展望新能源汽车底盘设计方向

王强

摘要：新能源汽车具有清洁、噪声污染小、制动能量可回收、无尾气及一氧化碳排放、节能、舒适性好等优点。经过近三十年的设计研究，我国新能源汽车底盘设计应用发展迅速，现阶段我国在新能源汽车稳定性、舒适性、安全性也有了较大的提升。未来随着新能源汽车制造技术进一步发展，电动车底盘系统将更加智能化、人性化、安全可靠性将更进一步增强。

关键词：新能源汽车；设计流程；底盘系统设计；发展方向

现代新能源汽车底盘的设计方向，需要以体制变革与思路创新为基础，全面强化新能源汽车的使用性能，对成本支出进行合理控制，有利于实现新能源汽车的量产化，全面提高我国汽车行业的经济效益与社会效益，在推动我国现代新能源汽车的可持续发展方面，发挥了一定的现实意义。

1汽车底盘设计概述

汽车底盘与汽车的整体性能存在紧密联系，为提高汽车的整体性能，有效控制制造成本，避免能源耗费现象的出现。要充分结合其功能特征，分析其设计的现实意义，实现新能源汽车的可持续发展。

1.1分析汽车底盘对汽车的重要作用

在汽车安全行驶过程中，汽车底盘是接近地面较近的系统结构。由于汽车在行驶过程中，经常容易受到不同地面因素的影响，如河水的冲击与碎石的撞击，造成了汽车底盘的恶劣性。由于汽车底盘长期处于较为潮湿的环境中，着附了过多侵蚀性强的化学物质。同时，汽车底盘在行驶过程中容易受到利器、水的影响，形成锈蚀现象，从而对其他汽车构件产生负面影响，降低了汽车的使用年限。因此，要结合现实因素，实现对汽车底盘的创新变革，提高汽车的运作性能。

1.2新能源汽车底盘设计的必要性

结合现代化的汽车设计设计理念，要实现汽车底盘系统与高度集成体系的高效统一，使其适用于多元化的车载能源；以汽车外观造型与内部空间的舒适度为基础，展开汽车底盘设计工作。

相對于汽车行业而言，新能源汽车的应用能够提高其经济效益与社会效益，促进汽车行业的可持续发展。在设计新能源汽车的过程中，结合系统性、整体性且智能化较高的新型设计理念，保证其舒适度与合理性，尤其要注重新能源汽车底盘的设计。一般来说，新能源汽车底盘的设计工作，在实行新能源汽车布置方案中发挥着决定性作用，在汽车动力系统方面占据重要作用。此外，优质的底盘设计能够保证新能源汽车空间的舒适性与外观的美感，在汽车整体设计内容中占据关键位置。

2新能源汽车底盘设计

2.1底盘总体设计

不论是概念车还是量产车，自主车型或者国际典型车型，新能源汽车底盘系统的设计方向发展主要包括两个方面。第一在传统车型平台进行客户需求性局部改造；第二是创新新车设计平台，全部推翻原有设计思维，大胆尝试全新系列车型的设计。

新能源底盘设计主要是对行驶、传动、转向、制动系统零部件的结构、功能、尺寸、工艺参数进行合理定义；按照定义内容开展结构设计，计算出各个参数，建立底盘三维模型；零部件样件性能试验；设计图、装配图的定型和出图。新能源底盘传动系统是有电动机和驱动桥构成，行驶系统由悬架设计构成，转向系统为转向器、转向传动机构构成，制动系统主要是制动器、ABS等设计。在设计过程应充分考虑不同行驶工况下的传动比要求，从而保证新车的足够动力；另外在电动机功率匹配设计时，应充分考虑工况和效率匹配，动力与经济性的匹配，保证电动机高效运转，较小功耗比。

