燃油車改純電動汽車底盤優化設計

邸云龍 韓建芳 孫永飛 羅文靜

摘 要：隨著國家新能源政策的推行，產業結構的調整升級越來越快。燃油汽車公司在生產燃油汽車的同時生產節能，環保的電動汽車，并且已經實施了雙重政策。傳統燃料汽車公司迫切需要轉向電動汽車行業，但是，傳統工廠的原始設施是傳統的燃料汽車設計，在短時間內難以進行輕型電動汽車的生產線的更換，這就給燃油車改純電動汽車底盤優化工作造成一定困擾。同時，汽車底盤的設計是所有汽車生產的重要組成部分，深刻影響著汽車的設計和使用，技術人員將參數化設計應用于汽車底盤設計可以提高汽車底盤的質量。因此，文章基于參數化技術的內涵分析，對汽車底盤設計中的參數化技術進行詳細的評價和歸納，并分析了如何將參數化技術應用于汽車底盤設計中，以提高汽車底盤設計的質量。

關鍵詞：燃油車;純電動汽車;底盤優化設計

中圖分類號：U463.1 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）09-05-03

Optimal Design of Fuel-electric Vehicle to Pure Electric Vehicle Chassis

Di Yunlong， Han Jianfang， Sun Yongfei， Luo Wenjing

（ Kaliver （Shandong） Automotive Technology Co.， Ltd.， Shandong Rizhao 276800 ）

Abstract： Along with the implementation of the new national energy policy， the adjustment of industrial structure upgrade faster and faster.?Fuel automobile company in the production of fuel cars at the same time as the production of energy saving， environmental protection of electric vehicles， and has implemented a dual policy.Conventional fuel car companies urgently need to be turned to the electric car industry， however， the traditional factory original facilities is one of the traditional fuel vehicle design， in a short period of time to light the replacement of the electric car production line， this gives fuel cart cause certain problems in pure electric vehicle chassis optimization.?All at the same time， the design of the chassis is an important part of automobile production， deeply affects the design and use of the car， technicians will parametric design is applied to automobile chassis design can improve the quality of automobile chassis.?Therefore， in this paper， based on the analysis of the connotation of parameterized technology， parametric technology in automobile chassis design evaluation and summarized in detail， and analyzes how the parametric technology application in automobile chassis design， in order to improve the quality of automobile chassis design.

Keywords： Fuel car;Pure electric vehicles;The chassis design optimization

CLC NO.： U463.1 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）09-05-03

1 底盤優化設計

底盤懸架系統優化設計需要以adams軟件為技術支撐，對底盤運動學、動力學進行系統分析和總結，對結果進行分析，然后進行歸納總結和系統優化，逐漸達到最佳水平。

1.1 懸架KC分析以及動力學模型建立

建立前、后懸架系統動力學模型（見圖1和圖2），設置好四輪定位參數，前懸架系統硬點參數以及后懸架硬點參數，系統評估懸架KC的性能，最后針電動車存在的風險給出系統的改進建議。電動汽車整車控制器基本有以下幾項功能：整車上下電管理功能，控制整車上電、下電、OFF檔蓄電池充電、OFF檔高壓用電、預約充電等功能。

分析發現，前懸架的滾動剛度低。通過增加穩定桿的直徑可以改善它，轉向齒輪比增加，齒條比的變化得到改善，振動器的上端位置得到改善。在垂直跳動的情況下，后懸架的曲線較差，這可以通過改變減震器上點的位置來改善。

1.2 操穩分析

建立整車多剛體動力學模型。評估整車操穩性能，針對標桿車懸架改電動車存在的風險給出改進建議。

1.3 穩態回轉

（1）在加重500 kg的情況是，會發生整車不足轉向度、側傾角梯度、側偏角梯度逐漸增大的情況。

（2）只增加彈簧剛度，整車不足轉向度、側傾角梯度減小。

1.4 角階躍相關數據分析

在加重500kg時，橫擺角速度增益和側向加速增益都減小，響應時間逐漸變短，最大測角速度會增加。在單獨增加彈簧剛度的時候，橫擺角速度增益和側向加速度都會加大，響應時間變長，最大測角速度減小。在加重500 kg的時候，各參數的峰值頻率和90%通頻帶寬都增加，橫擺角速度增益放大率也會增加，側向加速度滯后角減小，側傾角放大率減小。單獨增加彈簧剛度，各參數的峰值頻率和90%通頻帶寬都減小，側向加速度滯后角增加，側傾角放大率增加。

2 參數化設計

在以前的汽車底盤設計中，設計人員僅根據固定參數進行設計，因此設計后很難進行改進。參數化技術在汽車底盤中的應用可以有效地克服上述問題，具體如下：首先，通過參數化設計，可以調整產品的參數結構，從而根據需要獲得差異化的產品。其次，參數化技術的應用可以使用特定的參數來代替原始設計中的參數，從而改善汽車底盤的設計。參數化設計在汽車底盤設計中的應用可以提高汽車設計的效率和質量。

