燃油车改纯电动汽车底盘优化设计

邸云龙 韩建芳 孙永飞 罗文静

摘 要：随着国家新能源政策的推行，产业结构的调整升级越来越快。燃油汽车公司在生产燃油汽车的同时生产节能，环保的电动汽车，并且已经实施了双重政策。传统燃料汽车公司迫切需要转向电动汽车行业，但是，传统工厂的原始设施是传统的燃料汽车设计，在短时间内难以进行轻型电动汽车的生产线的更换，这就给燃油车改纯电动汽车底盘优化工作造成一定困扰。同时，汽车底盘的设计是所有汽车生产的重要组成部分，深刻影响着汽车的设计和使用，技术人员将参数化设计应用于汽车底盘设计可以提高汽车底盘的质量。因此，文章基于参数化技术的内涵分析，对汽车底盘设计中的参数化技术进行详细的评价和归纳，并分析了如何将参数化技术应用于汽车底盘设计中，以提高汽车底盘设计的质量。

关键词：燃油车;纯电动汽车;底盘优化设计

中图分类号：U463.1  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）09-05-03

Optimal Design of Fuel-electric Vehicle to Pure Electric Vehicle Chassis

Di Yunlong， Han Jianfang， Sun Yongfei， Luo Wenjing

（ Kaliver （Shandong） Automotive Technology Co.， Ltd.， Shandong Rizhao 276800 ）

Abstract： Along with the implementation of the new national energy policy， the adjustment of industrial structure upgrade faster and faster. Fuel automobile company in the production of fuel cars at the same time as the production of energy saving， environmental protection of electric vehicles， and has implemented a dual policy.Conventional fuel car companies urgently need to be turned to the electric car industry， however， the traditional factory original facilities is one of the traditional fuel vehicle design， in a short period of time to light the replacement of the electric car production line， this gives fuel cart cause certain problems in pure electric vehicle chassis optimization. All at the same time， the design of the chassis is an important part of automobile production， deeply affects the design and use of the car， technicians will parametric design is applied to automobile chassis design can improve the quality of automobile chassis. Therefore， in this paper， based on the analysis of the connotation of parameterized technology， parametric technology in automobile chassis design evaluation and summarized in detail， and analyzes how the parametric technology application in automobile chassis design， in order to improve the quality of automobile chassis design.

Keywords： Fuel car;Pure electric vehicles;The chassis design optimization

CLC NO.： U463.1  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）09-05-03

1 底盤优化设计

底盘悬架系统优化设计需要以adams软件为技术支撑，对底盘运动学、动力学进行系统分析和总结，对结果进行分析，然后进行归纳总结和系统优化，逐渐达到最佳水平。

1.1 悬架KC分析以及动力学模型建立

建立前、后悬架系统动力学模型（见图1和图2），设置好四轮定位参数，前悬架系统硬点参数以及后悬架硬点参数，系统评估悬架KC的性能，最后针电动车存在的风险给出系统的改进建议。电动汽车整车控制器基本有以下几项功能：整车上下电管理功能，控制整车上电、下电、OFF档蓄电池充电、OFF档高压用电、预约充电等功能。

分析发现，前悬架的滚动刚度低。通过增加稳定杆的直径可以改善它，转向齿轮比增加，齿条比的变化得到改善，振动器的上端位置得到改善。在垂直跳动的情况下，后悬架的曲线较差，这可以通过改变减震器上点的位置来改善。

1.2 操稳分析

建立整车多刚体动力学模型。评估整车操稳性能，针对标杆车悬架改电动车存在的风险给出改进建议。

1.3 稳态回转

（1）在加重500 kg的情况是，会发生整车不足转向度、侧倾角梯度、侧偏角梯度逐渐增大的情况。

（2）只增加弹簧刚度，整车不足转向度、侧倾角梯度减小。

1.4 角阶跃相关数据分析

在加重500kg时，横摆角速度增益和侧向加速增益都减小，响应时间逐渐变短，最大测角速度会增加。在单独增加弹簧刚度的时候，横摆角速度增益和侧向加速度都会加大，响应时间变长，最大测角速度减小。在加重500 kg的时候，各参数的峰值频率和90%通频带宽都增加，横摆角速度增益放大率也会增加，侧向加速度滞后角减小，侧倾角放大率减小。单独增加弹簧刚度，各参数的峰值频率和90%通频带宽都减小，侧向加速度滞后角增加，侧倾角放大率增加。

2 参数化设计

在以前的汽车底盘设计中，设计人员仅根据固定参数进行设计，因此设计后很难进行改进。参数化技术在汽车底盘中的应用可以有效地克服上述问题，具体如下：首先，通过参数化设计，可以调整产品的参数结构，从而根据需要获得差异化的产品。其次，参数化技术的应用可以使用特定的参数来代替原始设计中的参数，从而改善汽车底盘的设计。参数化设计在汽车底盘设计中的应用可以提高汽车设计的效率和质量。

