新能源汽車底盤設(shè)計發(fā)展原則
時間:2022-08-20 10:27:15
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摘要:新能源汽車的前途甚廣,消費市場尚待發(fā)掘。然而新能源汽車的歷史并不長久,相應(yīng)的也有很多的不足之處,在我們謀求更高標準的新能源汽車設(shè)計水平之時,也來探討一下新能源汽車的底盤設(shè)計,以此來了解一些新型工業(yè)化未來對應(yīng)的發(fā)展大趨勢。
關(guān)鍵詞:新能源汽車;底盤;設(shè)計方向;新型工業(yè)化
針對新能源汽車的特殊性,在其設(shè)計過程當(dāng)中,更換傳統(tǒng)制造材料為新型環(huán)保材料這一舉措令汽車的運行污染當(dāng)中的污染物排放發(fā)生幾率有了大大的降低。目前,中國正致力于研究新能源汽車,并已被提議為新興產(chǎn)業(yè)。但是,與普通汽車相比,新能源汽車仍存在設(shè)計缺陷,尤其是新能源汽車的底盤設(shè)計尚需創(chuàng)新。
1底盤對新能源汽車的作用及必要性
擁有一個穩(wěn)定的底盤對于汽車的平穩(wěn)運行來說,具有非同尋常的意義,只有底盤穩(wěn)定了才能夠保證汽車可以穩(wěn)定安全的正常運行,因此設(shè)計人員需要更加注意它。設(shè)計可以從真實的道路條件開始,并考慮盡可能多的因素,例如對底盤、碎石等的影響,以極大地確保底盤的穩(wěn)定性。因為汽車的底盤會經(jīng)常性的存在于潮濕環(huán)境中,難見陽光,所以底盤上面會比較容易滋生腐蝕性的化學(xué)因素物質(zhì),并且在行駛過程中容易受到水或尖銳物體的影響,從而導(dǎo)致生銹,影響其他零件并減少維修保養(yǎng)。因此,有必要將其與實際元素有效結(jié)合,以創(chuàng)新和改變車輛底盤構(gòu)造以提高操作性能。設(shè)計汽車底盤時,必須以整體為基礎(chǔ),以便充分利用系統(tǒng)集成的特性,具有現(xiàn)代思想的汽車的設(shè)計可以滿足各種設(shè)計的要求,考慮汽車的空間并實現(xiàn)底盤設(shè)計的優(yōu)化。與其他汽車相比,新能源汽車可以創(chuàng)造更多的社會和經(jīng)濟效益,并促進汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。設(shè)計時,有必要采用智能、完整性和系統(tǒng)化的新設(shè)計概念,以此來保證汽車的底盤設(shè)計能夠得到切合實際的應(yīng)用,尤其是對于汽車底部的機箱的設(shè)計策略。通過對這其中種種因素的合理配置,才能夠協(xié)同發(fā)揮出汽車的動力系統(tǒng)應(yīng)有的作用。
2新能源汽車底盤設(shè)計思路
2.1創(chuàng)新設(shè)計
新能源汽車進行不斷的創(chuàng)新方案修改,這一創(chuàng)新性過程的主要體現(xiàn)就是對車輛底盤的設(shè)計方式不斷的作出改進,創(chuàng)新過程所體現(xiàn)出的就是開發(fā)資本投入高、開發(fā)周期長、零件短缺、設(shè)計經(jīng)驗豐富等特點。創(chuàng)新的優(yōu)勢在于,我們可以從整體角度規(guī)劃汽車底盤設(shè)計,從而可以打造出非常具有創(chuàng)新性的汽車通用底盤。底盤設(shè)計是新能源汽車創(chuàng)新設(shè)計的最重要主題之一。由于新能源汽車與常規(guī)汽車之間存在許多差異,因此車輛底盤的設(shè)計應(yīng)基于車輛的性能和實用性。但是,在設(shè)計研究和隨后的改進過程中需要大量投資,并且開發(fā)周期很長。特別是,新能源汽車的零部件存在困難,設(shè)計經(jīng)驗還不夠成熟。如果汽車底盤的設(shè)計具有創(chuàng)新優(yōu)勢,則可以進行總體規(guī)劃,以確保充分實現(xiàn)底盤的出色性能。新能源汽車底盤的創(chuàng)新設(shè)計,即滑板底盤,顛覆了舊車的傳統(tǒng)底盤設(shè)計形式,而這一創(chuàng)新設(shè)計的核心是具有教育意義和創(chuàng)新性的鋁制滑板底盤。
2.2汽車底盤設(shè)計材料的創(chuàng)新式應(yīng)用
從設(shè)計到材料選擇,再到底盤涂層的質(zhì)量,都必須嚴格控制汽車底盤。TRIP鋼的強度和塑性很高。將TRIP鋼應(yīng)用于汽車底盤設(shè)計不僅可以減少燃油消耗,還可以減少廢氣排放,并且TRIP鋼具有非常強的耐腐蝕性,良好的附著力和非常致密的涂層。目前,在汽車制造業(yè)中,TRIP鋼已廣泛用于重型卡車,將這種材料運用至汽車底盤的設(shè)計過程當(dāng)中,可知這類材料的使用可以做到對燃油消耗速度的有效降低核對污染物的排放量有效減少。該材料在實驗中充分證實了它的可靠性,他擁有非常優(yōu)秀的附著能力、密度極高的涂層和超級優(yōu)秀的抗腐蝕能力。
