面对电动化趋势汽车底盘技术创新与设想

发表时间:2021/1/4   来源:《科学与技术》2020年9月第26期   作者:邢建华
[导读] 随着我国经济的不断发展和人民对美好生活需求的不断提升以及对生态环境保护意识的提高,

        邢建华
        中天储能科技有限公司,江苏 南通 226000
        摘要:随着我国经济的不断发展和人民对美好生活需求的不断提升以及对生态环境保护意识的提高,环保型的汽车需求量在不断地攀升。以内燃机作为动力系统的传统型汽车排放的尾气会对空气造成严重的污染,已经无法满足目前我国目前对于汽车方面的新需求。而新能源汽车正好可以解决汽车尾气污染的问题,所以目前汽车产业逐渐向电动化方向发展。但是就目前新能源汽车的相关技术来说,在很多方面还存在各种各样的问题,还处于通过不断的技术创新逐步进行完善的过程,其中汽车底盘技术的发展就是一个鲜明的代表。本文就以此展开分析讨论,阐述电动化趋势下汽车底盘技术的创新与设想。
        关键词:电动化;趋势;汽车底盘;创新;设想
        引言
        新能源汽车相比于传统汽车的不同在于两点,一点是使用了可以再生的清洁能源,一方面是不会排放污染气体,是一项能够改善生态环境的新技术。目前我国对于新能源汽车的行业发展非常重视,提供了很大的资金支持,但是要想改进目前新能源汽车的通病还需要加强对技术创新的支持,加快相关技术的创新,尤其是汽车底盘技术的创新。汽车底盘创新和完善能够有效改善目前汽车的动力问题以及操控以及动力等诸多方面的问题,提升新能源汽车的整体性能。目前对于汽车底盘的技术创新已经实现了很大的突破,但是还有众多问题仍未解决,还需要继续努力,加快技术创新的脚步。
        一、电动化趋势下汽车底盘的技术创新
        (一)轮毂电机和线控技术的创新
        在电动化趋势下,以内燃机作为汽车动力系统的时代已经开始向电机驱动转变,但是一场汽车动力系统的革命,需要多种技术的创新进行支撑。只有在不断地技术创新的过程中进行改进,才能实现革命的成功。电动车虽然在能源消耗、动态响应和控制性等方面具有优势,但是在传统的电动车上我们只是简单的把内燃机换成电动机,并没有对汽车底盘做出实质性的创新。轮毂技术和线控技术的创新将对汽车的底盘结构进行彻底的改变,可以说具有划时代的意义。线控技术和轮毂技术的创新不仅可以提高汽车的运动性能,还在提高汽车的操作性方面做出重大举措,能够很好的适应目前智慧交通和智慧城市带来的挑战,能够满足智慧交通的智慧城市的所有需求。
        轮毂电机和线控技术在底盘技术上的创新主要体现在线控的转向与制动创新、驾驶员辅助系统的先进性以及驻车方面的创新。在驱动系统上进行了BEV和IWM技术的创新,在信息通信方面进行了智能网联通通信技术和先进操作技术的创新。轮毂式电机对于分布式驱动系统的实现以及主销转向技术对于空间占比问题的有效解决,提高了汽车的整体性能。
        (二)汽车底盘一体化趋势的创新
        目前我国电动汽车的发展处于一个逐步完善的阶段,在电动汽车的续航能力和动力以及操控等方面已经有了很大的提升,因此人们对于电动汽车的要求和标准越来越高,其中除了操纵性和续航等方面新的要求,电动汽车的安全性也逐渐被人们所关注。要想实现更高标准的要求,汽车底盘的控制系统就要具有很高的简洁性和可靠性。因此只有完全实现汽车底盘一体化的控制,提高整个汽车底盘的控制性能,解决汽车功能耦合的问题,进行动力学的高度集成才能够实现民众更高的要求。在汽车底盘一体化技术创新上主要涉及了“主动轮”的应用、集成转向主动悬架功能、电磁主动悬挂和车身姿态主动结合、重心控制以及三维立体空间的综合控制等方面的技术创新[3]。通过对汽车底盘一体化趋势技术的创新才能够有效实现汽车平稳性和高性能。在汽车的控制过程中,使用一体化控制手段能够有效建立综合全面的控制目标,对于未来汽车底盘技术的发展方面提供有效的指导和推动。


