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與傳統(tǒng)汽車(chē)有所不同，新能源汽車(chē)主要應(yīng)用可再生清潔能源，因此能使汽車(chē)污染物排放量降低，這一行業(yè)也成為了新興產(chǎn)業(yè)。為促進(jìn)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在設(shè)計(jì)新能源汽車(chē)時(shí)，必須對(duì)其底盤(pán)設(shè)計(jì)進(jìn)行改善。

1 新能源汽車(chē)概述

新能源汽車(chē)發(fā)展的方向主要為安全、環(huán)保與節(jié)能，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)能源消耗正表現(xiàn)出逐年增加的態(tài)勢(shì)。此外，傳統(tǒng)汽車(chē)使用時(shí)產(chǎn)生的尾氣含有大量的氫碳化合物、固體懸浮微粒等，此類(lèi)排放物嚴(yán)重傷害了人們的身體健康，也在一定程度上破壞了生態(tài)環(huán)境?；诖朔N情況，國(guó)際社會(huì)在積極倡導(dǎo)新能源汽車(chē)時(shí)已達(dá)成共識(shí)，以積極應(yīng)對(duì)和解決傳統(tǒng)汽車(chē)工業(yè)中存在的環(huán)境、能源問(wèn)題。近些年來(lái)，政府逐漸增加了對(duì)新能源汽車(chē)的關(guān)注度及投入力度，例如燃料電池汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)等，亦出臺(tái)相關(guān)財(cái)政補(bǔ)貼與免稅政策，以期促進(jìn)我國(guó)新能源汽車(chē)良好發(fā)展。

2 汽車(chē)底盤(pán)對(duì)汽車(chē)的作用及新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)的必要性

為使汽車(chē)安全行駛得到保障，在設(shè)計(jì)汽車(chē)時(shí)，底盤(pán)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，設(shè)計(jì)者需提高重視。設(shè)計(jì)時(shí)需由實(shí)際路面工況出發(fā)，對(duì)諸多可能性存在的因素統(tǒng)籌考慮，包括沖擊、碎石等對(duì)底盤(pán)的影響，如此一來(lái)，可極大程度上保障底盤(pán)的穩(wěn)定性。因汽車(chē)底盤(pán)長(zhǎng)期置于潮濕的環(huán)境中，附著了諸多侵蝕性強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)，外加其行駛時(shí)極易受到水、利器的影響，產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，繼而影響到其他構(gòu)件，減少使用年限。因此，需與現(xiàn)實(shí)因素有效結(jié)合，創(chuàng)新變革汽車(chē)底盤(pán)，使其運(yùn)作性能得到提高。

設(shè)計(jì)汽車(chē)底盤(pán)時(shí)，應(yīng)立足整體，使系統(tǒng)化集成的特點(diǎn)得到充分發(fā)揮，以現(xiàn)代化的思想設(shè)計(jì)汽車(chē)，能達(dá)到多元化設(shè)計(jì)的要求；此外，還需充分考慮汽車(chē)的空間，將優(yōu)化設(shè)計(jì)底盤(pán)工作落實(shí)到位。新能源汽車(chē)與其他汽車(chē)相比，能創(chuàng)造出更多的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)汽車(chē)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在設(shè)計(jì)時(shí)，需采用智能化、整體性和系統(tǒng)化的新型設(shè)計(jì)理念，保障設(shè)計(jì)的合理性和應(yīng)用的舒適度，尤其是底盤(pán)的設(shè)計(jì)，通過(guò)優(yōu)化配置，使汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的作用得到充分體現(xiàn)。

3 新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)思路

在設(shè)計(jì)新能源汽車(chē)時(shí)，開(kāi)發(fā)人員不僅會(huì)考慮到周期問(wèn)題，也會(huì)兼顧開(kāi)發(fā)成本，若完全摒棄傳統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)的思路，將會(huì)使研發(fā)周期延長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)成本提高，因此可行性不高。新能源底盤(pán)開(kāi)發(fā)時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量采用當(dāng)下成熟車(chē)型應(yīng)用的底盤(pán)設(shè)計(jì)、有關(guān)零件，結(jié)合新能源汽車(chē)的實(shí)際需要改造局部，進(jìn)而降低開(kāi)發(fā)難度，減少成本，縮短周期。另外，若部分零件和當(dāng)下燃油車(chē)通用，將會(huì)使后期維修維護(hù)費(fèi)用大大降低。為使電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航能力得到保障，除了要改變底盤(pán)設(shè)計(jì)布置外，還應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化有關(guān)材料，在保障底盤(pán)性能穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)者會(huì)盡量考慮到運(yùn)用輕量化材料。

