新能源汽車底盤設計趨勢分析

蘆興宇 李宇翔

摘要：近幾年隨著環保問題的加劇，我國在交通方面逐步的將原來的燃油汽車發展成新能源汽車，新能源汽車設計中所使用的是環保材料，這樣能大大減少車輛使用過程中排放的污染物。目前，關于新能源汽車的研究在我國一直受到廣泛關注，并被提出為新興產業。雖然現代能源汽車已被大力推廣使用，但新能源汽車底盤系統的設計仍將采用普通汽車的底盤設計方法，這將對新能源汽車的使用產生影響。因此，在新能源汽車的設計中，有必要改善汽車底盤的設計。

關鍵詞：新能源汽車;底盤設計;趨勢分析

1新能源汽車及其底盤總體設計思路

新能源汽車，在動力能源的使用上和傳統汽車有所不同，傳統汽車基本上使用的是柴油和汽油，而新能源汽車使用的是可再生環保能源，比如太陽能、天然氣以及液化石油等。我國的新能源汽車主要為電動汽車。根據電動汽車動力使用能源的種類不同，可將電動汽車分為純電動汽車、燃料電動汽車以及電池儲能電動汽車。設計開發人員會考慮到開發成本以及周期問題，若完全推翻傳統汽車底盤的設計思路，將會大大提高成本和延長研發周期，在講究效益的今天是不劃算的。所以新能源底盤的開發將會盡可能地沿用現今成熟車型的底盤設計和相關零件，根據新能源車型的特別需要對局部進行改進，這樣開發難度小、成本低、周期短。并且部分零件如果與現有的燃油車通用，這也會大大降低后期用戶的修理維護費用。除了底盤設計布置方面的變化，為保證電動車的續航能力，相關材料的選擇也將得到進一步優化，在保證底盤性能穩定的前提下，設計師將會盡可能地考慮輕量化材料的運用。

2新能源汽車底盤設計特點

應用這種方案進行設計，難度上比較小，開發周期也較短，而且在成本上也更加可控，改制之后依舊沿用的是傳統框架，而且很多配件都得以保留。第一，承載式車身。考慮到改制設計是在傳統框架基礎上實現的，因此也就更多的采用承載式車身。其中，動力系統的有關配件都是進行懸置設計，而且它們不可以被置于副車架上，這就使得在進行設計時必須要確保精準無誤，而且要在整體上進行精細化分析。總的來說，承載式車身的設計難度還是比較大的，難以實現量產。第二，非承載式車身。當前來說，非承載式設計在市場上要更受歡迎，由于其具有成本低，所需投入少等特點得到了更加廣泛的應用。這種設計方案，是在原有框架的基礎上，將動力系統也納入其中，從總體上進行考慮。在開始的設計階段，就對整個框架進行思考，從而降低了設計難度，減少了總的成本。總的來看，前一種設計方案的難度更大，提出的要求也更高，而且其后續的保養維護也更加復雜，成本更高。不過，無論是采取何種設計方案，相關人員都要在整體框架上進行分析，以確保系統的協調性，而且還要做好集成化方面的工作，以為后續的底盤設計改制提供參考，進而提升設計質量和總體效益。

3新能源汽車底盤設計趨勢分析

3.1滑板式底盤

由于新能源汽車和傳統的汽車之間存在很多差異，因此，在汽車底盤的設計上就需要對汽車的性能和實用性做出細致考慮，但是在設計研究以及后續完善的過程中，需要大量的投入，并且開發周期也較長，尤其是新能源汽車在零部件方面存在困難，在設計經驗上也不夠成熟。若是汽車底盤設計上能夠存在創新優勢，就可以繼續進行整體性的規劃，使底盤的卓越性能充分地展示出來。作為新能源汽車底盤的創新設計，滑板式底盤推翻了傳統汽車常規性的底盤設計形式，此創新設計的核心是鋁制滑板式底盤，具有一定的指導性和創新性。在新能源汽車中運用滑板式底盤的主要具備以下優勢：車身設計的自由度比較大。平面式底盤和平面式車身相獨立，所以給車身造型的設計提供了自由空間。②操控性卓越。全部核心系統都安設在底盤上，降低了車輛的重心，提升了操控性。③安全性能高。制造整副汽車底盤時，保證前后配重為1：1，嚴格契合規定的碰撞安全標準，若發生磕碰問題，鞏固的底盤能夠汲取大量沖擊力，有效避免乘客艙因激烈碰撞而發生內陷。④簡化制造和維護工作。得益于底盤所采用的全體化設計理念，具有集成度高、零部件少等優點，制造工藝與裝卸工藝的復雜性也有大幅度的降低。然而，滑板式底盤的設計也不是完美無缺的，目前使用范圍還有局限性，只可用于燃料電池汽車，另外應用非機械底盤控制，依賴線傳操控體體系的發展。