        二、电动化趋势下未来汽车底盘的设想
        (一)应用和共享汽车底盘设计平台
        目前的汽车市场的竞争非常激烈,每个汽车厂商都在不改变汽车质量的前提下尽量缩短产品的研发时间,能够先进入市场优先获得市场份额。汽车底盘在设计过程中会使用到大量的数据、设计模型、设计图纸以及各种文档报告等,所以很难缩短汽车底盘的设计时间。但是也不是毫无办法,只要能够有效合理地利用这些数据,维持在开发过程中各个子系统使用数据的一致,就有可能有效缩短汽车底盘的开发时间。应用和共享汽车底盘设计平台不仅有望解决上述问题,还能够对汽车底盘设计过程中使用的各种设计、分析以及计算软件进行集成,还能够实现数据的共享和交换,共同学习和进步,优化汽车行业的大环境。所以在电动化趋势下未来汽车的汽车底盘设计上很可能会应用和共享汽车底盘设计平台,有效减少汽车底盘的设计时间[4]。
        (二)底盘越来越轻
        以内燃机作为动力系统的汽车来说发动机的占用位置和重量对于以电池组作为动力系统的新能源汽车来说是一大优势,电池组的重量基本占到汽车整体重量的三成,如果无法改变电池组的质量方面的劣势,可以通过改变底盘的重量来降低车身整体的质量也是一个不错的方向。底盘的轻量化可以通过改变底盘材料、空心设计以及先进技术来实现。在材料的选择上可以使用铝合金和镁合金,在技术方面可以使用热成型技术改变零件的质量以及其它先进技术改变底盘的设计形状等。
        (三)电池组的空间占比发生改变
        新能源汽车的电池组的占比问题一直是一个亟待解决的痛点,它无法像传统内燃机为动力的汽车一样,加几十升的油就能跑几百公里,只能通过加大电池组的体积来加大汽车的续航。目前新能源汽车的电池摆放基本摆放在底盘位置,在很大程度上减少了汽车的内部空间。在未来的发展过程中,通过汽车底盘的合理设计一定能够减少电池组占用的底部空间。另外也可以考虑电池组的摆放位置和摆放角度,通过调整汽车的座椅和角度,电池组的摆放位置和角度,扩大电池组的摆放面积,降低电池的厚度,加大汽车的内部空间。当然,更希望电池组本身的空间占比得到实际解决,在不影响车辆续航的前提下,自身体积进行缩减,无需通过改变汽车底盘的设计来解决电池组的空间占比问题。
        (四)汽车的底盘结构发生改变
        汽车底盘的基本架构仍会保留,但是会根据未来汽车发展的需要进行调整,甚至发生改变,出现新的转向系统和传动系统。例如在解决助力问题方面会通过使用真空助力泵进行解决;在解决噪音问题上通过运用CAE方法到悬架系统进行解决;减速器的接口也会根据新的动力系统发生转变;变速器和离合器完全被取消;电机的设置和分配会更加的均匀等。另外还会对子系统的设计以及汽车后仓的位置发生改变,对悬架系统重新设计,也会出现新的转向系统和传动系统。所以在电动化趋势下,汽车底盘的结构一定会发生改变,以满足新的动力系统以及其它方面的需要。但是汽车底盘及基本结构仍不会发生改变,还是沿用传统的汽车底盘结构。
        三、结束语
        新能源汽车是未来汽车行业发展的主要方向,是未来汽车行业技术革新的重点和关键,而新能源汽车的技术创新与发展中,汽车底盘技术的创新是非常关键的一部分。由于汽车底盘基本和汽车的其他部件之间都有联系以及影响,所以汽车底盘相关技术的完善也会改善电池组空间占比大,以及汽车操纵性能低、舒适性不够等各方面的问题。所以,在新能源汽车的技术创新过程中,应当把汽车底盘技术的创新作为重点,大力发展和完善汽车底盘设计的相关技术,提升汽车底盘的安全性和稳定性。
        参考文献:
        [1]武金辉.面对电动化趋势汽车底盘技术创新与设想[J].东方教育,2015(002):379-379.
        [2]郑晖.电动汽车底盘一体化控制技术的发展趋势研究[J].南方农机,2020(06):174-174.
        [3]李和曾.电动汽车底盘一体化控制技术的发展趋势与展望[J].南方农机,2020,(04):159-159.
       
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