新能源汽车模块化底盘研究

汤森

摘要：新能源汽车是采用新型燃料和新型动力作驱动的机动车辆。在环境保护问题日益重视的当下，新能源汽车的推广迎合了更多的市场需求，极大地推动了新能源汽车产业的发展。从汽车行业的整体技术革新来看，多功能和模块化是当今汽车新技术发展的主流方向，本文探讨的就是关于新能源汽车模块化底盘发展中的相关问题。

关键词：新能源汽车；模块化；汽车底盘

一、模块化的发展概述

模块化生产是现代汽车生产的主流方式，从人类第一次大工业革命以来的第一台纯手工打造的蒸汽车问世到20世纪初期由亨利·福特带来的“福特T”型车整车流水线生产技术，再到20世纪末全球各主机厂广泛采用的自动化平台多车型混线生产，直到现在的定制式智能模块化生产方式，构成了汽车整车制造技术的衍变发展历程。当下，定制式模块化生产已然成为汽车生产制造的主流模式[1]。

在当今汽车生产制造领域中，新能源汽车的发展正在崛起，它和传统汽车生产方式在工艺上又有着很大的不同。以汽车底盘部分来说，采用电能驱动的新能源汽车在驱动模式上出现了完全不一样的发展方向，这让采用传统结构的汽车底盘应用到新能源汽车上显得有些力不从心。从电动汽车的三个关键子系统来看，包括主能源系统（综合能源系统）、电能驱动系统、能量管理系统都和传统汽车存在较大的差异，所以为了适应新的市场需求，发展一种全新构架的新能源汽车专用底盘很有必要。

二、新能源汽车底盘设计的要求

采用电能驱动的汽车是新能源汽车的一种主流方式，从电动汽车的技术研发来讲，对传统汽车底盘的构架升级是尤为重要的一个方向。例如，新式的电动汽车底盘需具有快速更换电池模块的能力，针对此项功能，以中国自主品牌“网红”车型“蔚来ES8”车型为代表的纯电驱动乘用车搭配“蔚来”自主研发的“Nio Power”智能无人换电站，已经实现了快速智能换电的功能。当“ES8”驶入换电站内，换电机构会对底盘精准定位，快速打开底盘下方的电池模块盖板，利用升降装置卸下需要更换的电池模块，通过旋转托盘将充满电能的电池模块插入车辆底盘的电池槽内，在换电的过程中还可以对全车的电气系统进行快速自检，整个换电过程只需三分钟即可完成，“ES8”车型的底盘已基本实现“多功能化和模块快”的功能，这非常符合未来电动汽车底盘的发展方向[2]。

在电动汽车底盘电子化、信息化技术高速发展的道路上，新能源汽车的发展与传统汽车相比还具有以下一些发展趋势：

1.高响应特点。这一点是基于电传动系统构架领先于机械传动系统的快速响应优势带来的特点，在电传系统的优势下，汽车会显得更加灵活，响应更加迅速，操控更精准，制动和启动的效率更高，极大地提升了汽车的安全性能。

2.智能化优势。和传统的内燃机汽车相比，采用电能驱动的新型汽车能更好地和现代化电子产品进行融合，在此基础上，可实现更高级别智能的操作，比如自动驾驶功能，电力储能和变频输出功能，提前预警功能等，这些都可大大提升新能源汽车的安全性和实用性。

3.一体化设计。如今在新能源汽车的底盘设计上，对于车载智能设备的应用越来越广泛，随着动力电池小型化发展的趋势，电动汽车底盘的功能集成度将会更高，底盘结构也将会变得更加复杂，可以设想，当汽车底盘进化为一个可以承载车身重量的集成电路板，那么车体内将会得到更大的发挥空间，其一体化的程度将会更高。

4.外型简化，更多设计。高度集成化的新能源汽车不仅仅带来内部结构的简化，在外部的表现上也更加简化，届时以新能源汽车为主流的“简约版”汽车也很有可能成为时尚届的主流，虽然车辆外型的审美发展方向是不确定的，但高度模块化所带来的简化车身设计方向是不会改变的。

三、新能源汽车底盘系统的发展方向

在智能化和自动化的大发展方向上，新能源汽车底盘系统主要部件的发展趋势基本可以确定，它包含动力系统、传动系统、制动系统等重要部分组成的构建。

1、动力系统

在动力系统上，目前常见的新能源汽车主要有纯电能驱动、油电混合动力、压缩天然气及液态氢为代表的四种方式。在最初，油电混合动力汽车是发展的主流车型，在这一阶段，新能源汽车的底盘发展呈现出一定的逆向且复杂化特点，由于动力结构原理复杂，其成本也相对较高。如今随着动力电池技术的不断提升，高效能的动力电池基本可实现对汽车能源的独立供应，汽车的动力系统逐渐开始简化。在动力系统上，小型化和高效化的特点已经开始呈现。此外，还取消了对排气装置和尾气净化装置的安装，这也是简化新能源汽车的重要因素[3]。

2、传动系统

变速传动系统是汽车驱动系统的另一个重要组成部分，在传统汽车中，主要通过机械传动杆实现传动，但是对于以电能驱动的车辆而言，采取以电能驱动装置对驱动轴直连的方式简化了底盘的结构设计，极大地减少了动能的传递损耗，通过传导电流强弱的变化及电流可控性的特点让车速控制也变得更为平顺，实现对速度的精准控制，而且控制电流大小并不需要额外的成本支出，这也让传统变速箱的地位逐渐没落，所以新能源汽车在传动结构方面具备了更大的优势。

3、制动系统

从传统汽车的制动方式来看，通过摩擦将动能直接转化为热能再散发到空气中是制动的基本原理，而电动汽车的制动系统是采用回馈电流储能的方式与传统制动的方式联合进行制动，在缩减制动距离的同时也大大降低了能源的消耗和机件的磨损，系统运作的原理是，在运行时将电能转化为动能，而在制动时，将电动机转化为发电机，并将动能再次转化为电能并重新充回至动力电池中，实现了能量的回收。这样的高效能利用非常符合现代汽车能源循环使用的宗旨。

四、新能源汽车的发展展望[4]

相比传统的燃油汽车，以电能驱动为主的新能源汽车具有不可替代的优势

除了上述特点之外，新能源汽车在检修和充换电方面都变得更加简便快捷，极大地减少了对环境的污染。除此之外，自2016年开始，国家开始陆续发放新能源汽车专用牌照，并提供一系列绿色服务通道和优惠举措。2017年，以国家电网公司为代表的电动汽车综合服务运营商（国网电动汽车服务有限公司）已建成了全球最大的智慧车联网运营系統，各类充换电设施覆盖全国3.6万公里高速公路，连接170余座城市，形成了“九纵九横两环”的全覆盖快速充电网络体系，并通过京港澳高速已经和南方电网及各类社会充电设施运营商实现了互联互通，给电动汽车的快速发展提供了强有力的服务支撑，优化了新能源汽车的市场发展环境，这无异于增加了新能源汽车的竞争优势。

参考文献

[1]李晓丹. 新能源汽车发展现状及应用前景[J]. 中国能源，2015，（8）：43-45，18.

[2]欧阳明高. 我国节能与新能源汽车技术发展战略与对策[J]. 中国科技产业，2006，（2）：8-13.

[3]朱松丽. 新能源车的节能减碳效果和成本有效性分析[J]. 中国科技投资，2015，（5）：21-23.

[4]卢显文，王毅达. 产品开发集成创新的过程与机制研究[J]. 科研管理，2016，（5）：10-16.

（作者单位：南京宁众人力资源咨询服务有限公司）