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「汽车动力总成公众号」新能源汽车底盘的轻量化

【「汽车动力总成公众号」新能源汽车底盘的轻量化】汽车底盘是汽车的重要组成部分之一 ， 是汽车装配的基础 ， 一般指汽车上由转向系、行驶系、传动系、和制动系四部分组成的组合 ， 支撑、安装汽车发动机及其各部件、总成 ， 形成汽车的整体架构 ， 承受发动机动力输出 ， 保证汽车的正常行驶 。
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新能源汽车底盘与传统底盘对比来看 ， 取消原有的传动轴、输油管等部件 ， 增加了电池盒 。 纯电动汽车省却了发动机后 ， 动力传动系统大幅优化 。 传统汽车一般采用发动机前置前驱或四驱构架 ， 不可避免需要传动机构实现动力的传输 。 纯电动汽车采用电机驱动 ， 电机的放置可以根据车型灵活调整 ， 从而省去了传动机构 。 另一方面 ， 纯电动汽车电池包未来将主要放置在汽车底盘部分 ， 所以需要电池盒进行加固和保护 。
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电池盒是电池pack的“骨架” ， 是新能源底盘结构件的主要增量 。 电池盒结构系统主要由电池PACK上盖、托盘、各种金属支架、端板和螺栓组成 ， 可以看作是电池PACK的“骨架” ， 起到支撑、抗机械冲击、机械振动和环境保护（防水防尘）的作用 。 以奥迪的电池包系统为例 ， 主要结构件包括外防护结构、外框架结构、内壳体结构、内框架加强结构等 。
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依据Ricardo研究 ， 纯电动汽车每减重100kg ， 续航里程可以提升10-11% 。 因此轻量化是提升新能源汽车续航里程的重要途径 。 电动汽车轻量化实际上首要的是电动汽车的电池轻量化 。 但目前续航里程是新能源汽车进一步发展的主要瓶颈 ， 在电池能力提升逐渐达到极限的情况下 ， 底盘和车身系统系统的轻量化成为整车企业的重要选择 ， 铝合金成为主要的轻量化材料 。
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汽车用铝在新能源车单车具备非常充足的应用空间 ， 根据中国汽车工业协会预测 ， 目前国内的单车用铝量大约在110kg左右 ， 到2020年国内汽车市场平均单车用铝量将达160kg ， 新能源汽车平均单车用铝量更是高达250Kg 。
底盘轻量化意义非凡
车身和底盘减重是轻量化的重要部分 ， 相比车身减重 ， 底盘轻量化工艺更成熟、成本更低 。 根据LotusEngineering对车型减重的分析 ， 汽车主要减重部分在车身、底盘以及内饰（主要是座椅减重） 。 车身和底盘的重量分别在420kg和380kg左右 ， 合计占整车的重量超过40% 。 通过使用铝、镁等轻量化材料可以实现车身、底盘超过40%的减重 ， 减重质量分别超过190kg和160kg 。
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全铝车身目前工艺难度较大 ， 造价较高 ， 主要适用于豪华车 。 底盘系统的减重技术工艺相对成熟 ， 成本相对也更低 ， 是更加普遍的减重方式 。 根据LotusEngineering的成本分析 ， 通过对重量减轻和成本上升计算系数 ， 车身的减重成本系数是1.35 ， 远高于其他部件的减重成本 ， 底盘悬架的成本系数是0.95 ， 低于平均成本系数 。
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无论汽车有多复杂 ， 车重都可以被理解为两部分构成：簧载质量+簧下质量=汽车总质量 。 簧下质量（UnsprungWeight）指的就是除簧载质量以外的部分 ， 主要包括轮圈、轮胎、刹车碟/卡钳、避震器、弹簧、悬架的摆臂、传动半轴 。 对于汽车的操控和舒适性来说 ， 簧上质量/簧下质量是非常重要的指标 ， 比值越大汽车行驶的稳定性和操控性就越好 。 坊间传言：减轻1KG的簧下质量的效能可以等同于减轻10KG的簧上质量 。 簧下质量越轻 ， 驱动车轮的能量需要的越少 ， 对于传统汽车油耗和新能源汽车里程的改善也更为明显 。 因此从减重成本、效果以及性能提升方面 ， 底盘减重都是重中之重 。


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