3 參數化設計的軟件基礎

3.1 AutoCAD

AutoCAD是一種計算機輔助設計通用的軟件包，在繪圖方面優勢明顯。將其應用到汽車底盤參數化設計中能夠發揮極大的價值，而且功能齊全。從AutoCAD2000開始，該軟件的功能得到進一步的優化提升，比如在其中增加了Auto CAD設計中心、PDF支持、對象捕捉支持等。

3.2 UG軟件

UG軟件是一種交互式系統，計算機輔助設計可用于特定用途。 UG軟件在汽車底盤設計中的應用可以為汽車底盤設計提供數字模型，并根據產品設計參數和工藝要求提出相應的產品。目前，UG軟件已廣泛應用于汽車生產中，并逐漸發展為高端集成軟件。

4 電動汽車底盤設計中參數化技術的運用

4.1 打造完善的參數坐標系

在設計汽車底盤時，必須建立底盤坐標系，該坐標系確定組裝過程中組裝部件的位置和尺寸，并為汽車底盤的設計提供重要的參考標準。底盤如果在設計汽車底盤時需要修改參數，則只需在底盤坐標系中修改設置的坐標參數即可。

4.2 打造汽車零部件參數化模型

汽車底盤的總體設計任務是確定每個底盤組件的基本結構形狀和空間位置，這取決于組件零件的尺寸和位置，要考慮組件和零件的空間位置以及基本結構的動態參數。汽車零部件的參數化模型的創建涉及以下兩種類型的參數。第一種參數是形狀參數。shape參數直接確定汽車零部件總成的尺寸和基本形狀。第二種類型是位置參數。當使用位置參數信息時，它確定組件集的布置位置。通過設計和優化這些參數，可以創建控制組件的簡化模型。

4.3 汽車底盤裝配參數化設計

（1）汽車底盤由多個組件組成，并且這些組件是由多個子組件組裝而成的，因此在設計過程中會創建樹形關系圖。在創建汽車底盤裝配模型之前，相關人員必須了解并建立相應參數底盤的總裝樹結構圖。樹形結構圖的節點是已建立的幾種類型的機箱部件文件。該文件包含多個級別的節點，通過節點與節點形成唯一的參數關聯。

（2）裝配體和零件的裝配方法。在一般的汽車底盤裝配操作中，通常選擇兩種類型的裝配方法，包括坐標點裝配和約束裝配。從實際操作的角度來看，為裝配應用坐標點的方法簡單易行。受限裝配和坐標點裝配具有處理復雜零部件關系的優勢。

（3）創建裝配體尺寸字符串。根據裝配體各個組件之間的關系，如果裝配體的形狀和位置參數的信息發生變化，則底盤坐標系中其他零部件的位置也會發生變化，這將導致整個底盤設計發生變化。在這種情況下，為了避免由于一個零件的改變而導致汽車整體組件的發展，有必要建立一套完整的組件尺寸鏈，并且每個組件的位置比都顯示在圖中。

4.4 汽車的干涉檢查和運動校正

（1）調節電動機和前軸之間的運動距離。為了設計汽車前后變速器的設計，必須將汽車發動機布置在前軸的頂部，避免一系列運動干擾。因此，在組織汽車的發動機時，有必要在汽車的前軸和油底殼之間留出一定的空間，并合理地控制兩者之間的距離。

（2）校正前輪轉向運動的自由空間。前輪轉向運動的自由空間的校正應著重于驗證汽車的方向盤和縱向桿，并在驗證汽車的方向盤和縱向桿時確定設計是否合理。如果方向盤與轎廂之間的運動受到干擾，則相關人員必須及時采取有效措施，以減小車架的寬度或增加前輪的軌跡。

5 結束語

總之，汽車底盤設計是整個汽車設計的重要組成部分。通過對汽車底盤的科學合理設計，可以提高整個汽車底盤的設計質量，并可以提高汽車的性能。參數化技術在汽車底盤設計中的應用可以進一步提高汽車底盤設計的工作效率，提高汽車底盤設計的質量。為此，在深入了解汽車底盤參數化設計的內涵和重要性的基礎上，相關人員應考慮如何更好地參數化坐標系構建，零件建模和參數模型方面的參數，旨在提高汽車底盤設計的質量。隨著新能源汽車的不斷推廣和應用，傳統的燃油汽車底盤有可能通過優化的CAE設計成為純電動汽車底盤，相信有更多的燃油汽車公司可以涉足這一領域，推動燃油車的優化改造。

參考文獻

[1] 瑞銀.新政策強調電動汽車和燃油車的能耗[J].汽車與配件，2019 （14）：14.

[2] 陳玉勝.燃油車改純電動汽車底盤優化設計[J].汽車與配件，2017 （33）：80-81.

[3] 林春挺.電動汽車取代燃油車勢不可擋，爭論“石油可再生”已不再時髦[N].第一財經日報，2017-09-28（A03）.

[4] 突破電動汽車充電弊端新技術讓人類告別燃油車[J].云南電力技術，2017，45（02）：19.