新能源汽车底盘设计的特点分析

李成瑶

广东福迪汽车有限公司 广东省佛山市 528225

新能源汽车作为汽车行业的后起之秀，受到认可和关注的同时也为社会经济发展带来了积极的作用，新能源汽车在设计上采用了许多创新理念，尤其是对于底盘的设计，从传统观念上来讲，底盘的设计对汽车的安全性、舒适性、操控性都有着关键性的影响，从现代化发展理念来讲，底盘系统要符合高度集成体系，还要适应车载能源的多样化。本文将简析新能源汽车底盘设计的特点，以供需要人士作为参考。

1 新能源汽车的概述及汽车底盘的重要性

1.1 新能源汽车的概述

所谓新能源汽车指的是在动力能源的使用上与普通汽车有所不同，其运行不再依靠柴油或是汽油，而是使用更环保的可再生清洁能源，例如太阳能、压缩气罐、液化石油气等。新能源汽车的产生对于汽车行业来讲是一次革命性的创造，它不仅能实现经济效益的最大化，并且还推进了社会的科技发展，新能源汽车在设计上使用新型环保材料，能够大大减少汽车在运行中排放的污染物，目前，我国已经致力于新能源汽车的研究和创造，但是与传统汽车相比，新能源汽车在设计上还不够成熟，尚需要不断完善[1]。

1.2 汽车底盘的重要性

汽车在行驶中受路况的影响最容易受到损坏的就是底盘，因为底盘是除了轮胎之外最接近地面的结构，当路况极其恶劣时底盘很容易被刮伤，若是底盘长期处在潮湿阴暗的环境里，一些具有腐蚀性的化学物质就会黏连在底盘上，出现锈腐脱落的现象，这对汽车的正常运行造成了直接的负面影响，也会间接的威胁到汽车其它构件的运作，从而使汽车的使用性能下降，使用寿命也会缩短。因此，汽车底盘的设计就显得十分重要，它和汽车动力系统的构造有着密不可分的联系，在一定程度上还会对外观设计和内部空间造成影响，可以说是整个设计工作最重要的内容之一[2]。

2 新能源汽车底盘的传统设计特点

2.1 发动机的取消影响底盘结构

新能源汽车采用了新的动力系统取代了传统的发动机，导致新能源汽车的转向体系、制动体系、传动体系等都需要在原有结构上做出相对的调整以适应新的动力系统。由于发动机的取消，传统的动力转向泵无法继续使用，所以必须合理设计新的转向动力源，相应管路等有关零部件就要做适当的改变；由于制动真空助力泵失去了真空源，所以需要另添加电动真空泵为其提供充足的真空源，同样的道理，与之相关的管路等零部件也要有所改变；由于新动力系统的减速器接口与原车接口不符，所以传动体系必须根据新型的输入信息进行更改或是重新设计。各子系统零部件做出调整之后，要依据总布置方案和零部件数模对悬置支架重新进行设计，最后利用CAE分析对悬置体系的噪音和强度做好相应改善[3]。

2.2 总布置的改变影响悬架系统

由于新布置方案的实施，前后舱的安置内容与原车相比有较大的变化，必须重新计算整车质量以及载荷匹配，这样才能有效判断原有悬架系统的安全可靠性，若发现安全可靠性不足，就要对悬架系统做相应调整或是重新设计。首先需要统计新增零部件的质心方位和整体质量，结合原车继续使用的零部件的质心方位和整体质量，在新布置方案的基础上核算出新能源汽车的对应质心方位和整车质量，再利用X向质心方位和总体质量将前后轴荷的分布情况计算出来，依据计算所得出的轴荷与总体质量对传统悬架系统的牢靠性进行检验，若无法继续使用，就要更改原有的设计参数或是设计出全新的悬架体系，最后通过Adams分析悬架系统的改变对四轮定位的参数是否有影响，并科学的调整悬架设计。