新能源汽车主要是指采用蓄电池作为动力源，电池的制造与材料工艺直接影响整车的动力性，是新能源汽车设计未来发展的关键性技术。我国拥有全球最为庞大的电池生产供应基地和锂资源原产地，具有领先的锂离子、磷酸钛锂电池具备高能量和充放电速度快等性能，解决了电池热稳定性等关键技术，为电动汽车提供高效、稳定的动力源。电池组的功率比、能量比、能量密度、功率密度、内阻值、充电电压、循环充放电次数、电池测试、使用寿命、边际成本等性能指标尤为关键，设计时应充分考虑。另外，铅蓄电池电压与电动机电压等级应统一，考虑电动助力系统、娱乐通信系统、照明系统、空调系统、电动转向系统需要一定的功率损耗，电池组总电压应大于电动机额定电压。还用充分考虑电池容量，满足车辆续驶里程的要求。

2.2 创新新车设计方向

创新设计是全新的设计理念，彻底放弃原有平台，原有设计思维模式，重塑理念，针对底盘系统，底盘整体框架结构、四大子系统全部重新设计。新能源汽车底盘创新设计方向从概念设计-可行性分析-定型的一个演进过程。创新设计方向的优点在于增加了车身设计的自由度，解决了车身造型设计思路问题；降低了总布置方案的难度，由于全新设计，底盘系统与内部空间利用度、电池组安装位置等具有较高的匹配性。底盘整体化优化设计，采用较少零部件，设计集成度更高，减少了制造和加工工艺，便于维护保养。有利于改善底盘前后配重比例，提升了汽车的安全性。

3新能源汽车底盘设计的完善

3.1 完善新能源汽车底盘设计需要注意的问题

要对新能源汽车底盘设计进行完善，就要从两个方面思考问题：

其一，汽车底盘设计平台的应用，即在底盘设计中，包括底盘设计的构架，以及其子系统都需要保持不变。

其二，要将传统发动机取消，采用新型的转向系统和传动系统。汽车底盘子系统的需要基于原有的构架，根据需要做出科学性的调整。比如，底盘设计中，子系统的设计方案要保留下来，具有不良影响的发动机要严格取缔。因此，在汽车底盘的设计上，要在对构架进行调整的同时，还要安装真空动力泵，以使真空源得以改善。新的动力系统的减速器接口也要改变。设计完子系统的零部件之后，就要对悬置系统采用CAE分析的方法，以使得系统运行中不会产生太过强烈的噪音。

3.2 新能源汽车保持承载式车身

新能源汽车保持承载式车身，在于很多汽车都会采用这种设计。由于副车架并不能够承担车身质量的相关功能，因此，在动力总成部件的设计上，需要将悬置点确定下来。车身的悬置设计中，要对车身进行量化分析，可以采用CAE分析方法，可以在一定程度上避免由于悬置设计空间不规范而导致的总体布设困难。

3.3 新能源汽车运用非承载式车身

汽车车身采用非承载式设计，由于底盘可形成比较大的框架而使得底盘的承载力增强，其中可以布设全部的动力系统。所以，在新能源汽车设计的初期，就要规划好进行部件，不仅可以提高总体布置的简易程度，而且随着车身重心的降低而使得车身的整体质量有所减轻。

4 结语

近些年，新能源汽车底盘电子控制技术飞速发展。悬架结构、制动防抱死系统（ABS）空气气囊、防滑转电子控制系统（ASR）、防倾斜系统等广泛应用，很大程度上提升了制动系统的稳定性和防碰撞安全性。ASR对于行车起步、稳定加速、滑溜路面操控性具有很好的改善。一键启动、发动机启停、自动变速器等技术的应用使得汽车的舒适性、操纵性、稳定性进一步提升。电子控制悬架的设计对于结构性能的改善更是前进一大步，系统可以预先根据行驶路面状况，行驶车速等对电子控制悬架刚度、阻尼特性、车身底盘高度进行实时调节。

参考文献

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[2] 王永，杜刘杰.新能源汽车底盘设计的发展方向[J].工程技术：文摘版，2016（8）：00309-00309.

[3] 宋栋栋. 新能源汽车底盘设计趋势分析[J].工程技术：全文版，2016（11）：00312-00312.

（作者单位：保定市汽车球销工程技术研究中心；

保定市格瑞机械有限公司）