3.2電池組的布置

油箱的能量密度遠大于電池組的。50L汽油能讓汽車跑大約500km，特斯拉汽車的電池續航也可達到500km，而電池重量有0.9t。因此，要盡量在底盤上布置電池組，但以平鋪方式會減小車內的空間。為了解決這個問題，可以改變座椅的角度位置等參數，但會降低用戶的駕駛體驗感，因此要合理設計座椅的擺放。另外，還要特別注意安全性能。要和乘坐者之間隔絕，而且要盡量分散擺放電池組，這樣可以使車內的活動空間變大，給駕駛員更好的駕駛體驗。同時，分散放置的電池組之間的接觸面積比較小，能夠避免反復摩擦或碰撞帶來的危險。此外，當其中的一些電池出現故障時，不會對其他電池的使用造成影響，汽車仍然能夠繼續行駛。

3.3底盤輕量化

新能源汽車電池的重量占全車總重量的30%，其他的是車身和配件，因此，為了提升新能源汽車的性能與能源效率要使底盤輕量化。在設計過程中，要積極采用先進的技術和材料，不斷改進和完善結構。一般情況下，可以改變尺寸、形狀或選擇空心結構來降低零件質量。同時，要盡量選擇鋁合金和鎂合金來代替鋼質材料，這樣可以降低質量，也可以引進熱成形等新型方法降低零件質量。

3.4底盤設計中材料的應用

3.4.1對TRIP鋼材料的應用

雖然TRIP鋼材料現階段在小型汽車中的應用并不多見，尤其是在底盤設計中，更是不會使用TRIP鋼材料。但是，TRIP鋼材料本身的穩定性較高，強度要優于其他鋼材料，而且還具備耐腐蝕性，同時TRIP鋼材料的可塑性也較高。因此，在進行底盤設計時可以進行TRIP鋼材料的應用。在新能源汽車領域，TRIP鋼材料的應用已經較為普遍了，在實踐中也證明了TRIP鋼材料能夠與我國新能源汽車相契合，而且還可以提高汽車的環保性能。

3.4.2對三聚磷酸鋁的應用

對于新能源汽車設計來說，其最為核心的部分便是底盤設計。汽車底盤包含了汽車的核心部件和信息通，對于整車性能有著決定性的影響。也正是由于底盤系統的重要性，因此在進行設計時就必須要保證各零件的高質量。在汽車的使用中，底盤系統會受到一些自然外力的作用，例如雨水的侵蝕，生物菌的侵蝕以及其他物質的腐蝕，這些外部作用會導致底盤系統內部的零件出現腐蝕和磨損，影響汽車的整體性能，并最終造成汽車運行的不穩定。為了避免底盤系統出現磨損，就可以選取三聚磷酸鋁的應用，利用其本身的抗腐蝕性能來提高底盤系統的整體穩定性。三聚磷酸鋁本身分子結構穩定，在使用中會保護底盤系統免受腐蝕。

4結束語

綜上，隨著我國經濟的快速發展，對于新能源汽車的研究越來越完善，越來越多的人了解和接受使用新能源汽車。汽車底盤作為汽車的重要組成部分之一，對汽車的整體性能有著直接的影響，并與改善和提高汽車的安全性能緊密相關。未來，隨著新能源汽車制造技術的進一步發展，電動汽車底盤系統將更加智能化，人性化，安全性和可靠性將進一步提高。

參考文獻

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（作者單位：長城汽車股份有限公司）