图1 新能源汽车底盘构造

2.3 承载式车身

承载式车身是汽车底盘结构的一种，其车身负载通过悬架装置传给车轮，具有装配容易，高速行驶稳定性好等优点，目前大多数汽车采用的都是承载式车身设计，所以许多新能源汽车也沿用了这种构架，动力总成等多种部件都在车身做悬置点的安设，原则上副车架不需要承担重量，但是这种结构使车身上的悬置设计工作变得复杂，不利于量产化的实现，同时还需要进行大量的CAE分析作业，另外布置空间的不规则状态，总体布置执行较为困难[4]。

2.4 非承载式车身

非承载式车身是悬挂、发动机和车身都安装在车架上，车架上有用于固定弹簧的基座以及固定车身螺孔的一种底盘结构。当前仍有许多汽车选用非承载式车身，而新能源汽车在此渠道上实施设计，可节省大量人力和物力成本，主要是因为非承载式车身的底盘结构特征符合系统化、全体化和智能化的设计理念。因为底盘有大梁，在一定程度上能够组建大结构来承重，所以可以将动力系统等部件安设在底盘结构中，该框架结构的空间十分规整，设计初期就可以合理地规划出各部件的集成度和具体方位，很大程度减少了布置的难度，还能够实现车身改制量与重心的降低[5]。

3 新能源汽车底盘的创新设计特点

3.1 滑板式底盘

对于新能源汽车的创新设计，底盘设计是其中的尤为重要的一项内容，由于新能源汽车和传统的汽车之间存在很多差异，因此，在汽车底盘的设计上就需要对汽车的性能和实用性做出细致考虑，但是在设计研究以及后续完善的过程中，需要大量的投入，并且开发周期也较长，尤其是新能源汽车在零部件方面存在困难，在设计经验上也不够成熟。若是汽车底盘设计上能够存在创新优势，就可以继续进行整体性的规划，使底盘的卓越性能充分地展示出来。作为新能源汽车底盘的创新设计，滑板式底盘推翻了传统汽车常规性的底盘设计形式，此创新设计的核心是铝制滑板式底盘，具有一定的指导性和创新性。在新能源汽车中运用滑板式底盘的主要具备以下优势：（1）对车身设计的自由度比较大。平面式底盘和平面式车身相独立，所以给车身造型的设计提供了自由空间。（2）操控性卓越。全部核心系统都安设在底盘上，降低了车辆的重心，提升了操控性。（3）安全性能高。制造整副汽车底盘时，保证前后配重为1：1，严格契合规定的碰撞安全标准，若发生磕碰问题，巩固的底盘能够汲取大量冲击力，有效避免乘客舱因激烈碰撞而发生内陷。（4）简化制造和维护工作。得益于底盘所采用的全体化设计理念，具有集成度高、零部件少等优点，制造工艺与装卸工艺的复杂性也有大幅度的降低。然而，滑板式底盘的设计也不是完美无缺的，目前使用范围还有局限性，只可用于燃料电池汽车，另外应用非机械底盘控制，依赖线传操控体体系的发展。

3.2 底盘设计中材料的应用

汽车底盘从设计到材料的选用，再到底盘涂料的质量都需要有严格的把控，TRIP钢材料的强度和可塑性都非常高，将TRIP 钢材料应用到汽车底盘的设计中，不仅能够较少燃油消耗，还能够降低尾气排量，而且TRIP钢材料的耐腐蚀性非常强，结合力良好，涂层也十分密实[6]。

新能源汽车作为业内未来发展的大趋势，对其的研究和创新还需要不断加强，尤其是对于底盘的设计，更应当受到高度重视，底盘的设计与新能源汽车的总体布置息息相关，与动力系统的结构以及集成度紧密关联，同时还影响着汽车的内部空间和外形设计，是新能源汽车设计重中之重的的内容，还需要业内人士投入更多的精力，提升新能源汽车对社会效益的影响力，让新能源汽车占据更高的领地。

图2 新能源汽车创新底盘