陳震寰 茍銳

西南交通大學建筑與設(shè)計學院，四川成都，611756

新能源地形自適應概念跑車設(shè)計

陳震寰 茍銳

西南交通大學建筑與設(shè)計學院，四川成都，611756

隨著社會發(fā)展，汽車工業(yè)水平的不斷提高，能源的消耗使得能源危機日益加劇，對于不可再生能源的過度消費導致了能源危機。傳統(tǒng)燃油汽車尾氣的過度排放，使得人們不得不研發(fā)新能源汽車。而如今新能源早已不再是一個新的概念，而是時代所必須的，所以汽車設(shè)計過程之中使用新能源勢在必行。與此同時，人們越來越需要一款能夠具有多種用途、能在不同路況條件下行駛的車輛，同時不乏對速度的要求。傳統(tǒng)汽車在道路、地形的適應度上有著很大差別，分類明確，譬如越野、轎車、跑車等。而作為能夠適應不同路況的衍生類別又有著SUV、ATV等多地形車。

新能源；多地形；概念跑車

1 研究背景

隨著國內(nèi)生產(chǎn)水平和人們生活質(zhì)量的提高，人們對物質(zhì)的高追求逐漸明顯，未來產(chǎn)品被期望在設(shè)計質(zhì)量上的要求越來越高。為了滿足物質(zhì)的需求，大量產(chǎn)品出現(xiàn)，這在人口膨脹的今天同時也造成了能源資源的緊缺。新能源在未來設(shè)計領(lǐng)域是尤為重要的因素，新能源的發(fā)現(xiàn)和使用情況關(guān)乎人類是否能夠在這片土地上長久存在。因此，對新能源產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計在如今的世界里顯得尤為重要。而機動車尾氣排放導致的空氣污染與能源消耗日益加劇使得新能源汽車的課題更具有重要意義。

1.1 主要研究問題

（1）新能源汽車的特征及工作原理。

（2）多地形汽車的多種適用環(huán)境分析。

（3）合理設(shè)計多地形汽車的結(jié)構(gòu)和造型。

（4）分析并解決輪胎與車身的連接方式。

（5）造型上體現(xiàn)新意。

1.2 研究方法

以人為核心進行市場調(diào)查研究，分析數(shù)據(jù)資料，學習現(xiàn)有產(chǎn)品的設(shè)計理念，分析新能源汽車的結(jié)構(gòu)，設(shè)計造型分析。經(jīng)過了前期的調(diào)研與資料收集，完成前期的調(diào)研準備工作，對車體可變換姿態(tài)以自動適應不同地形的方案進行了可行性分析。確立基本思路和大致的方案，在方案的形成過程中也遇到了不少的問題，譬如怎樣實現(xiàn)車身姿態(tài)的自動調(diào)整以及多地形的自適應能力的解決途徑，這些難點都在查閱相關(guān)資料和對比現(xiàn)有產(chǎn)品的過程當中逐漸克服，主要從外觀為重點著手設(shè)計，通過繪制了大量的草圖，制作草模型分析外形與結(jié)構(gòu)的合理性，不斷推敲造型設(shè)計，整車外觀效果大致呈現(xiàn)。

2 新能源產(chǎn)品與多地形車說明

2.1 新能源產(chǎn)品簡介

隨著消費水平的提高、內(nèi)需的擴大、經(jīng)濟收入的增加，人們對物質(zhì)的需求不斷攀升，在產(chǎn)品方面的需求也呈上升趨勢。新能源又稱非常規(guī)能源，是指傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式。而新能源產(chǎn)品則是利用剛開始開發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。

新能源汽車目前包括幾種：純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車、氫發(fā)動機汽車、其他新能源汽車等。

2.2 多地形車的優(yōu)勢特點

多地形車的設(shè)計是目前汽車設(shè)計領(lǐng)域的一個薄弱環(huán)節(jié)，時常在產(chǎn)品的設(shè)計上存在體型巨大、笨重、結(jié)構(gòu)簡陋等缺陷。然而多地形車具有以下幾點優(yōu)勢：簡單實用、越野性能好、用途廣泛、路面適應能力強。

現(xiàn)有的多地形車普遍存在一些不足，例如：ATV雖然能夠在惡劣的道路環(huán)境下良好行駛，但回到普通路面時表現(xiàn)出了速度缺陷，無法高速行駛、外觀一般無篷，不適合各種天氣情況下使用。SUV體積大、自重大、速度與靈活度不夠、底盤高，在高速行駛下穩(wěn)定性下降等。多地形車與新能源的結(jié)合創(chuàng)造了新的可能性。新能源具有輕便的特點、新能源與現(xiàn)有能源的不同可能完全改變車體的動力結(jié)構(gòu)，讓多地形車克服自身缺陷，朝著更簡單實用、更好的性能、更輕便的外觀、更炫酷的造型方向發(fā)展。

2.3 研究價值

新能源跑車設(shè)計是各大汽車企業(yè)不斷投入砝碼的項目，預計不久之后就會出現(xiàn)新能源跑車領(lǐng)域的爆發(fā)期。并且在跑車領(lǐng)域里尚未出現(xiàn)一款兼顧多地形適應能力、能夠高效快速行駛的產(chǎn)品，因此，新能源地形自適應概念跑車的課題很具有設(shè)計研究的必要性。搭配新能源與新技術(shù)，使車輛響應時代所需，盡可能做到綠色節(jié)能環(huán)保。

