汽车底盘发展趋势

汽车底盘成为新能源汽车研发的下一个高低，是除了三电系统之外最复杂的系统之一。底盘研发的现状和未来发展趋势将是怎样，让我们一起来探讨一下。

1、汽车底盘控制技术特征分析

汽车底盘作为构成汽车整体的重要部件，其主要功能主要是实现汽车的灵敏加速、减速、转向等功能，底盘控制技术原理是利用车轮法向力及给定路面附着系数对汽车侧偏角、车轮滑动率进行精确控制，从而实现对轮胎侧向力与纵向力的合理调节。底盘控制的根本目的就是控制汽车轮胎与地面之间的附着力，达到保证行车安全性、稳定性、主动性与舒适性等目的。作为一项复杂的专业技术，汽车底盘控制技术是通过利用不同控制系统实现对同一个控制目标的共同或单独控制，像离散型路面上汽车的行车稳定性就是通过WS、ABS、ESP以及AFS技术实现控制的;利用一个控制系统实现对多种变量的同时控制，TCS技术作为各种典型可有效实现对轮胎滑转率及角加速度的有效控制;利用一套控制设备实现多种功能控制，比如底盘控制系统利用车轮的轮速传感器实现对速度的有效控制。

2、汽车底盘控制技术现状分析

汽车底盘技术的发展是伴随着汽车行业的进步不断发展的，对底盘控制技术的分析可从制动控制系统、悬挂控制系统及转向控制系统三方面入手。

当前汽车底盘控制技术中制动控制系统主要以ABS(防抱死制动系统)、ESP(汽车动力学电子稳定控制系统)为主。ABS系统中主要控制滑动率，滑动率保持着30%的时候，汽车制动力系数与地质制动力保持最大，偏离30%这个数值之后，汽车制动力系数、地质制动力的变化将会非常不稳定，因此对于汽车运行性能的负面影响也较大，所以必须应用ABS系统严格控制滑动率，轮速传感器、电子控制单元作为控制系统的关键部件，加强研究与应用对于确保滑动率有重要意义。

ESP系统通过控制车轮纵向力大小及匹配情况来实现对汽车横摆运动的控制，以保证汽车操纵的灵敏性、灵活性与方向稳定性，不过比起ABS系统ESP系统需要用到更多的传感器，以便在汽车运行中通过传感数据采集完成对汽车实际运行状况的精准控制。

汽车底盘控制技术中悬挂控制系统目前主要以ADC(连续性阻尼控制系统)与ARC系统为主。ADC系统利用车轮垂直加速传感器、电子控制单元与阻尼器比例阀实现控制功能，通过对悬挂阻尼器最佳阻尼系数的计算完成对比例阀的协调，从而获得汽车运行中所需要的震动性能，保证汽车运行时的平稳性、舒适性与安全性。ARC系统通过控制稳定杆左右及垂直方向上的相对位移来完成对车身倾侧方面的平衡控制，将倾侧角控制到接近于零，从而提升汽车运行舒适性，另外还可通过控制前后主动稳定杆来调节倾侧力矩的分配，改善汽车机动性与安全性。

汽车底盘控制技术中转向控制系统目前应用最为广泛的是EPS(主动前轮电动助力转向系统)、RWS(后轮转向系统)等系统。EPS系统可显著减轻汽车行驶过程中路面对转向盘的冲击，促使转向盘自动回正，这种功能的实现是利用转向转角传感器、力矩传感器等实现，应用优势显著。RWS系统主要由执行机、传感器、电子控制单元等构成，根据执行机构运行情况还可分为整体式与分离式情况，目前应用较为普遍的是整体式机构，未来研究重点着重放在提升执行性能上，以便进一步提升汽车整体性能。

