新能源汽车底盘布局优化设计探讨

侯建

摘要： 经济高速发展背景下，我国汽车保有量逐年呈递增态势，底盘作为汽车载荷核心构成，汽车多个零件均需依附于底盘进行衔接、固定，底盘整体布局合理性，与新能源汽车自身行车过程中舒适性、操作性及安全性密切相关。结合实际发展状况，如何高效通过底盘布局优化设计，促使新能源汽车自身性能、使用等更具可靠性及安全性，是现下急需考量问题。本文就新能源汽车底盘布局优化设计展开分析。

Abstract： Under the background of rapid economic development， China's automobile ownership is increasing year by year. As the core composition of automobile load， the chassis needs to be attached to the chassis for connection and fixation. The rationality of the overall layout of the chassis is closely related to the comfort， operability and safety of new energy vehicles during driving. Combined with the actual development situation， how to efficiently optimize the chassis layout to make the performance and use of new energy vehicles more reliable and safe is an urgent problem to be considered. This paper analyzes the optimization design of chassis layout of new energy vehicles.

关键词： 新能源汽车;底盘布局;优化设计

Key words： new energy vehicles;chassis layout;optimal design

中图分类号：U463.23                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）23-0010-02

0  引言

底盘作为汽车核心构成之一，其内部涵盖多个子系统，整体布局直接关乎汽车自身操控性，现下新能源汽车底盘布局设计优化，多以原有燃油汽车为核心基础开展优化。但因新能源汽车自身驱动系统与其存在较大差异性，所以具体布局规划应结合实际状况，底盘布设过程中主要包含动力电池、汽车辅助设备等，相较于原有燃油汽车其布设更具灵活性，对整个车辆产生影响更为凸显。为保证车辆使用更具可靠性，需充分结合实际状况，合理布设底盘，确保其布局更具科学性，为新能源汽车良好发展奠定基础。

1  新能源汽车底盘布局特征分析

从初期第一辆汽车诞生至今天，汽车底盘技术发展历经较长时间，从整个底盘模块进行分析，其内部转向、悬挂等系统技术在不断实践应用中，获取较为成熟的经验。针对新能源汽车而言，其内部动力系统的变更，促使底盘系统也需进行动态化调整，以此与动力系统完美匹配，保证整个汽车系统处于合理范围内。如动力系统减速器衔接口，应综合考量现下实际状况对其输入信息进行不断优化，亦或进行再次优化设计;动力转向系统需配置全新的转向动力源，各零部件、管路需开展精准性调整优化，从现下新能源汽车实际发展状况，其自身底盘布局特征涵盖以下几方面内容：

①新能源汽车底盘布局，可最大限度借鉴原有汽车底盘结构，与其自身工作基本原理应保持统一性。

②新能源汽车底盘属于机电一体化工程，其不仅包含电子控制系统、电动化辅助系统，而且涉及驱动电机系统、动力电池系统等。为保证其自身底盤布局设计更具合理性，需充分将其与电气、机械等多个专业联合实施，以此保证其具有协同性及可靠性。针对整体实际布局设计而言，需与动力电池、驱动电机等相吻合，并综合性考量传动、转向系统等。

③新能源汽车底盘设计，也可选取统一性设计模式，最大限度可减少各类零部件，充分发挥其自身能源多元化，依托整体化布设可进一步节省内部空间，保证整车外部形态优良性。

2  国外新能源汽车底盘布局技术分析

特斯拉作为世界级知名电动车及能源企业，其最为特殊的便是充分将TI理念融入整个车辆开发及制造过程中，在新能源汽车领域积累多个专利及技术，随着现下新能源汽车良好发展，其在世界产生的影响较大。从TeslaModelS底盘整体结构分析，在底盘中部布设相应的保护设施，核心目的在于保证电池安全性，分别在其前后布设高强度钢材，以此对电池进行强有力的保护。同时，为实现底盘轻量化，底盘材料主要选取铝合金。底盘自身存留一定空间的崩溃区，以此从本质层面将冲吸振功能最大限度发挥，且进一步增强整个车辆自身防碰撞性能[1]。

新能源自身电池质量可靠性因素，促使其实际质量远超过常规燃油汽车，减轻整个车辆质量是现下新能源汽车领域研究的重点内容。所以轻量化技术普遍用于底盘设计中，其可进一步减轻整个车辆实际重量，确保汽车续航水平。宝马i3电动汽车其具有专用底盘，该底盘主要以碳纤维材料为主，自身具有良好的拉伸强度、弹性模量等，相较于常规燃油汽车，凸显无法比拟的优越性，新材料制造费用与整车比值为1：3，但整个车辆实际质量减少1/3，综合性考量续航水平。

3  新能源汽车底盘布局设计分析

为从本质层面保证汽车行驶可靠性及安全性，设计汽车底盘十分关键，需设计人员给予高度重视。正式布局设计过程中，需充分考量路面实际状况，对多方面因素进行综合性考量，如此可从本质层面确保底盘自身可靠性及稳定性。针对新能源汽车而言，不同类型的底盘布设最终呈现成效存在较大差异性，需积极掌握不同类型整个底盘布局，结合现下新能源汽车未来发展方向，选取最为合理的底盘布局，以此保证行车稳定性及可靠性。