3新能源汽車未來的底盤設(shè)計將會遵循的設(shè)計方向
3.1底盤結(jié)構(gòu)
由于新能源汽車與現(xiàn)有車輛之間的巨大差異,所以在進行底盤結(jié)構(gòu)搭建之時應(yīng)該充分考慮對車輛的性能保證和實用方便,但是,這個過程并不能實現(xiàn)的特別容易,需要投入很大批量的資金,耗費很多很多的時間,存在挑戰(zhàn),設(shè)計經(jīng)驗還不夠成熟。如果汽車底盤的設(shè)計具有創(chuàng)新優(yōu)勢,則可以繼續(xù)執(zhí)行總體計劃,用于更好的發(fā)揮底盤目前所具有的諸多的出色的優(yōu)點。對新能源汽車的底盤注入創(chuàng)新型理念設(shè)計,這可以徹底打破傳統(tǒng)形式的底盤的設(shè)計方式。
3.2材料選用
目前我們所能采用的能夠減輕重量的材料分為兩種:其中的一種就是使用密度很低的材料,比如說像鋁、鎂、鈦等金屬成分組成的合金材料、塑料材料或其他重量較輕的復(fù)合型材料;另一種是高強度材料,這樣可以減少材料的數(shù)量和重量,例如使用高強度鋼。經(jīng)過優(yōu)化比較,減重效果可以達到40-50%。特定型號的擺臂焊接組件重約4.42千克,鍛造鋁結(jié)構(gòu)后擺臂重約2.02千克。鍛造量為2件,單個裝置的重量減輕約4.8千克,某些型號的前轉(zhuǎn)向節(jié)的原始重量約為5.0千克,采用鑄鋁結(jié)構(gòu)后的重量約為3.1千克,減輕的重量約為1.9千克,該設(shè)備的重量減輕了約3.8千,。以上兩個鋁的應(yīng)用案例均取得了明顯的減重效果。
3.3電池組布置
油箱所要承載的能量的密度要大大的高于電池組的能量承載密度。假定油箱里面目前剩余35升汽油,則目前為止汽車還可以行駛350千米,特斯拉的電池壽命也可以達到500公里,電池重量為0.9噸。因此,有必要將電池組盡可能地放置在底盤上,但是平鋪方法可以減小車輛中的空間。為了解決該問題,可以改變諸如座椅的角位置之類的參數(shù),但是這會降低用戶的駕駛體驗,因此必須合理地設(shè)計座椅布置,也要特別注意安全性能,盡可能與乘客隔離并分配電池組,這可以擴大車輛內(nèi)部的容量,駕駛員也可以因此有了更大的活動空間。另外,電池組之間的距離也很大,接觸的面積也很小,有效的避免的電池之間頻繁發(fā)生摩擦導(dǎo)致的安全風(fēng)險。同樣,某些電池的故障不會影響其他電池的使用,并且汽車可以繼續(xù)行駛。3.4底盤重量減輕新能源汽車電池的重量占車輛總重量的三分之一,必須減輕底盤重量以提高新能源汽車的性能和能效。具體方法如下:(1)為此,必須使用先進的技術(shù),新材料和結(jié)構(gòu)更改來實現(xiàn)此目標。(2)建議更改尺寸、形狀或改為中空結(jié)構(gòu)以降低零件質(zhì)量。(3)選擇鋁合金和鎂合金等等材料代替鋼。(4)可以引入諸如熱成型之類的新方法來降低零件質(zhì)量。完善新能源汽車底盤設(shè)計過程注意事項
4為了改進新能源汽車底盤的設(shè)計,有必要從兩個方面的問題值得考慮:
4.1重視汽車底盤系統(tǒng)的優(yōu)化
在設(shè)計新能源汽車底盤時,必須不斷優(yōu)化系統(tǒng),并且必須考慮以下問題:汽車底盤設(shè)計平臺的應(yīng)用,即在設(shè)計底盤、框架和各種子系統(tǒng)(包括底盤設(shè)計)時,應(yīng)保持不變;同時,有必要取消舊發(fā)動機并使用新型傳動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng);汽車底盤子系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)原始結(jié)構(gòu)進行科學(xué)調(diào)整,并結(jié)合實際要求。例如,在設(shè)計機箱時,有必要維護子系統(tǒng)的設(shè)計計劃并禁止具有不利影響的引擎。因此,在設(shè)計汽車底盤時,除了調(diào)整框架外,還需要安裝真空動力泵以改善真空源。另外,還需要更改新電源系統(tǒng)的減速器接口。在設(shè)計了子系統(tǒng)的所有部分之后,有必要將CAE分析方法應(yīng)用于懸架系統(tǒng),這可以有效地減少汽車系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的噪音并增加用戶的便利性。
4.2加大核心技術(shù)研發(fā)投入,增強我國的自主創(chuàng)新能力
