新能源地形自適應概念跑車設計

陳震寰 茍銳

西南交通大學建筑與設計學院，四川成都，611756

新能源地形自適應概念跑車設計

陳震寰 茍銳

西南交通大學建筑與設計學院，四川成都，611756

隨著社會發展，汽車工業水平的不斷提高，能源的消耗使得能源危機日益加劇，對于不可再生能源的過度消費導致了能源危機。傳統燃油汽車尾氣的過度排放，使得人們不得不研發新能源汽車。而如今新能源早已不再是一個新的概念，而是時代所必須的，所以汽車設計過程之中使用新能源勢在必行。與此同時，人們越來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輛，同時不乏對速度的要求。傳統汽車在道路、地形的適應度上有著很大差別，分類明確，譬如越野、轎車、跑車等。而作為能夠適應不同路況的衍生類別又有著SUV、ATV等多地形車。

新能源；多地形；概念跑車

1 研究背景

隨著國內生產水平和人們生活質量的提高，人們對物質的高追求逐漸明顯，未來產品被期望在設計質量上的要求越來越高。為了滿足物質的需求，大量產品出現，這在人口膨脹的今天同時也造成了能源資源的緊缺。新能源在未來設計領域是尤為重要的因素，新能源的發現和使用情況關乎人類是否能夠在這片土地上長久存在。因此，對新能源產品的開發設計在如今的世界里顯得尤為重要。而機動車尾氣排放導致的空氣污染與能源消耗日益加劇使得新能源汽車的課題更具有重要意義。

1.1 主要研究問題

（1）新能源汽車的特征及工作原理。

（2）多地形汽車的多種適用環境分析。

（3）合理設計多地形汽車的結構和造型。

（4）分析并解決輪胎與車身的連接方式。

（5）造型上體現新意。

1.2 研究方法

以人為核心進行市場調查研究，分析數據資料，學習現有產品的設計理念，分析新能源汽車的結構，設計造型分析。經過了前期的調研與資料收集，完成前期的調研準備工作，對車體可變換姿態以自動適應不同地形的方案進行了可行性分析。確立基本思路和大致的方案，在方案的形成過程中也遇到了不少的問題，譬如怎樣實現車身姿態的自動調整以及多地形的自適應能力的解決途徑，這些難點都在查閱相關資料和對比現有產品的過程當中逐漸克服，主要從外觀為重點著手設計，通過繪制了大量的草圖，制作草模型分析外形與結構的合理性，不斷推敲造型設計，整車外觀效果大致呈現。

2 新能源產品與多地形車說明

2.1 新能源產品簡介

隨著消費水平的提高、內需的擴大、經濟收入的增加，人們對物質的需求不斷攀升，在產品方面的需求也呈上升趨勢。新能源又稱非常規能源，是指傳統能源之外的各種能源形式。而新能源產品則是利用剛開始開發利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能和核聚變能等。新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源（或使用常規的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。

新能源汽車目前包括幾種：純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車、氫發動機汽車、其他新能源汽車等。

2.2 多地形車的優勢特點

多地形車的設計是目前汽車設計領域的一個薄弱環節，時常在產品的設計上存在體型巨大、笨重、結構簡陋等缺陷。然而多地形車具有以下幾點優勢：簡單實用、越野性能好、用途廣泛、路面適應能力強。

現有的多地形車普遍存在一些不足，例如：ATV雖然能夠在惡劣的道路環境下良好行駛，但回到普通路面時表現出了速度缺陷，無法高速行駛、外觀一般無篷，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、底盤高，在高速行駛下穩定性下降等。多地形車與新能源的結合創造了新的可能性。新能源具有輕便的特點、新能源與現有能源的不同可能完全改變車體的動力結構，讓多地形車克服自身缺陷，朝著更簡單實用、更好的性能、更輕便的外觀、更炫酷的造型方向發展。

2.3 研究價值

新能源跑車設計是各大汽車企業不斷投入砝碼的項目，預計不久之后就會出現新能源跑車領域的爆發期。并且在跑車領域里尚未出現一款兼顧多地形適應能力、能夠高效快速行駛的產品，因此，新能源地形自適應概念跑車的課題很具有設計研究的必要性。搭配新能源與新技術，使車輛響應時代所需，盡可能做到綠色節能環保。