3、汽车底盘控制技术发展方向探讨

汽车底盘控制技术中的悬挂系统、制动系统、转向系统是相互关联合作的，控制系统整体运行效果越好，汽车整体性能就更为优越。从当前汽车底盘控制系统构成就可以看出其未来技术的发展应用趋势，汽车未来发展中底盘的电子控制系统将会积极尝试与信息技术、网络技术等有机结合实现多层面的精准控制。

就目前而言，相关研究已经取得了一定进步。全方位底盘控制(GCC)作为目前技术研究的一大主要方向，主要是通过设置更加多元、更高层面的底盘控制单元来实现对整体系统的有效控制，汽车运行中该系统对驾驶员的习惯、驾驶意识等进行识别，在监督底盘控制子系统运行情况的同时完成控制单元运作的全面协调，以此来保证汽车运行的安全性，提升控制系统运作灵敏性，实现对底盘分工系统的高精控制，进一步提升汽车在安全、行驶方面的诸多性能。

ESP二代系统的研发作为另一主要方向，是通过三个系统的高度有机结合来构建更高的控制层，从而促使汽车在运行安全性、舒适性、稳定性方面得到进一步延伸，利用网络化连接技术改进系统运行性能。就目前来看，两种系统技术的研究都有一定难度，但是通过持续研究探索更多的技术难题势必会被解决，从而促使汽车底盘控制技术的发展与应用更进一步。

4、结束语

综上所述，汽车底盘控制技术与汽车运行安全性、稳定性、舒适性密切相关，加强底盘控制技术中转向系统、制动系统、悬挂控制系统的应用研究对于未来进一步提升汽车整体性能有积极意义，可有效指导汽车未来发展方向。

新能源汽车的底盘设计途径：

一种是由传统燃油车底盘改制设计，在沿用原有设计的基础上，根据需要进行部分的改制工作。这种设计途径的优点是开发难度小、开发成本低、开发周期短，并且能够与传统燃油车共用平台，并在很大程度上沿用传统汽车成熟的零部件。

不过，考虑到共用性等因素，这种设计在开发的过程中受到的限制比较多，总布置的难度较大，模块集成化较低。

自行车的零部件在早些时候，通过一定的改进，变成了汽车的底盘，比如滚动轴承、钢管构架、链传动等，但后来汽车行业不断发展，汽车的底盘的变化越来越大，当然这些都是差速器、摩擦片式离合器、齿轮变速器研究成功的结果，还采用了如万向节传动轴、充气轮胎、锥齿轮主减速器、后桥半独立悬架等等，来完善汽车底盘。相对于传统的汽车底盘，现代的汽车底盘发展已经趋于成熟，各方面的性能都得到良好提升。可是电子信息技术不断发展，给汽车底盘又带了更深层次的发展空间，为汽车在高科技领域的应用打好基础，创造出更安全更舒适更稳定的底盘技术。

1.1 现代汽车底盘电子化

随着各种汽车电子辅助功能在底盘上的应用明显提高了汽车的主动安全性和驾驶舒适性，这些系统包括ABS/ASR/ESP集成控制系统、自适应巡航控制系统（ACC）、泊车辅助系统（PLA）、车道偏离和驾驶员警示系统、胎压监测系统（TPMS）、可调阻尼控制系统（ADC）等。随着底盘电子控制系统越来越向电子化、智能化、网络化方向发展。

1.2 底盘零件新材料和新工艺的应用

汽车底盘在未来的发展方向之一便是汽车轻量化， 对于轻质合金材料和高强度钢的需求量在未来将会大大增加；底盘上对于铝合金的运用也会越来越多；镁合金的需求量也呈增长的态势。但是，也要不断研究一些新型设计来满足汽车零部件重量轻的需求。

