展望新能源汽車底盤設計方向

王強

摘要：新能源汽車具有清潔、噪聲污染小、制動能量可回收、無尾氣及一氧化碳排放、節能、舒適性好等優點。經過近三十年的設計研究，我國新能源汽車底盤設計應用發展迅速，現階段我國在新能源汽車穩定性、舒適性、安全性也有了較大的提升。未來隨著新能源汽車制造技術進一步發展，電動車底盤系統將更加智能化、人性化、安全可靠性將更進一步增強。

關鍵詞：新能源汽車；設計流程；底盤系統設計；發展方向

現代新能源汽車底盤的設計方向，需要以體制變革與思路創新為基礎，全面強化新能源汽車的使用性能，對成本支出進行合理控制，有利于實現新能源汽車的量產化，全面提高我國汽車行業的經濟效益與社會效益，在推動我國現代新能源汽車的可持續發展方面，發揮了一定的現實意義。

1汽車底盤設計概述

汽車底盤與汽車的整體性能存在緊密聯系，為提高汽車的整體性能，有效控制制造成本，避免能源耗費現象的出現。要充分結合其功能特征，分析其設計的現實意義，實現新能源汽車的可持續發展。

1.1分析汽車底盤對汽車的重要作用

在汽車安全行駛過程中，汽車底盤是接近地面較近的系統結構。由于汽車在行駛過程中，經常容易受到不同地面因素的影響，如河水的沖擊與碎石的撞擊，造成了汽車底盤的惡劣性。由于汽車底盤長期處于較為潮濕的環境中，著附了過多侵蝕性強的化學物質。同時，汽車底盤在行駛過程中容易受到利器、水的影響，形成銹蝕現象，從而對其他汽車構件產生負面影響，降低了汽車的使用年限。因此，要結合現實因素，實現對汽車底盤的創新變革，提高汽車的運作性能。

1.2新能源汽車底盤設計的必要性

結合現代化的汽車設計設計理念，要實現汽車底盤系統與高度集成體系的高效統一，使其適用于多元化的車載能源；以汽車外觀造型與內部空間的舒適度為基礎，展開汽車底盤設計工作。

相對于汽車行業而言，新能源汽車的應用能夠提高其經濟效益與社會效益，促進汽車行業的可持續發展。在設計新能源汽車的過程中，結合系統性、整體性且智能化較高的新型設計理念，保證其舒適度與合理性，尤其要注重新能源汽車底盤的設計。一般來說，新能源汽車底盤的設計工作，在實行新能源汽車布置方案中發揮著決定性作用，在汽車動力系統方面占據重要作用。此外，優質的底盤設計能夠保證新能源汽車空間的舒適性與外觀的美感，在汽車整體設計內容中占據關鍵位置。

2新能源汽車底盤設計

2.1底盤總體設計

不論是概念車還是量產車，自主車型或者國際典型車型，新能源汽車底盤系統的設計方向發展主要包括兩個方面。第一在傳統車型平臺進行客戶需求性局部改造；第二是創新新車設計平臺，全部推翻原有設計思維，大膽嘗試全新系列車型的設計。

新能源底盤設計主要是對行駛、傳動、轉向、制動系統零部件的結構、功能、尺寸、工藝參數進行合理定義；按照定義內容開展結構設計，計算出各個參數，建立底盤三維模型；零部件樣件性能試驗；設計圖、裝配圖的定型和出圖。新能源底盤傳動系統是有電動機和驅動橋構成，行駛系統由懸架設計構成，轉向系統為轉向器、轉向傳動機構構成，制動系統主要是制動器、ABS等設計。在設計過程應充分考慮不同行駛工況下的傳動比要求，從而保證新車的足夠動力；另外在電動機功率匹配設計時，應充分考慮工況和效率匹配，動力與經濟性的匹配，保證電動機高效運轉，較小功耗比。

