用于生活中，更是未來(lái)需要關(guān)注的方向。相信，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，技術(shù)材料的完備，新能源汽車(chē)的未來(lái)必將更加值得期待。

廣西生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院2019年院級(jí)課題立項(xiàng)項(xiàng)目：新能源汽車(chē)底盤(pán)構(gòu)造的研究（2019KY16）

2019廣西高校中青年教師基礎(chǔ)能力提升項(xiàng)目：電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池SOC估算研究（2019KY1426）

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