底盘零件的稳定性就是汽车的安全基础，要做到强度、柔韧性、抗疲劳、抗损坏等性能，汽车车架和车桥对于管材液压成形技术的运用也会越来越频繁，压力加工技术向着高效、自动减轻汽车重量、降低成本等方向发展。底盘铸件正在向高性能、薄壁、轻质、精（确）尺寸、优良切削性能方向发展；铸造生产过程向清洁、废物再生、高效、节能、节材、环保的绿色铸造方向发展。底盘零部件的机械切削加工技术已经抛弃了传统模式，而发展为柔性技术为特点的生产线生产的生存模式。

高效、精密、柔性化、自动化是切削加工技术变化的主要趋势。高速加工技术、敏捷制造技术、智能化加工技术、绿色加工技术等都将得到快速发展。汽车零件的防护性电镀由原来单一的镀锌钝化工艺，向耐蚀性能更好且具有耐热、低氢脆性、良好加工性能及环保性能的锌合金镀层及无铬达克罗工艺发展。在镀层的耐腐蚀性能获得很大提高的同时，正向镀层耐热性能好、低摩擦系数方向发展。在底盘领域，随着对环保要求的不断提高，目前，世界各大汽车公司正在集中开发环境友好的零件，如低滚动阻力轮胎、绿色轮胎、不含铅的车轮平衡块、不含六阶铬的新零件涂层技术、电动转向系统等，相信不久的将来，底盘技术一定会朝着保护环境的方向越走越广阔。

2 底盘设计要求

底盘设计考虑的关键在于满足整车性能的各项指标。汽车应当具备的基本性能可概括为动力性、经济性、制动性、操稳性、平顺性、安全性和耐久性。一般所说的底盘工程包括前后悬架、转向系、制动系和车轮的设计配置。与这些系统直接相关的整车性能有制动性、操稳性和平顺性。底盘的悬架部件本身要足够牢固，而其设计是否到位直接影响车架车身的受力大小，同时底盘设计也和耐久性相关。

3 新能源汽车底盘设计的完善

3.1 完善新能源汽车底盘设计需要注意的问题

要对新能源汽车底盘设计进行完善，就要从三个方面思考问题。

其一，汽车底盘设计平台的应用，即在底盘设计中，包括底盘设计的构架，以及其子系统都需要保持不变。

其二，传统发动机存在的弊端不少，可以将其取消，采用最新研发的转向系统和传动系统。要根据原有的框架对汽车底盘子系统进行适当的改进。例如，要保留子系统底盘设计的设计方案，要严格更换有问题的发动机。所以，对于底盘的设计来说，不仅要安装真空动力泵，还有适当调整构架，达到改善真空源的目的。当然，也要改变新的动力系统的减速器接口。在零部件设计完的基础上，还要用CAE分析法对悬置系统进行运用，达到减轻噪音的目的。

其三，车体后舱的布局会随着子系统采用的新的设计方案而改变，经过一系列对于荷载已经车的质量进行详细核算，保证悬架系统安全系数。不然，就要对子系统进行重设，这时候就要做好调整悬架系统的任务工作，分析新能源汽车的前轴荷的分布情况以及后轴荷的分布情况，会发现要重新设计悬架系统的参数。确定好悬架四轮定位参数，用Adams分析进行确定，但是最好尽量保证原有的设计方案，和实际相结合，这样可以有效节省开发周期，减小成本开发。

3.2 新能源汽车保持承载式车身

新能源汽车保持承载式车身，在于很多汽车都会采用这种设计。由于副车架并不能够承担车身质量的相关功能，因此，在动力总成部件的设计上，需要将悬置点确定下来。车身的悬置设计中，要对车身进行量化分析，可以采用CAE分析方法，可以在一定程度上避免由于悬置设计空间不规范而导致的总体布设困难。

3.3 新能源汽车运用非承载式车身

汽车车身采用非承载式设计，由于底盘可形成比较大的框架而使得底盘的承载力增强，其中可以布设全部的动力系统。所以，在新能源汽车设计的初期，就要规划好进行部件，不仅可以提高总体布置的简易程度，而且随着车身重心的降低而使得车身的整体质量有所减轻。