目前,我國在新能源汽車領(lǐng)域已經(jīng)取得了一些成就,但是汽車底盤的設(shè)計仍然偏向于結(jié)構(gòu)調(diào)整,整體創(chuàng)新效率相對較低。大多數(shù)公司的技術(shù)研發(fā)周期相對較長,在早期階段需要大量投資,并且回收周期較長,因此許多公司不愿將精力集中在技術(shù)研發(fā)上。由于公司缺乏創(chuàng)新意識,難以通過模仿或直接進口來生產(chǎn)和使用這種短期的進行模式來增加公司的市場份額,因此很難從設(shè)計過程中刪減傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)影響。僅在舊車設(shè)計的尺寸范圍內(nèi)進行改進,這將嚴重限制新能源改進技術(shù)。同時,新能源汽車底盤的設(shè)計將使核心技術(shù)陷入不利的局面,即核心技術(shù)受到他人的限制,自主性相對較差。因此,為了優(yōu)化新能源汽車底盤的設(shè)計方法,促進新能源汽車領(lǐng)域的長遠發(fā)展,有必要增加相關(guān)技術(shù)投入,增強企業(yè)和人員的自主創(chuàng)新能力。用新的設(shè)計思想設(shè)計全新的汽車底盤,以促進舊概念、舊思想、舊系統(tǒng)協(xié)同新能源汽車設(shè)計共同形成良好發(fā)展。
5新型工業(yè)化背景下汽車底盤的發(fā)展原則
其一,科學(xué)性原則。科學(xué)的指標體系能夠真實反映新型工業(yè)化的特點和新型工業(yè)化各組成部分的實際發(fā)展。其二,可行性原則。簡單易行,具有學(xué)術(shù)研究價值,可為決策提供具體依據(jù)。其三,動態(tài)性原則。此條是判斷工業(yè)化水平的標準,不是固定的標準,但將來將沒有固定的標準,因此,應(yīng)當(dāng)及時反映市場經(jīng)濟的變化。其四,普適性原則。新型工業(yè)化發(fā)展方向制定必須符合國內(nèi)工業(yè)化發(fā)展的水平,可以使得各項政策能夠有效落實,促進我國新型工業(yè)化全面發(fā)展,激活新型工業(yè)化煥發(fā)活力。
6新型工業(yè)化汽車底盤發(fā)展趨勢探尋
6.1能源消費可持續(xù)原則
有效加工自然資源是進行工業(yè)加工的必不可少的步驟,工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展自然而然是離不開大自然自主形成的這些天然能源的。能源消耗彈性因子主要是基于對我國能源消耗和GDP總值的詳細分析。通過衡量我國國內(nèi)每年的GDP增長,它與國內(nèi)的能源消耗、宏觀績效和動態(tài)反映緊密結(jié)合在一起。它具有長遠的眼光,有效地、嚴格地從宏觀角度嚴格地結(jié)合,并動態(tài)地比較和分析了我國工業(yè)發(fā)展趨勢與能源消耗的實際情況,有效地增加了能源之間的實際定量關(guān)系,促進了消費增加。
6.2確保增加值保持上漲的同時減少能源使用量
每個工業(yè)單位的增加值直接反映了單位實際能耗水平,由于它是單位能耗水平和可持續(xù)發(fā)展水平的重要縮影,因此我們在實際中詳細分析了工業(yè)增加值的能耗,發(fā)展“可持續(xù)發(fā)展”統(tǒng)計指標。
6.3重視污染管理治理
污染管理是新工業(yè)發(fā)展中要注意的重要事項,包括對污染物及污染源進行調(diào)查、評價和預(yù)測,制訂污染控制和防治規(guī)劃,監(jiān)督檢查污染物的排放,確定污染控制的技術(shù)路線和政策、環(huán)境科學(xué)技術(shù)發(fā)展方向等,使社會經(jīng)濟發(fā)展的同時,防治環(huán)境污染,維護生態(tài)平衡,保證環(huán)境質(zhì)量。
7結(jié)語
非使用傳統(tǒng)能源的汽車具有諸多的優(yōu)勢,例如它的噪音很小,無需使用天然能源,無過多的尾氣排放,有助于保護環(huán)境、節(jié)約能源,通過上述對新能源汽車所擁有的底盤運行系統(tǒng)的發(fā)展概況總結(jié)及設(shè)計過程轉(zhuǎn)變,也對新能源汽車的底盤設(shè)計方向分出了兩條道路,并對以后的何去何從也做了充分的考量,也客觀反映了新型工業(yè)化正在朝著清潔、環(huán)保、可回收的方向發(fā)展。在城市化進程、信息化和可持續(xù)發(fā)展的各個階段,我們有效地建立了完整的新型工業(yè)化統(tǒng)計指標體系,并始終掌握新型工業(yè)化的現(xiàn)狀,以促進社會的長期穩(wěn)定發(fā)展。
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作者:宋秋龍 單位:中信戴卡股份有限公司