4 新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)趨勢(shì)4.1 底盤(pán)結(jié)構(gòu)

由于傳統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)結(jié)構(gòu)不可應(yīng)用在電動(dòng)汽車(chē)中，因而需要重新設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車(chē)的底盤(pán)。設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車(chē)時(shí)，可取消離合器及變速器，其后分別將電機(jī)布置在前后軸。電機(jī)提供動(dòng)力，經(jīng)傳動(dòng)軸傳遞至主減速器。運(yùn)用上述設(shè)計(jì)方案一方面能使動(dòng)力傳遞效率得到提高，還可使汽車(chē)質(zhì)量有效減輕，另外，前后電機(jī)設(shè)置有利于均勻分配動(dòng)力，繼而充分利用空間。需注意的是，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)對(duì)比，電機(jī)控制難度更復(fù)雜。

4.2 電池組布置

新能源汽車(chē)油箱能量密度大于電池組，一般50L汽油能使汽車(chē)跑500千米，而特斯拉汽車(chē)的電池，續(xù)航里程同樣為500千米，但其電池重量高達(dá) 0.9t。因此需盡量在底盤(pán)上布置電池組，若采用平鋪的形式將會(huì)減小車(chē)內(nèi)空間。若想使上述問(wèn)題得到有效解決，需對(duì)座椅角度、部位等參數(shù)予以調(diào)整，如此一來(lái)，又會(huì)降低用戶的駕駛體驗(yàn)，因此需合理設(shè)計(jì)座椅擺放。除此之外，安全也是設(shè)計(jì)新能源汽車(chē)時(shí)需要考慮的問(wèn)題，電池組除了需要分散擺放外，還應(yīng)與乘坐者隔絕，以擴(kuò)大車(chē)內(nèi)活動(dòng)空間，使駕駛者的駕駛體驗(yàn)得到優(yōu)化。電池組分散放置時(shí)接觸面積小，可防止多次摩擦或碰撞帶來(lái)危險(xiǎn)；同時(shí)，即便一塊或幾塊電池故障，也不會(huì)使其他電池的使用受到影響，依舊可維持汽車(chē)正常運(yùn)行。

4.3 底盤(pán)輕量化

在新能源汽車(chē)總重量中，電池的重量高達(dá)30%，車(chē)身與配件占70%，因此底盤(pán)輕量化有助于提高汽車(chē)的性能和能源效率?？陀^上來(lái)說(shuō)，底盤(pán)輕量化的方法主要為完善結(jié)構(gòu)，即采用科學(xué)的工藝技術(shù)與先進(jìn)的材料，通過(guò)采用空心結(jié)構(gòu)或改變尺寸、形狀使零件質(zhì)量減輕，一般常采用鎂合金與鋁合金替代鋼制材料，使質(zhì)量得以減輕，并借助熱成形等方式達(dá)到零件輕量化的目的。

4.4 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)是基于傳統(tǒng)底盤(pán)的前提下重新規(guī)劃系統(tǒng)進(jìn)行的，此為全新的領(lǐng)域，為使底盤(pán)的可靠性及實(shí)用性得到提高，一般需注意以下幾點(diǎn)，首先，應(yīng)盡可能于底盤(pán)質(zhì)心安放電池組，如此一來(lái)，不僅能使車(chē)輛行駛的穩(wěn)定性得到提高；還可在接近主減速器時(shí)，減少動(dòng)力傳遞中的能量耗損；其次，設(shè)計(jì)電池架時(shí)需便利電池組的安裝、檢查和拆卸；最后，盡量選用傳統(tǒng)底盤(pán)具備的可靠結(jié)構(gòu)，使研發(fā)成本減少，車(chē)輛行駛、制動(dòng)及轉(zhuǎn)向的能力得到提高。

5 結(jié)束語(yǔ)