新能源汽車主要是指采用蓄電池作為動力源，電池的制造與材料工藝直接影響整車的動力性，是新能源汽車設計未來發展的關鍵性技術。我國擁有全球最為龐大的電池生產供應基地和鋰資源原產地，具有領先的鋰離子、磷酸鈦鋰電池具備高能量和充放電速度快等性能，解決了電池熱穩定性等關鍵技術，為電動汽車提供高效、穩定的動力源。電池組的功率比、能量比、能量密度、功率密度、內阻值、充電電壓、循環充放電次數、電池測試、使用壽命、邊際成本等性能指標尤為關鍵，設計時應充分考慮。另外，鉛蓄電池電壓與電動機電壓等級應統一，考慮電動助力系統、娛樂通信系統、照明系統、空調系統、電動轉向系統需要一定的功率損耗，電池組總電壓應大于電動機額定電壓。還用充分考慮電池容量，滿足車輛續駛里程的要求。

2.2 創新新車設計方向

創新設計是全新的設計理念，徹底放棄原有平臺，原有設計思維模式，重塑理念，針對底盤系統，底盤整體框架結構、四大子系統全部重新設計。新能源汽車底盤創新設計方向從概念設計-可行性分析-定型的一個演進過程。創新設計方向的優點在于增加了車身設計的自由度，解決了車身造型設計思路問題；降低了總布置方案的難度，由于全新設計，底盤系統與內部空間利用度、電池組安裝位置等具有較高的匹配性。底盤整體化優化設計，采用較少零部件，設計集成度更高，減少了制造和加工工藝，便于維護保養。有利于改善底盤前后配重比例，提升了汽車的安全性。

3新能源汽車底盤設計的完善

3.1 完善新能源汽車底盤設計需要注意的問題

要對新能源汽車底盤設計進行完善，就要從兩個方面思考問題：

其一，汽車底盤設計平臺的應用，即在底盤設計中，包括底盤設計的構架，以及其子系統都需要保持不變。

其二，要將傳統發動機取消，采用新型的轉向系統和傳動系統。汽車底盤子系統的需要基于原有的構架，根據需要做出科學性的調整。比如，底盤設計中，子系統的設計方案要保留下來，具有不良影響的發動機要嚴格取締。因此，在汽車底盤的設計上，要在對構架進行調整的同時，還要安裝真空動力泵，以使真空源得以改善。新的動力系統的減速器接口也要改變。設計完子系統的零部件之后，就要對懸置系統采用CAE分析的方法，以使得系統運行中不會產生太過強烈的噪音。

3.2 新能源汽車保持承載式車身

新能源汽車保持承載式車身，在于很多汽車都會采用這種設計。由于副車架并不能夠承擔車身質量的相關功能，因此，在動力總成部件的設計上，需要將懸置點確定下來。車身的懸置設計中，要對車身進行量化分析，可以采用CAE分析方法，可以在一定程度上避免由于懸置設計空間不規范而導致的總體布設困難。

3.3 新能源汽車運用非承載式車身

汽車車身采用非承載式設計，由于底盤可形成比較大的框架而使得底盤的承載力增強，其中可以布設全部的動力系統。所以，在新能源汽車設計的初期，就要規劃好進行部件，不僅可以提高總體布置的簡易程度，而且隨著車身重心的降低而使得車身的整體質量有所減輕。

4 結語

近些年，新能源汽車底盤電子控制技術飛速發展。懸架結構、制動防抱死系統（ABS）空氣氣囊、防滑轉電子控制系統（ASR）、防傾斜系統等廣泛應用，很大程度上提升了制動系統的穩定性和防碰撞安全性。ASR對于行車起步、穩定加速、滑溜路面操控性具有很好的改善。一鍵啟動、發動機啟停、自動變速器等技術的應用使得汽車的舒適性、操縱性、穩定性進一步提升。電子控制懸架的設計對于結構性能的改善更是前進一大步，系統可以預先根據行駛路面狀況，行駛車速等對電子控制懸架剛度、阻尼特性、車身底盤高度進行實時調節。

參考文獻

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（作者單位：保定市汽車球銷工程技術研究中心；

保定市格瑞機械有限公司）