新能源汽车底盘设计方向探析

张昊

北京现代汽车有限公司技术中心 北京市 101300

1 引言

随着环保意识的增强，新能源汽车成为汽车行业发展的必然趋势，在设计新能源汽车时应用了很多的新兴理念和技术，特别是汽车底盘部分，属于核心设计部位，对汽车的整体性能起着关键性的作用。为了使新能源汽车能够更好的发展，相关人员一定要加强研究底盘的设计方向和技术，不断提高技术水平。

2 新能源汽车的概述和汽车底盘的重要性

2.1 新能源汽车的概述

普通汽车主要是利用汽油或柴油来运行，而新能源汽车和普通汽车相比，使用的动力能源不一样，是利用液化石油气、压缩气罐或太阳能等可再生清洁能源，更加的环保。对汽车行业来说，新能源汽车的兴起属于革命性的创造，使企业获得了更大的经济收益，而且促进了社会科技水平的不断提升。同时，新能源汽车利用新型的环保材料，降低了污染物的排放量。我国正在大力研究新能源汽车，但在设计上还需要进一步改进和创新，使其更加成熟。

2.2 汽车底盘的重要性

在行驶过程中，由于受到不同路况的影响汽车的底盘极易被损坏。在汽车的各个结构中，除轮胎外底盘距离地面最近，当遇到恶劣路况时底盘极易被刮伤，底盘如果长时间处于阴暗潮湿环境中，很多化学物质会黏连到底盘上，容易导致底盘锈腐脱落，不仅会影响整体外观，还会影响汽车的正常行驶，同时还会对其他构件带来一定的威胁，使汽车的使用性能受到影响，进而带来安全隐患，还会减少汽车的使用寿命。所以，在设计汽车时一定要加强对底盘的设计。

3 新能源汽车底盘的创新设计

3.1 滑板式底盘

在对新能源汽车进行创新设计时，要重视底盘设计，是关键内容之一。和普通汽车相比，新能源汽车在设计上有许多不同，在设计底盘时要详细分析汽车的实用性与使用性能，同时在研究、设计与完善中要投入很多的人力、物力、财力和时间，特别是新能源汽车的零部件上有许多困难，设计经验也不足。如果对底盘设计进行了创新，就能接着进行整体性规划，进而充分体现出底盘的优质性能。在对新能源汽车底盘进行设计时，滑板式底盘属于一大创新，核心理念在于铝制滑板式底盘，具体非常多的优势，主要体现在以下几方面：

第一，给车身设计更大的自由度。平面式底盘与平面式车身之间相互独立，给车身造型的设计提供了更大的自由空间。

第二，很强的操控性。底盘上安装了所有的核心系统，使汽车的重心得到降低，增强了操控性。

第三，较高的安全性能。设计汽车底盘时，使前后配重保持1：1，符合碰撞安全标准，一旦出现磕碰，底盘可以汲取巨大的冲击力，从而防止乘客舱由于激烈碰撞而出现内陷。

第四，简化制造与维护工作。底盘依据的是全体化设计理念，集成度很高，只需很少的零部件，而且降低了制造和装卸工艺的复杂性。

滑板式底盘的设计方式虽然有很多优势，但使用范围比较少，只适用于燃料电池汽车。同时，利用非机械底盘控制的形式，对线传操控方面的技术有很大的依赖性。

3.2 电池组的布置

油箱的能量密度远大于电池组的。50L汽油能让汽车跑大约500km，特斯拉汽车的电池续航也可达到500km，而电池重量有0.9t。因此，要尽量在底盘上布置电池组，但以平铺方式会减小车内的空间。为了解决这个问题，可以改变座椅的角度位置等参数，但会降低用户的驾驶体验感，因此要合理设计座椅的摆放。另外，还要特别注意安全性能。要和乘坐者之间隔绝，而且要尽量分散摆放电池组，这样可以使车内的活动空间变大，给驾驶员更好的驾驶体验。同时，分散放置的电池组之间的接触面积比较小，能够避免反复摩擦或碰撞带来的危险。此外，当其中的一些电池出现故障时，不会对其他电池的使用造成影响，汽车仍然能够继续行驶。