3 参数化设计的软件基础

3.1 AutoCAD

AutoCAD是一种计算机辅助设计通用的软件包，在绘图方面优势明显。将其应用到汽车底盘参数化设计中能够发挥极大的价值，而且功能齐全。从AutoCAD2000开始，该软件的功能得到进一步的优化提升，比如在其中增加了Auto CAD设计中心、PDF支持、对象捕捉支持等。

3.2 UG软件

UG软件是一种交互式系统，计算机辅助设计可用于特定用途。 UG软件在汽车底盘设计中的应用可以为汽车底盘设计提供数字模型，并根据产品设计参数和工艺要求提出相应的产品。目前，UG软件已广泛应用于汽车生产中，并逐渐发展为高端集成软件。

4 电动汽车底盘设计中参数化技术的运用

4.1 打造完善的参数坐标系

在设计汽车底盘时，必须建立底盘坐标系，该坐标系确定组装过程中组装部件的位置和尺寸，并为汽车底盘的设计提供重要的参考标准。底盘如果在设计汽车底盘时需要修改参数，则只需在底盘坐标系中修改设置的坐标参数即可。

4.2 打造汽车零部件参数化模型

汽车底盘的总体设计任务是确定每个底盘组件的基本结构形状和空间位置，這取决于组件零件的尺寸和位置，要考虑组件和零件的空间位置以及基本结构的动态参数。汽车零部件的参数化模型的创建涉及以下两种类型的参数。第一种参数是形状参数。shape参数直接确定汽车零部件总成的尺寸和基本形状。第二种类型是位置参数。当使用位置参数信息时，它确定组件集的布置位置。通过设计和优化这些参数，可以创建控制组件的简化模型。

4.3 汽车底盘装配参数化设计

（1）汽车底盘由多个组件组成，并且这些组件是由多个子组件组装而成的，因此在设计过程中会创建树形关系图。在创建汽车底盘装配模型之前，相关人员必须了解并建立相应参数底盘的总装树结构图。树形结构图的节点是已建立的几种类型的机箱部件文件。该文件包含多个级别的节点，通过节点与节点形成唯一的参数关联。

（2）装配体和零件的装配方法。在一般的汽车底盘装配操作中，通常选择两种类型的装配方法，包括坐标点装配和约束装配。从实际操作的角度来看，为装配应用坐标点的方法简单易行。受限装配和坐标点装配具有处理复杂零部件关系的优势。

（3）创建装配体尺寸字符串。根据装配体各个组件之间的关系，如果装配体的形状和位置参数的信息发生变化，则底盘坐标系中其他零部件的位置也会发生变化，这将导致整个底盘设计发生变化。在这种情况下，为了避免由于一个零件的改变而导致汽车整体组件的发展，有必要建立一套完整的组件尺寸链，并且每个组件的位置比都显示在图中。

4.4 汽车的干涉检查和运动校正

（1）调节电动机和前轴之间的运动距离。为了设计汽车前后变速器的设计，必须将汽车发动机布置在前轴的顶部，避免一系列运动干扰。因此，在组织汽车的发动机时，有必要在汽车的前轴和油底壳之间留出一定的空间，并合理地控制两者之间的距离。

（2）校正前轮转向运动的自由空间。前轮转向运动的自由空间的校正应着重于验证汽车的方向盘和纵向杆，并在验证汽车的方向盘和纵向杆时确定设计是否合理。如果方向盘与轿厢之间的运动受到干扰，则相关人员必须及时采取有效措施，以减小车架的宽度或增加前轮的轨迹。

5 结束语

总之，汽车底盘设计是整个汽车设计的重要组成部分。通过对汽车底盘的科学合理设计，可以提高整个汽车底盘的设计质量，并可以提高汽车的性能。参数化技术在汽车底盘设计中的应用可以进一步提高汽车底盘设计的工作效率，提高汽车底盘设计的质量。为此，在深入了解汽车底盘参数化设计的内涵和重要性的基础上，相关人员应考虑如何更好地参数化坐标系构建，零件建模和参数模型方面的参数，旨在提高汽车底盘设计的质量。随着新能源汽车的不断推广和应用，传统的燃油汽车底盘有可能通过优化的CAE设计成为纯电动汽车底盘，相信有更多的燃油汽车公司可以涉足这一领域，推动燃油车的优化改造。

参考文献

[1] 瑞银.新政策强调电动汽车和燃油车的能耗[J].汽车与配件，2019 （14）：14.

[2] 陈玉胜.燃油车改纯电动汽车底盘优化设计[J].汽车与配件，2017 （33）：80-81.

[3] 林春挺.电动汽车取代燃油车势不可挡，争论“石油可再生”已不再时髦[N].第一财经日报，2017-09-28（A03）.

[4] 突破电动汽车充电弊端新技术让人类告别燃油车[J].云南电力技术，2017，45（02）：19.