汽车底盘结构进化史:后排底盘凸起将成为“过去式”

慧聪汽服网 https://qipei.hczyw.com 2021-09-24 出处:汽车科学岛 责任编辑:HC1

在选择燃油车的时候会遇到一个麻烦的问题,那就是后排底盘凸起会影响乘坐感受,明明是三座联排但中间位置无法放脚,五座车也就变成了四座车;为什么中排要设计出钢板的凸起,没有凸起的车辆又有什么优缺点呢?

答案有两个:

后驱+排气管加强前置后驱的车辆总会有这种设计,后排底盘会高出一二十厘米,中间位置几乎没地方放脚;但后驱车轿车和SUV也往往只能这么设计,因为底盘的离地间隙非常低,标准在14-22cm之间。而后驱车使用的纵置变速箱连接的后传动轴不能太低,否则稍微托底就会硌坏传动系统,于是就只能在底盘上“掏个洞”把传动轴塞进去。

图1、后驱系统

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图2、后驱底盘

汽车底盘结构进化史:后排底盘凸起将成为“过去式”

早期的车辆基本都是后轮驱动,从上世纪下半叶才开始普及前驱车,国内普及前驱车是从80年代开始;然而后驱车至今仍旧意味着更高端,因为后驱车的操控感优于前驱车。所以仍旧有很多车有这样的特点,可是很多基于专门研发的前驱车平台打造的车辆为何也有这样的设计呢?

汽车底盘结构进化史:后排底盘凸起将成为“过去式”

前置前驱没有后传动轴,理论上底盘可以作为全平,事实上也确实有些前驱车做到了全平;但以合资车为主的选项仍多有后排底盘凸起,这就有两个原因了,首先是考虑到车型和离地间隙。比如轿车就不得不提高一些,否则排气管会离地面太近,这会增加车辆的自燃隐患。

排气系统的温度会非常高,车辆热车状态下的排气歧管可以达到900℃,三元催化器前后段可以达到600-800℃,温度低一些的只有末端的尾喉;如果排气管离地面太近的话,沥青路面就有可能损坏,路面有易燃物也可能会起火。

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第二个原因是起到“车身结构加强”的作用,假设底盘是一张平钢板加上几道横纵梁,使用的钢材强度又非常低;想象一下双手分别握住车头和车尾,像卷饼一样往中间折车身,低强度的平整底盘就会被对折;而将底盘设计出矩形的凸起,这就等于让二维变成的三维结构,双手折叠一张平整纸板会很轻松,但要在纸板上黏一个纸盒使之成为一体,再折叠就不是那么简单了吧。

大部分车辆会这么设计主要是为了提高结构强度,也能控制材料成本的投入。

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当电动汽车成为主流之后,底盘总可以是全平的

燃油车要考虑到结构加强、排气管、传动轴的布局,所以中排只能有些凸起;但是电动汽车没有排气系统,电机配合减速器即可,所以底盘位置就不用迁就排气来设计了。重点是电机运行中也没有高温,即便位置设计偏低也不用担心,这就是有些后置电机就放在后悬架中间的位置的原因(电机尺寸很小)。

参考下图,这是一个典型的双电机全时四驱架构。

汽车底盘结构进化史:后排底盘凸起将成为“过去式”

燃油车想要实现后驱基本都要采用“前置后驱”的布局,因为内燃机和变速箱的尺寸都很大,放在后桥会占用很大的空间,采用这种设计的车大都是车身足够长但只能设计为双排座的跑车。可是电机尺寸很小,可以自由布局在前桥或后桥,放在后桥就是“后置后驱”且不需要传动轴;前桥加上一个电机就是全时四驱,所以从兼顾发动机的角度分析已经无需让电车底盘凸起。

只是有没有必要再为架构加强而设计凸起呢?这就要看车型的特点和平台的模式了。目前仍有些高性能电动汽车会这么设计,原因在于钢板的强度极限并不是很高,高强度的操控车辆对应的是极高的强度标准,此类车也不得不进行这样的设计,但在电池组类型发生变化后可能会淘汰这种设计。

汽车底盘结构进化史:后排底盘凸起将成为“过去式”

近期某中国新能源汽车龙头品牌发布了全新的电驱平台,它采用的是“电池组集成底盘”的设计;其使用的特殊磷酸铁锂矩形电池组没有模块的概念,电芯和壳体即可形成总成,电芯和壳体的强度都很高,那么底盘加上电池组就等于“纸板+纸盒”并成为一体的高强度结构,这就不需要底盘再进行升高增强设计了。

该架构的抗扭强度最高达到了40000N·m/1°,有些非承载式越野车也还没有这个标准;于是未来的电动汽车的后排总能做到全平,毕竟性能标准也基本达到极限了。

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