新能源电动汽车车身形态设计研究

来源:用户上传      作者:侯敏枫

　　摘要：本文根据新能源电动汽车的工作原理、人们的出行方式、城市的道路交通环境系统以及人机工程学等方面的考虑，结合新能源电动汽车的蓄电池、发电机等构件的结构布置与规划，系统的研究汽车形态与环境空间的关系，设计出适合新能源电动汽车构造和使用需求的空间布置形式。
　　关键词：电动;形态;系统;空间
　　
　　当代随着汽车的普及人们的生活方式发生了极大的改变，但也是造成能源短缺、大气污染的重要因素，汽车数量的迅猛增长导致了石油能源的大量消耗并造成了大气污染的愈发严重。所以，新能源电动汽车的发展是时代的需求。
　　新能源电动汽车的工作原理是用蓄电池作为汽车行驶的全部能量，满足新能源电动汽车电动机和其他等零部件的供电需要。新能源电动汽车的工作原理与机制和燃油汽车截然不同，所以车身构件区别也非常明显，由于新能源电动汽车系统之间采用电路传动的方式传导能量所以汽车零部件的布置有其自身的特点。目前的新能源电动汽车市场，无论是smart电动版还是特斯拉汽车的车身都是基本沿用了原有汽车的车身，国内的几大汽车厂商相继推出的电动汽车，例如：一汽研发的B50、上汽研发的E1、E50、奇瑞研发的EQ等车型，车身形态都是沿用原燃油汽车的车身，没有根据新能源电动汽车的结构特点来重新设计，无论外部造型还是内部空间等都没有实质性的变化。
　　新能源电动汽车形态设计主要的研究内容是技术环境、社会环境、自然环境等，并需要具体分析人机工程学和消费者心理需求等方面，通过综合考虑来促进新能源电动汽车车身形态设计。首先，技术环境是车身形态设计的基础和依据，其结构部件直接影响外部形态变化。其次，城市的生态环境、文化环境、交通环境等社会环境对新能源电动汽车车身形态设计影响很大，主导着其设计的方向，再次，人与车交互空间以及载物空间等需要人机工程层面的分析，这部分的分析对空间的大小、布局提供科学依据。
　　新能源电动汽车由电力驱动系统、能量传动系统、电力传输与控制系统和各种相对应的装置等。电动汽车的基础是电力驱动、传输及控制系统，包括电动机、蓄电电池以及相关的调速控制部件等。在能量传送方面比內燃机汽车传动结构变灵活，机械传动结构可以变少。新能源电动汽车的能量来源是蓄电池，通过电力传输和驱动系统来使汽车行驶，所以，要根据它的自身特点进行空间结构的布局。由于新能源电动汽车的驱动形式可以使用分散轮毂电机，这样就不用使用传统燃油汽车的传动装置，那么结构上产生了质的变化，传统汽车的发动机、油箱、冷却系统、排气消声系统以及变速器、驱动桥和传动链等相应的辅助装置全部都不用了，这样不但多出了许多空间还减轻了汽车的自重。所以我们就需重新设计新能源电动汽车的零部件整体布局。传统的内燃机轿车由于考虑到操纵的稳定性和行驶平顺性的要求，布置一般采用发动机前置，后轮驱动的方式。发动机、传动系统和座舱决定了车身的整体布局，因为总体布局上的限制，传统轿车的车身轮廓设计变化创新受很多制约，而新能源电动汽车，由于总体布局约束条件少，内部空间和外部轮廓变化的自由度很大，新能源电动汽车形态设计可以根据需求多样化发展，这在传统内燃机轿车上是不可能实现的，所以新能源电动汽车形态设计将会迎来全新的天地。
　　汽车电子技术就是通过电子手段来驾驶汽车。电子手段就是线控技术，线控技术的不断发展和在新能源电动汽车上的运用，使传统的用机械结构来传递控制信号成为过去，精确、敏感的电子传感器和执行元件将取代笨重、精确度低的机械系统，这根本性的变革，改变了汽车的操纵机构、操纵方式和执行机构。电动车引入线控技术并和燃料电池相结合，使汽车操控系统发生根本性的变革，电子控制单元负责机械转向和制动系统工作。传统的转向盘转向柱和传统的脚踏板将被替代，使车身内部空间设计有了更多的可能性。线控系统和系统的集成化所带来的优势，取代了液压体进行转动和制动，所以，省却了机械和液压连接装置，使新能源电动汽车变得更加绿色环保，维护工作更加简化，并能够减轻车身自身重量。车内驾驶盘和中控仪表板无须使用后，控制系统通过遥控柄及系统软件操控制动、拐弯和加减速等，驾驶调整简单便捷，并通过多功能液晶屏显示汽车的各种驾驶特性，并为操控系统的形态设计提供了更大的空间，对于形态和使用方式等提供了极大的可能性，中央控制台甚至可以设计成可移动式，实现前排和后排乘客都能驾驶汽车，给消费者带来更多的驾驶乐趣。
　　由于当代人的审美标准和实际主客观需求，新能源电动车仍然需要拥有当前主流汽车的相关造型特点，所以，新能源电动车的车身造型与现有内燃机车辆的车身造型整体差异不大，但是，由于不再使用传统内燃机来提供动力输出，所以，相关复杂的机械结构，比如：燃油发动机、传动系统等被简化或改进，导致新能源电动车内部布局发生变化，内部规划得到了很大的自由度，车身形态发生了很大的变化，主要表现在为一是由于电动机的体积小、布置随意性大等特点，发动机机舱的体量变小或慢慢消失、汽车驾驶位置前移、汽车前悬与后悬之间距离减短，可以从三厢式车身过渡到单厢式车身。
　　本文基于新能源电动车的特有构成形式及原理，分析并研究了对其车身内部及外部形态的影响，总结了新能源电动车在车身造型上的一些特征。这些造型特征在新能源电动车汽车发展的各个阶段有所不同，差异较大，因此新能源电动汽车造型特征是随着科技的进步而发展，更是根据人们的审美述求和功能需求而变化，并具有强烈的时代性。
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　　项目：吉林省教育厅“十三五”社会科学研究项目（吉教科文合字2016第40号）：新能源电动汽车车身形态设计研究
　　作者简介：侯敏枫（1971），男，博士研究生，北华大学美术学院教授，研究方向：汽车车身造型设计。
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