新技术对电动汽车造型设计的影响

摘 要文章从电动汽车的驱动电机、轴距、前后悬挂系统、车门等技术的进步以及新能源、新材料、新工艺的出现为基础,引出新技术对电动汽车造型设计的影响,并对以上影响进行分析.

关 键 词电动汽车新技术造型设计

中图分类号：U469.72文献标识码：A

TheImpactofNewTechnologytoElectricVehicleDesign

WANGYujue

(CollegeoftheArts,JilinUniversity,Changchun,Jilin130000)

AbstractThisarticlefromtheemergenceofelectricvehiclesdrivemotor,wheelbase,frontandrearsuspensionsystems,doorsandotheradvancesintechnologyandnewenergy,newmaterials,newtechnologyleadstonewtechnologiesofelectricvehicledesign,andanalyzedtheimpact.

Keywordselectricvehicle,newtechnology,design

0引言

随着时代的发展和科技的进步,汽车从最初昂贵的交通运输工具发展到现今每个普通家庭都可以消费起的代步工具.汽车在给人们带来了便捷与舒适的生活的同时,也带来了各种环境与能源问题.特别是在中国这个人口大国,伴随着购写力加大,汽车越来越多的走入到千家万户.数千万辆的汽车却因为道路交通的老化,配套设施不完善、交通管理智能化不足、公共交通网络急需加强等这一类问题的出现使政府及老百姓都感到非常苦恼.而这些问题的出现也恰恰为今后的汽车发展指明了道路.即当前普遍的燃油汽车势必要向电动汽车转型,而在不久的将来汽车造型会伴随着能源的改变而发生超乎想象的变化,未来的汽车也势必会出现更加丰富的车身造型.

1电动汽车的技术优势及造型特征

1.1电动汽车的技术优势

早在1873年,英国人罗伯特戴维森就已经初步制作了可以实用的电动汽车,而在当时石油能源在没有被完全开发的情况下电能成为了当时的重要能源.随着科技的进步20世纪以后,内燃机技术不断的被开发,1908年美国福特汽车公司T型车问世后,流水线生产方式开始普及,燃油汽车开始大规模的生产.而电动汽车则由于存在着技术及经济性能上的不足,使其发展呈现萎缩状态.到了21世纪随着燃油汽车的普遍使用,由汽车带来的环境和能源问题逐渐的体现出来,各大汽车厂商继而重新开始加大了对新能源汽车的开发和研究.电动汽车在技术上相比燃油汽车省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统.虽然在动力上电动汽车的动力相比传统汽车的内燃汽油发动机系统稍有动力上的弱势.但是,电动汽车的电动机和控制器的成本更低,而且电动汽车的能量转换效率更高.电动汽车的主要动能来源就是电力,通过电能向动能的转化,其效率是比当下出现的混合动力车更加直接并且更加有效的.相对于汽油的来说,电的成本是相当低的,数据表明比亚迪F3e纯电动车每百公里行驶平均耗电12度,如果按照每度0.7元的计算,电动车每百公里的使用成本才达到6元.而相比之下汽油版的比亚迪F3每百公里耗油达到7.6升,目前93号汽油的是7.44元的油价,折合计算就是56.62元.与此相比较来看,电动车的使用成本大约是传统汽油汽车的九分之一.

1.2电动车的造型特征

相对于传统复杂的燃油汽车的布局,随着电动汽车基本构造和发动机等的全面换型.电动汽车将进行全新的外形、以及内饰的造型设计.在车身结构上三厢、两厢到现在开始流行的微型车,而随着未来电动汽车在车身尺寸上逐渐减小的设计理念,有人开始担心车内空间的缩小会影响到乘坐的舒适性.其实通过电动汽车的新技术以及电子技术的快速发展,原有的发动机及其附件尺寸位置、驱动系统的空间、乘坐及操作空间、货箱尺寸、转向系统、悬架轮胎所占用的空间等硬点条件在以电动汽车为依托的基础上是可以适当改变的,随着硬点条件的改变使得未来的汽车在造型设计上全面换型.在设计师对车身造型设计以及底盘和整车总体布置进行整体充分的研究,也同时增加有效空间与使用空间的.所以说电动汽车的发展所带来是一场打破传统汽车造型理念的风暴.

2新科技对汽车车身设计所带来的全新变化

2.1电动机技术的使用对前车身的造型影响

相对于传统的活塞式内燃机汽车.电动汽车完全改变了发动机前置的通常布局,采用电动马达与车轮部分直接相连结,直接推动汽车前进,使传统的发动机组转变成了简单的直接驱动汽车前进的电力传动装置.在这种技术之上的改变让设计师们在汽车造型设上有了更大的发挥空间.以丰田FT-EVII电动汽车为例,发动机舱的缩小直接使设计师可以将挡风玻璃尽量的向前移动.使汽车的前车身造型相对压缩,呈现出弧度更大流线型车头以此来减小空气阻力.车身长度没有超过3米,但是得利于比普通汽油引擎缩短了近200mm,超紧凑的空间竟可容纳四名乘客.