為有效改善不可再生能源缺失的現(xiàn)狀，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的要求，新能源汽車(chē)的發(fā)展勢(shì)在必行。底盤(pán)是汽車(chē)的關(guān)鍵構(gòu)成部分，新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)應(yīng)由創(chuàng)新思路出發(fā)，在現(xiàn)代汽車(chē)的基礎(chǔ)上予以優(yōu)化，在減少開(kāi)發(fā)周期的同時(shí)，不斷減少成本，以降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

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6 說(shuō)點(diǎn)別的

底盤(pán)系統(tǒng)包含了懸架、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等子系統(tǒng)，在傳統(tǒng)意義上它影響著整車(chē)的舒適性、安全性與操控性，而對(duì)于新能源汽車(chē)而言，它的影響更加深遠(yuǎn)。

新能源汽車(chē)的底盤(pán)系統(tǒng)需要適應(yīng)于車(chē)載能源的多樣性、適用于高度集成的系統(tǒng)模塊，同時(shí)不限制汽車(chē)內(nèi)部空間與外部造型的設(shè)計(jì)。

底盤(pán)零件新材料、新工藝和穩(wěn)定性的總體要求

輕量化和新材料

汽車(chē)底盤(pán)在未來(lái)的發(fā)展方向之一便是汽車(chē)輕量化， 對(duì)于輕質(zhì)合金材料和高強(qiáng)度鋼的需求量在未來(lái)將會(huì)大大增加；底盤(pán)上對(duì)于鋁合金的運(yùn)用也會(huì)越來(lái)越多；鎂合金的需求量也呈增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。但是，也要不斷研究一些新型設(shè)計(jì)來(lái)滿足汽車(chē)零部件重量輕的需求。

穩(wěn)定性

底盤(pán)零件的穩(wěn)定性就是汽車(chē)的安全基礎(chǔ)，要做到強(qiáng)度、柔韌性、抗疲勞、抗損壞等性能，汽車(chē)車(chē)架和車(chē)橋?qū)τ诠懿囊簤撼尚渭夹g(shù)的運(yùn)用也會(huì)越來(lái)越頻繁，壓力加工技術(shù)向著高效、自動(dòng)減輕汽車(chē)重量、降低成本等方向發(fā)展。

鑄件

底盤(pán)鑄件正在向高性能、薄壁、輕質(zhì)、精（確）尺寸、優(yōu)良切削性能方向發(fā)展；鑄造生產(chǎn)過(guò)程向清潔、廢物再生、高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保的綠色鑄造方向發(fā)展。

機(jī)械加工

底盤(pán)零部件的機(jī)械切削加工技術(shù)已經(jīng)拋棄了傳統(tǒng)模式，而發(fā)展為柔性技術(shù)為特點(diǎn)的生產(chǎn)線生產(chǎn)的生存模式。高效、精密、柔性化、自動(dòng)化是切削加工技術(shù)變化的主要趨勢(shì)。高速加工技術(shù)、敏捷制造技術(shù)、智能化加工技術(shù)、綠色加工技術(shù)等都將得到快速發(fā)展。

表面處理

汽車(chē)零件的防護(hù)性電鍍由原來(lái)單一的鍍鋅鈍化工藝，向耐蝕性能更好且具有耐熱、低氫脆性、良好加工性能及環(huán)保性能的鋅合金鍍層及無(wú)鉻達(dá)克羅工藝發(fā)展。在鍍層的耐腐蝕性能獲得很大提高的同時(shí)，正向鍍層耐熱性能好、低摩擦系數(shù)方向發(fā)展。

環(huán)保要求

在底盤(pán)領(lǐng)域，隨著對(duì)環(huán)保要求的不斷提高，目前，世界各大汽車(chē)公司正在集中開(kāi)發(fā)環(huán)境友好的零件，如低滾動(dòng)阻力輪胎、綠色輪胎、不含鉛的車(chē)輪平衡塊、不含六階鉻的新零件涂層技術(shù)、電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等，相信不久的將來(lái)，底盤(pán)技術(shù)一定會(huì)朝著保護(hù)環(huán)境的方向越走越廣闊。