3.3 底盘轻量化

新能源汽车电池的重量占全车总重量的30%，其他的是车身和配件，因此，为了提升新能源汽车的性能与能源效率要使底盘轻量化。在设计过程中，要积极采用先进的技术和材料，不断改进和完善结构。一般情况下，可以改变尺寸、形状或选择空心结构来降低零件质量。同时，要尽量选择铝合金和镁合金来代替钢质材料，这样可以降低质量，也可以引进热成形等新型方法降低零件质量。

3.4 底盘设计中材料的应用

3.4.1 汽车底盘设计中对TRIP钢材料的应用

在设计新能源汽车的过程中，底盘系统也会用到TRIP钢材料。目前，在小型汽车里TRIP钢材料的应用比较少，特别是底盘设计里不会选择TRIP钢材料。但TRIP钢材料具有较高的稳定性、可塑性以及强度，并且耐腐蚀性也较强。所以，在底盘设计中可以合理应用TRIP钢材料。在新能源汽车设计中TRIP钢材料的应用比较普遍，通过实践也说明了TRIP钢材料和新能源汽车非常契合，还能大大提升环保性能。

3.4.2 汽车底盘设计中对三聚磷酸铝的应用

在设计新能源汽车的过程中，一定要特别关注底盘的设计，汽车底盘涵盖了汽车的核心部件与信息通，它对整个汽车的性能起着非常重要的作用，因此在设计底盘时要确保各零件具有较高的质量。使用汽车的过程中，底盘系统会受到生物菌侵蚀、雨水侵蚀或者其他物质腐蚀，在这些外力的影响下底盘系统的内部零件容易被磨损或腐蚀，从而对汽车的整体性能带来极大的影响，这样汽车在运行过程中就容易不稳定。为了防止底盘系统被磨损，可应用三聚磷酸铝材料。三聚磷酸铝材料的抗腐蚀性很强，可以对底盘系统起到良好的保护作用，从而防止底盘系统受到腐蚀，提升汽车的整体稳定性。

4 新能源汽车底盘设计方向的建议

4.1 优化汽车底盘系统

在设计新能源汽车底盘时要不断优化系统，具体要考虑以下几个问题。应用汽车底盘设计平台，即在设计底盘时，包括底盘设计的构架和各子系统都要保持不变。同时，需要取消传统发动机，利用新型的传动系统与转向系统。汽车底盘子系统要在原有构架的基础上，结合实际需求进行科学调整。例如，在设计底盘时，要保留下子系统的设计方案，并取缔具有不良影响的发动机。所以，在设计汽车底盘时，除了要调整构架，还需要安装真空动力泵，这样可以改善真空源。另外，还需要改变新动力系统的减速器接口。当将子系统的零部件全部设计好后，需要对悬置系统应用CAE分析的方法，这样可以有效降低汽车系统运行过程中产生的噪音，提高用户的舒适性。

4.2 增加技术投入，增强自主创新能力

目前，我国在新能源汽车领域已经取得了一定的成绩，但在汽车底盘设计方面还是偏向于改制，整体的创新效率比较低。对大部分企业来说，技术的研发周期比较长，并且前期需要很大的投入，而回收周期又长，所以很多企业都不愿把精力放到技术研发上，只是采取模仿或直接进口的形式来生产，并利用这种短期模式增加企业的市场占有率，由于企业缺乏创新意识，在设计底盘过程中很难摆脱传统构架，只是在旧式汽车设计的维度内进行改进，这样会严重制约新能源汽车底盘设计的快速成长。同时，也会让新能源汽车底盘的设计工作进入核心技术受制于人，并且自主性比较差的劣势局面中。所以，为了优化新能源汽车底盘的设计方案，促进新能源汽车领域长远的发展，一定要增加相关的技术投入，并增强企业和人员的自主创新能力，从旧理念、旧思维以及旧制度中跳跃出来，以新的设计思想来设计汽车的底盘，从而推动新能源汽车设计良好发展。

5 结语

随着人们对环境保护的日益重视，各行业都开始提倡并在生产中加入环保理念，汽车行业也是如此。为了降低对环境的污染，各国都在积极研制和设计新能源汽车。在设计过程中汽车底盘是核心部位，关系到企业的整体性能和实用性。然而，在底盘的设计中还存在一些问题限制其发展，相关人员一定要认识到底盘设计的重要性，并加强创新，不断提高汽车底盘的安全性和可靠性。