①機械传动底盘布局。

新能源汽车机械传动型底盘布局见图1，其内部涵盖多个零部件，不仅包含驱动桥、传动轴，而且涉及变速器、离合器等。针对机械传动型底盘整体布局而言，离合器作为关键的衔接部件，其主要用于接通、中断电动机至车轮多方面动力;与之相匹配的变速器则为不同速比的齿轮机构，充分结合其实际需求合理性选取相应的档位，即处于低速状况下获取较大的转矩，处于高速状况下获取较小的转矩。以机械传动底盘为核心基础，对底盘开展整体性布局规划，可从本质层面确保新能源汽车起动转矩、低速后备功率等参数指标，其自身对驱动电机并无严格要求，可应用自身功率较小的电机。需强调的是，此种汽车底盘布局规划，整体内部能量传递效率低下，一定程度损失电机驱动性能，在新能源车型上并不适用[2]。

②无变速器型底盘布局设计。

针对无变速器型底盘而言，其底盘整体规划局部见图2，此种类型中缺少相应的零部件，主要不包含离合器和变速器，其核心选取具有对应速比的减速器，汽车操控过程中变速功能实现主要依附电机达成。此种底盘布局中，机械传动装置占据空间体积较小，整个质量较轻，对驱动电机工作提出新的要求，只有具有充足的启动转矩、后备功率，方可确保汽车行进过程中遇见加速、爬坡等状况下，具备强有力的驱动做以支撑。

③无差速器型底盘布局。

新能源汽车无差速器型底盘布局，主要以2台驱动电机为核心基础，因单一性电机可灵活性对转速进行调整，汽车发生转向工况下，电机充分应用电子控制系统，实现2个车轮差速功效，以此完成转向任务目标。

④轮毂电机型底盘布局。

新能源汽车轮毂电机型底盘整体布局较为简单，电机布设处于驱动轮内部，可从本质层面减少电机与驱动轮间动力传递距离，可进一步控制能量传递损失。为从本质保证整个车辆运行可靠性及稳定性，需结合实际状况增设相应的行星齿轮减速器，且应保证其减速比较大，促使电机实际转动与初期理想车轮转速保持一致。此种类型底盘布局还具有多一种结构，将低速外转子电机与之相吻合的转子，将其布设于车轮边缘部位，无需依附减速齿轮，此种整体规划布局促使驱动轮、电机间并未布设相应的机械传动装置，相对应并未具有能量实际损耗，保证汽车整个传递效率的基础上，进一步提升其内部应用空间。需注意的是，此种汽车底盘布局设计，对电机自身性能提出较高的要求，需具备充足的起动转矩、后备功率，如此方可为汽车可靠运行提供保证[3]。

4  新能源汽车底盘设计发展趋势

新能源汽车实际设计过程中，开发研究人员不仅会综合性考量周期，而且需系统性考量经济成本，若完全筛除原有汽车底盘设计理念，进一步延长整个底盘布局设计周期，难以获取良好的经济性，所以其具备的可行性较低。需进一步掌握未来新能源底盘设计结构，以此结合时代发展状况，保证其整体布局结构更具合理性及可靠性，主要包含以下几方面：第一，底盘结构。因原有汽车底盘整体结构无法用于电动汽车中，需对其进行重新布设，整个汽车起动主要交由电机提供动力，依托传动轴为核心介质，最终将动力传输至减速器内部。通过上述设计布局规划，可提高动力传输效率基础上，减轻整车实际重量。此外，前后电机布设可进一步保证动力分配均匀性，可利用空间较大。需注重的是相较于原有燃油汽车，电机整体合理化控制难度较大，整个过程复杂性加剧。第二，电池组布设。新能源汽车自身油箱密度超过电池组，通常50L汽油可行驶500千米，针对特斯拉电动汽车，其内部电池实际续航也同样为500千米，但整个电池自重较大，高达0.9t。所以需结合实际状况，最大限度将电池组布设于底盘上，选用平铺布设形式会一定程度缩小车内实际应用空间。为新一步解决上述困境，需对车内座椅角度等参数进行调整优化，如此会影响用户行车舒适性，所以合理布设整个座椅摆放十分关键[4]。

5  结束语

新能源汽车作为我国未来汽车发展主趋，是否占据新能源汽车市场，带动现下经济良好发展，需新能源汽车开发需考量重点问题。底盘作为汽车关键零部件之一，其底盘布局设计规划合理性十分关键，始终围绕新能源汽车实际状况，对其进行整体优化调整，凸显汽车领域核心竞争力，促进汽车工业良好发展。

参考文献：

[1]蔚亚，康帆.基于碳纤维增强环氧树脂的新能源汽车底盘后纵臂成型[J].粘接，2020（7）：31-34.

[2]殷玉成.新能源汽车底盘起步异响检查与维修[J].科技经济导刊，2019，27（3）：99.

[3]蔚亚.基于有限元分析的新能源汽车底盘结构静强度分析[J].内燃机与配件，2019（24）：44-45.

[4]吴舒宁.新能源汽车底盘设计的发展趋势研究[J].汽车实用技术，2019（6）：14-15.