現(xiàn)代汽車(chē)底盤(pán)電子化

隨著各種汽車(chē)電子輔助功能在底盤(pán)上的應(yīng)用，明顯提高了汽車(chē)的主動(dòng)安全性和駕駛舒適性，這些系統(tǒng)包括ABS/ASR/ESP集成控制系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)（ACC）、泊車(chē)輔助系統(tǒng)（PLA）、車(chē)道偏離和駕駛員警示系統(tǒng)、胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）、可調(diào)阻尼控制系統(tǒng)（ADC）等。隨著底盤(pán)電子控制系統(tǒng)越來(lái)越向電子化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

底盤(pán)設(shè)計(jì)要求

底盤(pán)設(shè)計(jì)考慮的關(guān)鍵在于滿足整車(chē)性能的各項(xiàng)指標(biāo)。汽車(chē)應(yīng)當(dāng)具備的基本性能可概括為動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操穩(wěn)性、平順性、安全性和耐久性。一般所說(shuō)的底盤(pán)工程包括前后懸架、轉(zhuǎn)向系、制動(dòng)系和車(chē)輪的設(shè)計(jì)配置。與這些系統(tǒng)直接相關(guān)的整車(chē)性能有制動(dòng)性、操穩(wěn)性和平順性。底盤(pán)的懸架部件本身要足夠牢固，而其設(shè)計(jì)是否到位直接影響車(chē)架車(chē)身的受力大小，同時(shí)底盤(pán)設(shè)計(jì)也和耐久性相關(guān)。

新能源車(chē)的底盤(pán)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

新能源車(chē)的底盤(pán)設(shè)計(jì)跟傳統(tǒng)燃油車(chē)有很大區(qū)別。首先車(chē)身設(shè)計(jì)自由度更大，現(xiàn)在的底盤(pán)越來(lái)越趨于平面化，為了空氣流動(dòng)性好，下面一般都是平的。車(chē)身與它分離，所以車(chē)身的設(shè)計(jì)自由度變大。第二，內(nèi)部空間增加。現(xiàn)在利用整體化設(shè)計(jì)概念，包括電氣化設(shè)計(jì)ESP，電氣化設(shè)計(jì)越來(lái)越高，可以減少一部分的零部件，進(jìn)而可以減少底盤(pán)的空間，以便于把內(nèi)部空間釋放出來(lái)。第三，由于系統(tǒng)化設(shè)計(jì)程度越來(lái)越高，產(chǎn)品越來(lái)越少，制作、維護(hù)也是大大簡(jiǎn)化。第四，電池包現(xiàn)在固定在底盤(pán)下部，重量、軸心都很低，這也增加了整車(chē)的操作性。

新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)要考慮的三個(gè)方面

其一，汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)平臺(tái)的應(yīng)用，即在底盤(pán)設(shè)計(jì)中，包括底盤(pán)設(shè)計(jì)的構(gòu)架，以及其子系統(tǒng)都需要保持不變。其二，要根據(jù)原有的框架對(duì)汽車(chē)底盤(pán)子系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。對(duì)于底盤(pán)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，不僅要安裝真空動(dòng)力泵，還有適當(dāng)調(diào)整構(gòu)架，達(dá)到改善真空源的目的。當(dāng)然，也要改變新的動(dòng)力系統(tǒng)的減速器接口。在零部件設(shè)計(jì)完的基礎(chǔ)上，還要用CAE分析法對(duì)懸置系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)用，達(dá)到減輕噪音的目的。其三，車(chē)體后艙的布局會(huì)隨著子系統(tǒng)采用的新的設(shè)計(jì)方案而改變，經(jīng)過(guò)一系列對(duì)于荷載已經(jīng)車(chē)的質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)核算，保證懸架系統(tǒng)安全系數(shù)。不然，就要對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行重設(shè)，這時(shí)候就要做好調(diào)整懸架系統(tǒng)的任務(wù)工作，分析新能源汽車(chē)的前軸荷的分布情況以及后軸荷的分布情況，會(huì)發(fā)現(xiàn)要重新設(shè)計(jì)懸架系統(tǒng)的參數(shù)。確定好懸架四輪定位參數(shù)，用Adams分析進(jìn)行確定，但是最好盡量保證原有的設(shè)計(jì)方案，和實(shí)際相結(jié)合，這樣可以有效節(jié)省開(kāi)發(fā)周期，減小成本開(kāi)發(fā)。