分析與設(shè)計多地形自適應能力的實現(xiàn)途徑，通過可自由變換的底盤高度，使整車具備不同的行駛姿態(tài)，并能夠自動調(diào)整所需的姿態(tài)，將其巧妙整合到整車外觀中。

3 新能源地形自適應概念跑車設(shè)計

3.1 用戶分析及產(chǎn)品定位

在傳統(tǒng)的多地形車普遍不能夠兼顧速度與路況適應力的情況下，本人自主設(shè)計的一款新能源地形自適應概念跑車能夠較好地適應路面變化并且能夠在平穩(wěn)的賽道上保持高速，而當它來到越野的路面時也能夠較好地快速行駛，它的客戶群體定位為高收入群體，喜歡極速、高效、多種路面、良好的操控性的人群，可以滿足多地形的駕駛體驗，高端、舒適、高效兼具跑車優(yōu)異性能以及能應對不同路況地形。

3.2 功能說明

新能源地形自適應概念跑車采用了純電驅(qū)動的方式作為主動力，車架采用超輕碳纖維，減少了車體自重，提高車速。整車造型比較修長、低矮，符合跑車的空氣動力學要求。與此同時加入了地形適應功能，因而輪轂設(shè)計成外露式，采用滑動模塊的連軸將輪胎與車體相連接，以磁懸浮的方式連接輪胎與中心軸，減小行駛過程當中的震動，提高整車的穩(wěn)定性，并且可以將路面狀況的信息實時回傳到車內(nèi)的控制中心，進行自動調(diào)節(jié)車輛運行狀態(tài)，從而應對各種不同的路況條件。在車的前臉設(shè)有兩個大進氣口，整車的全包裹式擾流板提供了更好的平衡性和下壓力，車身側(cè)面夸張的側(cè)翼不僅能夠使造型更具速度感，此外還能作為踏板為使用者進出車內(nèi)提供方便。該車沒有后視鏡，A柱也較為寬，沒有B柱，視線較窄，所以在車體周圍裝有廣角攝像頭，通過合成處理為360°全景影像投射在前擋風玻璃面板上，行駛過程當中駕車者可以通過觀察車內(nèi)的HUD全景影像來觀察周圍的路況。

3.3 外觀設(shè)計

三視圖確定（如圖1）：

圖1 尺寸三視圖

三維效果圖（如圖2）：

圖2 效果圖

3.4 主要結(jié)構(gòu)與部件

車輪結(jié)構(gòu)爆炸圖（如圖3）：

圖3 車輪結(jié)構(gòu)圖

車輪是磁懸浮式結(jié)構(gòu)，即為車輪的輪轂與車輪的中心軸是不相連的，這樣做的目的在于能夠使得整車在行駛過程當中非常的平穩(wěn)，并且能夠消除輪轂與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦力，從而只受到空氣摩擦的影響，極大地提升了效能，減少能源浪費。輪胎內(nèi)部設(shè)有包覆360°的鱗片傳感器，可以感知由輪胎接觸地面所傳來的震動回饋，再將信息傳遞到車內(nèi)的控制中心進行分析，以便調(diào)節(jié)車輪連軸的位置與角度，從而改變行車運行姿態(tài)。

3.5 內(nèi)飾設(shè)計分析

這款概念車提供了兩人乘坐的位置，以獨特的類似戰(zhàn)斗機艙的前后座排列方式進行了設(shè)計，座椅采用分離式多邊形結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以自動調(diào)整每一塊部件的角度以貼合乘坐者的背部，并且可以記憶乘坐者的調(diào)整狀態(tài)，以便快速切換座椅模式。內(nèi)飾的造型有著很強的科技感，流線型的帶狀隔板，與類似摩托艇一樣的造型營造出一種完全沉浸的包圍體驗。

4 結(jié)論

綜上所述，在汽車設(shè)計領(lǐng)域，不斷有創(chuàng)新出現(xiàn)，新能源汽車正是人們所追求的，而多地形車就是在人們追求高品質(zhì)享受的情況下應運而生的。因此在高品質(zhì)生活受到關(guān)注的今天，要設(shè)計一款既能滿足自駕探險愛好者的駕駛的需要，又能不擔心能源問題，同時給使用者最佳的用戶體驗，使得駕駛的過程更加輕松、愉快的新型跑車。這是一種新的品質(zhì)生活，也是社會進步后人們對生活的必然要求。新技術(shù)的應用總是推動著造型的革新，造型的創(chuàng)新也在推動新技術(shù)的研發(fā)，這二者相輔相成，形式要滿足功能，是設(shè)計恒久不變的原則。

在不久的將來，新能源多地形汽車將發(fā)揮出巨大的市場潛力，它將憑借自己的優(yōu)勢，在汽車市場“撕”出一片天地。設(shè)計以人為本，探討新能源多地形車的設(shè)計過程，最終是要滿足消費者的需求，以此打開未來新的市場，帶來新的方向與體驗。

[1]葉建國.寧波市公共交通天然氣汽車應用及發(fā)展研究.浙江工業(yè)大學碩士學位論文,2012.

[2]邵漢橋,張維,陳鵬云.我國電動汽車發(fā)展狀況分析.華中電力,2010, 23(5).

陳震寰/1992年生/男/湖北孝感人/本科/研究方向為工業(yè)設(shè)計

李德武/1977年生/男/四川宣漢人/副教授/研究方向為人機工程學、可持續(xù)設(shè)計