在线客服

咨询热线

新能源汽车底盘设计趋势分析

作者:未知

  摘要:近几年随着环保问题的加剧,我国在交通方面逐步的将原来的燃油汽车发展成新能源汽车,新能源汽车设计中所使用的是环保材料,这样能大大减少车辆使用过程中排放的污染物。目前,关于新能源汽车的研究在我国一直受到广泛关注,并被提出为新兴产业。虽然现代能源汽车已被大力推广使用,但新能源汽车底盘系统的设计仍将采用普通汽车的底盘设计方法,这将对新能源汽车的使用产生影响。因此,在新能源汽车的设计中,有必要改善汽车底盘的设计。
  关键词:新能源汽车;底盘设计;趋势分析
  1新能源汽车及其底盘总体设计思路
  新能源汽车,在动力能源的使用上和传统汽车有所不同,传统汽车基本上使用的是柴油和汽油,而新能源汽车使用的是可再生环保能源,比如太阳能、天然气以及液化石油等。我国的新能源汽车主要为电动汽车。根据电动汽车动力使用能源的种类不同,可将电动汽车分为纯电动汽车、燃料电动汽车以及电池储能电动汽车。设计开发人员会考虑到开发成本以及周期问题,若完全推翻传统汽车底盘的设计思路,将会大大提高成本和延长研发周期,在讲究效益的今天是不划算的。所以新能源底盘的开发将会尽可能地沿用现今成熟车型的底盘设计和相关零件,根据新能源车型的特别需要对局部进行改进,这样开发难度小、成本低、周期短。并且部分零件如果与现有的燃油车通用,这也会大大降低后期用户的修理维护费用。除了底盘设计布置方面的变化,为保证电动车的续航能力,相关材料的选择也将得到进一步优化,在保证底盘性能稳定的前提下,设计师将会尽可能地考虑轻量化材料的运用。
  2新能源汽车底盘设计特点
  应用这种方案进行设计,难度上比较小,开发周期也较短,而且在成本上也更加可控,改制之后依旧沿用的是传统框架,而且很多配件都得以保留。第一,承载式车身。考虑到改制设计是在传统框架基础上实现的,因此也就更多的采用承载式车身。其中,动力系统的有关配件都是进行悬置设计,而且它们不可以被置于副车架上,这就使得在进行设计时必须要确保精准无误,而且要在整体上进行精细化分析。总的来说,承载式车身的设计难度还是比较大的,难以实现量产。第二,非承载式车身。当前来说,非承载式设计在市场上要更受欢迎,由于其具有成本低,所需投入少等特点得到了更加广泛的应用。这种设计方案,是在原有框架的基础上,将动力系统也纳入其中,从总体上进行考虑。在开始的设计阶段,就对整个框架进行思考,从而降低了设计难度,减少了总的成本。总的来看,前一种设计方案的难度更大,提出的要求也更高,而且其后续的保养维护也更加复杂,成本更高。不过,无论是采取何种设计方案,相关人员都要在整体框架上进行分析,以确保系统的协调性,而且还要做好集成化方面的工作,以为后续的底盘设计改制提供参考,进而提升设计质量和总体效益。
  3新能源汽车底盘设计趋势分析
  3.1滑板式底盘
  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: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,依賴线传操控体体系的发展。
  3.2电池组的布置
  油箱的能量密度远大于电池组的。50L汽油能让汽车跑大约500km,特斯拉汽车的电池续航也可达到500km,而电池重量有0.9t。因此,要尽量在底盘上布置电池组,但以平铺方式会减小车内的空间。为了解决这个问题,可以改变座椅的角度位置等参数,但会降低用户的驾驶体验感,因此要合理设计座椅的摆放。另外,还要特别注意安全性能。要和乘坐者之间隔绝,而且要尽量分散摆放电池组,这样可以使车内的活动空间变大,给驾驶员更好的驾驶体验。同时,分散放置的电池组之间的接触面积比较小,能够避免反复摩擦或碰撞带来的危险。此外,当其中的一些电池出现故障时,不会对其他电池的使用造成影响,汽车仍然能够继续行驶。
  3.3底盘轻量化
  新能源汽车电池的重量占全车总重量的30%,其他的是车身和配件,因此,为了提升新能源汽车的性能与能源效率要使底盘轻量化。在设计过程中,要积极采用先进的技术和材料,不断改进和完善结构。一般情况下,可以改变尺寸、形状或选择空心结构来降低零件质量。同时,要尽量选择铝合金和镁合金来代替钢质材料,这样可以降低质量,也可以引进热成形等新型方法降低零件质量。
  3.4底盘设计中材料的应用
  3.4.1对TRIP钢材料的应用
  虽然TRIP钢材料现阶段在小型汽车中的应用并不多见,尤其是在底盘设计中,更是不会使用TRIP钢材料。但是,TRIP钢材料本身的稳定性较高,强度要优于其他钢材料,而且还具备耐腐蚀性,同时TRIP钢材料的可塑性也较高。因此,在进行底盘设计时可以进行TRIP钢材料的应用。在新能源汽车领域,TRIP钢材料的应用已经较为普遍了,在实践中也证明了TRIP钢材料能够与我国新能源汽车相契合,而且还可以提高汽车的环保性能。
  3.4.2对三聚磷酸铝的应用
  对于新能源汽车设计来说,其最为核心的部分便是底盘设计。汽车底盘包含了汽车的核心部件和信息通,对于整车性能有着决定性的影响。也正是由于底盘系统的重要性,因此在进行设计时就必须要保证各零件的高质量。在汽车的使用中,底盘系统会受到一些自然外力的作用,例如雨水的侵蚀,生物菌的侵蚀以及其他物质的腐蚀,这些外部作用会导致底盘系统内部的零件出现腐蚀和磨损,影响汽车的整体性能,并最终造成汽车运行的不稳定。为了避免底盘系统出现磨损,就可以选取三聚磷酸铝的应用,利用其本身的抗腐蚀性能来提高底盘系统的整体稳定性。三聚磷酸铝本身分子结构稳定,在使用中会保护底盘系统免受腐蚀。
  4结束语
  综上,随着我国经济的快速发展,对于新能源汽车的研究越来越完善,越来越多的人了解和接受使用新能源汽车。汽车底盘作为汽车的重要组成部分之一,对汽车的整体性能有着直接的影响,并与改善和提高汽车的安全性能紧密相关。未来,随着新能源汽车制造技术的进一步发展,电动汽车底盘系统将更加智能化,人性化,安全性和可靠性将进一步提高。
  参考文献
  [1]马建新,林小凤.新能源汽车底盘设计的发展趋势探讨[J].汽车与驾驶维修(维修版),2017,09:89-90.
  [2]席振鹏.新能源技术在专用汽车底盘上的应用分析[J].现代工业经济和信息化,2017,718:32-34.
  [3]张劼.新能源技术在专用汽车底盘上的应用现状[J].汽车与驾驶维修(维修版),2018,02:95+97.
  (作者单位:长城汽车股份有限公司)
论文来源:《科学与技术》 2019年6期
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14726664.htm