2.2电动机技术的使用对车体中部的造型影响

因为电动汽车发动机的改变,所以电动汽车前脸仅只是对前悬结构的包裹.这是典型的微型电动汽车造型,发动机变为电动机使其缩短了前悬的距离,减少了汽车的重量同时使前悬挂变短、缩小车体的体积.在性能上也加强了车身的通过性能和离去性能.

汽车在行驶的过程中其平顺性、操控性一直是设计师们所追求的.而对这两点要求起决定性因素的就是轴距.如何使乘坐者可以获得更加舒适的乘车环境,除了对汽车悬架系统加以优化,还要在车身的布置上尽可能的加大轴距的距离,减小前悬、后悬的长度,使车内人员尽量集中在前后桥之间.保证内部空间量的前提下,加长了轴距,减少前后悬使得车体外部轮廓线产生了很大的变化,在造型上也产生一种前后短、中间长的造型特征.

以三菱i-MiEV型车为例,其采用了后中置布局的新型底盘.特点是前后悬很短而轴距较长,从前车轮的中心到前端只有420mm,从后车轮的中心到后端只有425mm.轴距为2550mm,相比该公司的“EKSPORTS”车型的轴距还长了210mm.

悬挂方面,前、后分别为支柱式和3连杆DeDion式.前悬挂在井形的副支架上安装低摇臂.同时还在稳定转弯时的车身造型上做了相应的改变,相对于eKSPORTS,滚动中心的高度降到了更低的位置,两轮驱动车大约降低了60mm,四轮驱动车大约降低了85mm.

在未来的几年中随着车辆的迅速增加,有限的停车位会使停车空间问题更加严重,在这种情况下改变现有顺开门式的车门设计方式.会适当的减少汽车间停靠的距离.福特汽车在日内瓦车展上展出的B-Max概念车其最大的看点就是宽敞舒适的乘员舱空间,在减去B柱设计后结合后侧滑动门,使乘客上下车变得更加轻松和简单,由于取消了B柱,在打开前后车门的时候甚至可以形成一个宽度达到1.5米的巨大上下客空间,同时放倒座椅之后高达2.35米长的货物运载能力在这个级别的车型中是非常少见的.在未来的车门设计上设计师应该更多的应用滑轨式,上掀式等开启方式,这样会适当减少停车时所需的空间.

2.3电动机技术的使用对车体尾部的造型影响

电动汽车通过对发动机等机械结构的轻量化、紧凑化处理,前车身造型的缩小使得座舱空间得到有效的扩大.由于电动汽车省去了油箱,所以蓄电池系统放置相对灵活,这都给后排座椅下部腾出了空间,在新开发的紧凑型后悬挂的基础上运用低地板技术,通过改进地板构造及后悬挂等、使地板变得更为低平,获得了宽敞的车内空间以及容积更大的行李舱.而通过降低地板高度,乘客可轻松上下车.实现了地板低平化,方便后排座椅的收放.使后备箱在设计上可以使用不同的开启方式.例如奔驰的art微型车,不但外观小巧,而且行李舱的容积也大得惊人.行李箱更是达到了220L的容积,足以够日常生活需要.如果充分利用直到车顶的空间,行李舱容积更可增至340升,掀盖便可使用.后备箱盖的两折设计使在拥挤的停车场开启时非常便利,相比传统的汽车后备箱来说art微型车还增加了一个储物空间.

3新材料带来的新结构

未来的驾驶将实现零排放、零油耗、零交通事故、零交通堵塞.与此同时,驾驶将变得时尚而充满乐趣,可以进行多能源供电和自动驾驶.在这种发展过程中,汽车造型应在严格的风洞试验的基础上更要做好形态设计,以楔形车身或流线型楔形车身为基础在此基础之上发展更适合电动车的车身造型.汽车能源在未来的发展中应该是会出现更多的种类复杂的再生能源,而电能便是所有再生能源中目前重要的一项措施措施.电能的合理应用会使汽车造型、内饰、色彩等方面发生不同的变化.

伴随着汽车产业的不断发展,各种各样的新材料将会不断的出现,这使得汽车造型得到了更大的发展空间.材料一直是设计师门无法回避的一个问题,一种新的材料不但会使新的设计产品出现更是会影响到整个设计的走向和趋势,从上世纪中期开始汽车制造商们就已经不断地开发新材料,用塑料取代了传统的钢板制造车身主体的研究,到目前为止已发展到了塑料车身、玻璃钢车身等复合材料相结合的车身时代.而大曲面夹层玻璃的成型工艺更是为车身统一的整体塑造创造了有利条件.铝材料由于其质量轻、耗能少、回收好,深受设计师的欢迎.而铝制材料在车身上的应用更使车身造型得到了更自由的空间,材料是造型设计的基础,科技越是先进,工艺越是成熟,所以留给设计师们的设计空间也就越大.

4结论

新能源的运用导致电动汽车相关新技术的产生和应用,电动汽车在结构上的变化使得电动汽车的车体造型发生根本的改变.在长时间的主张理性化、经济化的汽车设计思想下,每一种新技术的产生都是源于对能源合理利用的思考,而每一种新技术必将导致产品结构及造型的相应变化.在这篇文章中,浅谈了一些影响电动汽车造型的因素.但在实际操作中,很多因素之间是相互作用、相互制约的而各种新技术的结合使用会导致更大的综合变化效应的产生.