分析與設計多地形自適應能力的實現途徑，通過可自由變換的底盤高度，使整車具備不同的行駛姿態，并能夠自動調整所需的姿態，將其巧妙整合到整車外觀中。

3 新能源地形自適應概念跑車設計

3.1 用戶分析及產品定位

在傳統的多地形車普遍不能夠兼顧速度與路況適應力的情況下，本人自主設計的一款新能源地形自適應概念跑車能夠較好地適應路面變化并且能夠在平穩的賽道上保持高速，而當它來到越野的路面時也能夠較好地快速行駛，它的客戶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，可以滿足多地形的駕駛體驗，高端、舒適、高效兼具跑車優異性能以及能應對不同路況地形。

3.2 功能說明

新能源地形自適應概念跑車采用了純電驅動的方式作為主動力，車架采用超輕碳纖維，減少了車體自重，提高車速。整車造型比較修長、低矮，符合跑車的空氣動力學要求。與此同時加入了地形適應功能，因而輪轂設計成外露式，采用滑動模塊的連軸將輪胎與車體相連接，以磁懸浮的方式連接輪胎與中心軸，減小行駛過程當中的震動，提高整車的穩定性，并且可以將路面狀況的信息實時回傳到車內的控制中心，進行自動調節車輛運行狀態，從而應對各種不同的路況條件。在車的前臉設有兩個大進氣口，整車的全包裹式擾流板提供了更好的平衡性和下壓力，車身側面夸張的側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出車內提供方便。該車沒有后視鏡，A柱也較為寬，沒有B柱，視線較窄，所以在車體周圍裝有廣角攝像頭，通過合成處理為360°全景影像投射在前擋風玻璃面板上，行駛過程當中駕車者可以通過觀察車內的HUD全景影像來觀察周圍的路況。

3.3 外觀設計

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 主要結構與部件

車輪結構爆炸圖（如圖3）：

圖3 車輪結構圖

車輪是磁懸浮式結構，即為車輪的輪轂與車輪的中心軸是不相連的，這樣做的目的在于能夠使得整車在行駛過程當中非常的平穩，并且能夠消除輪轂與轉軸之間的摩擦力，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。輪胎內部設有包覆360°的鱗片傳感器，可以感知由輪胎接觸地面所傳來的震動回饋，再將信息傳遞到車內的控制中心進行分析，以便調節車輪連軸的位置與角度，從而改變行車運行姿態。

3.5 內飾設計分析

這款概念車提供了兩人乘坐的位置，以獨特的類似戰斗機艙的前后座排列方式進行了設計，座椅采用分離式多邊形結構設計，可以自動調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整狀態，以便快速切換座椅模式。內飾的造型有著很強的科技感，流線型的帶狀隔板，與類似摩托艇一樣的造型營造出一種完全沉浸的包圍體驗。

4 結論

綜上所述，在汽車設計領域，不斷有創新出現，新能源汽車正是人們所追求的，而多地形車就是在人們追求高品質享受的情況下應運而生的。因此在高品質生活受到關注的今天，要設計一款既能滿足自駕探險愛好者的駕駛的需要，又能不擔心能源問題，同時給使用者最佳的用戶體驗，使得駕駛的過程更加輕松、愉快的新型跑車。這是一種新的品質生活，也是社會進步后人們對生活的必然要求。新技術的應用總是推動著造型的革新，造型的創新也在推動新技術的研發，這二者相輔相成，形式要滿足功能，是設計恒久不變的原則。

在不久的將來，新能源多地形汽車將發揮出巨大的市場潛力，它將憑借自己的優勢，在汽車市場“撕”出一片天地。設計以人為本，探討新能源多地形車的設計過程，最終是要滿足消費者的需求，以此打開未來新的市場，帶來新的方向與體驗。

[1]葉建國.寧波市公共交通天然氣汽車應用及發展研究.浙江工業大學碩士學位論文,2012.

[2]邵漢橋,張維,陳鵬云.我國電動汽車發展狀況分析.華中電力,2010, 23(5).

陳震寰/1992年生/男/湖北孝感人/本科/研究方向為工業設計

李德武/1977年生/男/四川宣漢人/副教授/研究方向為人機工程學、可持續設計