新能源汽車(chē)保持承載式車(chē)身

新能源汽車(chē)保持承載式車(chē)身，在于很多汽車(chē)都會(huì)采用這種設(shè)計(jì)。由于副車(chē)架并不能夠承擔(dān)車(chē)身質(zhì)量的相關(guān)功能，因此，在動(dòng)力總成部件的設(shè)計(jì)上，需要將懸置點(diǎn)確定下來(lái)。車(chē)身的懸置設(shè)計(jì)中，要對(duì)車(chē)身進(jìn)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懸置設(shè)計(jì)空間不規(guī)范而導(dǎo)致的總體布設(shè)困難。由于底盤(pán)可形成比較大的框架而使得底盤(pán)的承載力增強(qiáng)，其中可以布設(shè)全部的動(dòng)力系統(tǒng)。所以，在新能源汽車(chē)設(shè)計(jì)的初期，就要規(guī)劃好進(jìn)行部件，不僅可以提高總體布置的簡(jiǎn)易程度，而且隨著車(chē)身重心的降低而使得車(chē)身的整體質(zhì)量有所減輕。

電控制動(dòng)

汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)是對(duì)汽車(chē)的某一部分，主要是車(chē)輪，施加一定的壓力，從而對(duì)其強(qiáng)制制動(dòng)的一系列專門(mén)裝置。主要是為了保證安全和改變汽車(chē)的速度。與傳統(tǒng)的汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)不同，電動(dòng)汽車(chē)并不能把電機(jī)作為真空源，所以制動(dòng)的助力自然而然是一個(gè)難點(diǎn)。如今較廣泛的解決方案是采用真空助力器作為助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)，另外用電動(dòng)真空泵作為真空的動(dòng)力來(lái)源，但是這也有一些缺陷。于是，一種新的助力來(lái)源——電，開(kāi)始被人們采用。有名的汽車(chē)零部件供應(yīng)商Bosch，這家公司推出一款電動(dòng)機(jī)械助力器——iBooster。這個(gè)汽車(chē)零部件的發(fā)明，帶來(lái)了許許多多的能夠智能化的新功能。它利用電子技術(shù)，通過(guò)電控方式實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。它的反應(yīng)時(shí)間也是要比傳統(tǒng)的汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)快三倍。

轉(zhuǎn)向模式選擇

傳統(tǒng)燃油車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要發(fā)動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)，從而提供液壓助力。不過(guò)現(xiàn)在燃油車(chē)也已經(jīng)都是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向，也就是EPS，EPS對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)是非常的重要。采用具有ECU控制器的EPS，可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)的控制，就是不用駕駛者控制方向盤(pán)，讓汽車(chē)自動(dòng)轉(zhuǎn)向?？梢詫?shí)現(xiàn)自動(dòng)停車(chē)等功能，這些功能是創(chuàng)新。方向盤(pán)是駕駛者駕駛汽車(chē)的重要部件，是駕駛者駕駛車(chē)輛時(shí)感知車(chē)輛行駛路況的重要工具。不同的駕駛者可能對(duì)于方向盤(pán)的要求不同，但是大體上都是希望輕便而又不輕便，就是可以傳知一些路感。這項(xiàng)功能真正的增加了汽車(chē)的個(gè)性化選擇。

高度可控懸掛

當(dāng)遇到凹凸不平的路面時(shí)，駕駛者可能有過(guò)這種希望，就是汽車(chē)的底盤(pán)可以根據(jù)路面的高低而調(diào)整高低。對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，電機(jī)的涉水性會(huì)相對(duì)傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)好一點(diǎn)。在改裝市場(chǎng)上，早就已經(jīng)有可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制升降的氣動(dòng)懸掛了。它主要是通過(guò)電控氣泵給氣囊避震充氣或放氣，來(lái)實(shí)現(xiàn)懸掛高度的升與降。不過(guò)這種方法會(huì)破壞原車(chē)的內(nèi)飾造型和內(nèi)飾件。在智能大屏的基礎(chǔ)上，再配置一套電控氣動(dòng)懸掛，其實(shí)就可以實(shí)現(xiàn)懸掛高度的調(diào)節(jié)。