马建新 林小凤

（1.长春汽车工业高等专科学校 130013；2.中国第一汽车股份有限公司技术中心 130013)

新能源汽车底盘设计的发展趋势探讨

马建新1林小凤2

（1.长春汽车工业高等专科学校 130013；2.中国第一汽车股份有限公司技术中心 130013)

随着中国经济的增长，国民的生活水平提高，汽车的需求量加大，然而汽车在行驶的过程中不可避免的会排放污染物，为了符合当今所提倡的生态环保，在前期汽车的设计就需要尽量做到节能环保。新能源汽车的诞生意味着环保节能的意识被运用在了汽车的能源问题方面，但其汽车底盘的设计并非完美，仍然存在问题，本论文就新能源汽车底盘该如何设计进行了分析。

新能源汽车；底盘设计；发展趋势

0 引言

新能源汽车与传统汽车的不同点，主要在于应用了可再生的清洁能源，从而降低了汽车的污染物排放量。这是一项十分有前景的新兴事业，也备受国家的重视。但新能源汽车要投入日常的使用，还应该对各方面进行一些完善，尤其是在底盘设计这一方面。

1 新能源汽车的概述

新能源汽车和传统汽车最不同的地方是在燃料的使用上，并不是传统的汽油或者柴油，而是压缩气罐、液化石油气或者太阳能等清洁燃料。这使得新能源汽车既节能又环保，也使新能源汽车广受推崇。电动汽车按照所使用的燃料种类划分可以被分为三种，第一种是只使用电力来发动的汽车，称为纯电动汽车，第二种是同时使用了电机和电池来驱动汽车的混合动力车，第三种是以氢提供动力的燃料电池车。

2 新能源汽车的底盘创新设计

底盘设计在新能源汽车的创新开发中是十分关键的部分。但是因为新能源汽车的生产和传统汽车有许多不同点，所以在汽车底盘的设计中，汽车后期性能和实用性方面都要被考虑在内。然而在新能源汽车的设计生产中会面临许多的困难，例如开发周期长、零部件生产困难以及设计经验欠缺等等。但由于传动、变速机构与传统车型完全不同，可进行整体设计上重新规划，最大限度地发挥出底盘的性能[1]。

“滑板式底盘”是对新能源汽车底盘的最初的设计。与传统汽车的底盘不同的是，新能源汽车的底盘更多的侧重于设计铝制的滑板式底盘。应用这种底盘设计之后，虽然底盘系统较传统的汽车有所创新，但是在核心系统上并没有什么不同，变速系统、转向系统等上都是通过电气连接，再延伸到汽车的车身。如果将电控操纵技术应用到汽车设计中，就要求汽车的底盘做出相应的创新设计。那么转向系统和制动系统就不能采用传统的机械形式，而是采用电子控制来调控。这样一来，汽车底盘的可用空间就大大增加了。

3 新能源汽车底盘设计的趋势

第一，应用汽车底盘设计平台。也就是说，在设计底盘的过程中，要求底盘构架和它所包含的子系统都不能改变。

第二，将传统的发动机淘汰掉，采用创新后的转向系统和传动系统。汽车底盘原有的构架要求被保留下来，但可以根据需要进行调整。例如，在底盘设计中，在不改变原有子系统的前提下，淘汰传统发动机的同时，还应该将真空助力泵引入，解决制动助力的问题。传统的减速器接口也需要根据新的动力系统做出相应的调整。在对子系统的各个零部件设计完成后，需要将CAE的分析方法应用到悬架系统中，从而降低系统使用过程中产生的噪声强度。

第三，在底盘设计中，子系统的设计应用的是新的模式，因此汽车后舱的布局会有所改变。这一改变要求对整个车体的质量和载荷进行重新的精密计算，提高运行悬架系统时的安全指数。如果达不到这一要求，这一设计就需要重新规划，悬架系统也要做出相应的调整。分析电动汽车前后轴荷的分布情况可以知道，悬架系统的设计参数是否合理，是否需要重新计算调整。

3.1 新能源汽车底盘结构

传统汽车的底盘结构不能被应用于电动汽车，因此电动汽车的底盘需要被重新设计。在电动汽车的设计中变速器和离合器可以被取消，然后在前后轴各布置一台电机。动力由电机提供，通过传动轴传递到主减速器。采用以上设计方案不仅能够提高动力传递效率，还能够减轻汽车质量，并且前后电机的设置使得动力分配更加均匀，空间利用更加充分。不足的是，电机的控制相较于传统的内燃机更加复杂。

3.2 电池组的布置

油箱的能量密度是大大高于电池组的。50 L汽油大致可以让汽车跑500 km，特斯拉汽车的电池，同样续航500 km电池重量却高达0.9 t。所以电池组尽可能布置在底盘上。但采取平铺的方式就会使得车内的空间变小。要解决这一问题的方法之一，就是改变座椅的角度位置等参数，但这样用户的驾驶体验会被影响甚至大打折扣，所以座椅的摆放需要合理设计。

另外，安全性也是不可忽视的。除了要与乘坐者隔绝之外，电池组的摆放还应该尽量分散，使得车内的活动空间变大，优化驾驶员的驾驶感受。另外，分散放置的电池组相互之间的接触面积小（电池之间可以采用缓冲材料隔开），可以一定程度上避免多次的碰撞或摩擦所造成的危险。另外，在其中一块电池或几块电池故障时，并不会影响到其他电池的使用，汽车仍可以继续行驶。但这种方法会上增加电池的维修成本，因为要使分散的电池统一输出相较整块的电池组来说是比较麻烦的[2]。

3.3 底盘轻量化

新能源汽车电池的重量就达到了全车的30%，剩下70%的质量为车身及配件，所以底盘的轻量化可以提高新能源汽车的能源效率和性能。底盘轻量化的主要手段是完善结构，使用先进材料和先进的工艺技术。通过改变形状、尺寸或者采用空心结构来减轻零件质量。多应用如铝合金和镁合金来取代钢质材料减少质量，通过热成形等新型方法实现零件的轻量化。

3.4 底盘改装布置设计注意事项

电动汽车底盘的设计是在传统底盘的基础上对系统进行重新规划，由于这是一个全新的领域，为了尽可能提高底盘的可靠性，应该着重考虑三点。其一电池组应该尽可能安放在底盘质心，这样可以提高车辆行驶的稳定性，同时靠近主减速器，减少传递动力过程中的能量损耗。其二，电池架应设计得便于电池组的安装、拆卸和检查。其三，有选择性地沿用传统底盘的一些可靠结构，减少新平台的研发成本，提高车辆行驶、转向、制动能力。

4 结束语

作为未来汽车工业的发展方向，新能源汽车的研制与设计是未来汽车工业进行产业革新的重点，底盘的设计对于汽车整体的实用性和性能最为关键。因此新能源汽车的设计应当从基础的底盘开始，不断创新，提升新能源汽车底盘设计的可靠性、安全性和功能性，推动新能源汽车产业的发展。

[1]向洪军.新能源汽车底盘设计趋势[J].科技与创新,2016(03).

[2]彭晓然.新能源汽车底盘设计方向分析[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2016(07).

U469.7文献标示码：A

马建新（1985—），女，工程师，研究方向为汽车底盘技术。

林小凤（1987—），男，助理工程师，研究方向为汽车传动设计。