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汽车车身材料的发展趋势随着科技的不断进步和人们的需求不断变化，汽车车身材料也在不断发展和改进。
从最早的钢铁车身到现在的复合材料，汽车车身材料在轻量化、安全性和环保性方面有了巨大的进步。
本文将从这几个方面探讨汽车车身材料的发展趋势。
一、轻量化是汽车车身材料的发展方向之一。
轻量化能够减少汽车的重量，降低能耗，提高燃油经济性。
传统的钢铁材料在车身上占据了很大的比例，但其密度较高，重量较大。
为了实现轻量化，汽车制造商开始探索使用新型材料，如高强度钢、铝合金和碳纤维等。
高强度钢具有优异的强度和韧性，可以减少车身重量并提高碰撞安全性。
铝合金具有较低的密度和良好的成形性能，能够有效减轻车身重量。
碳纤维是一种轻质高强度的材料，具有优异的抗拉强度和刚度，但成本较高，限制了其在大规模生产中的应用。
二、安全性是汽车车身材料发展的另一个重要方向。
汽车车身在碰撞事故中起到保护车内乘员的作用。
传统的钢铁材料在碰撞时具有较好的塑性变形能力，但也存在一定的局限性。
为了提高车身的安全性，汽车制造商开始研发新型材料和结构设计。
高强度钢具有更好的抗撞性能，能够吸收和分散碰撞能量，提高车身的刚度。
同时，汽车制造商还采用了复合材料和蜂窝结构等新技术，提高车身的强度和刚度，进一步提高了车身的安全性能。
三、环保性是汽车车身材料发展的另一个重要方向。
随着人们对环境保护意识的增强，汽车制造商开始关注汽车的环保性能。
传统的钢铁材料在生产和回收过程中会产生大量的二氧化碳和废弃物，对环境造成一定的影响。
为了减少环境污染，汽车制造商开始使用可回收和可循环利用的材料，如铝合金和碳纤维等。
铝合金具有良好的回收性能，可以减少能源和资源的消耗。
碳纤维具有较长的使用寿命和较低的环境影响，是一种环保的材料。
汽车车身材料的发展趋势主要包括轻量化、安全性和环保性。
轻量化能够减少汽车的重量，提高燃油经济性；安全性能能够保护车内乘员的安全；环保性能能够减少对环境的污染。
随着科技的不断进步和人们对汽车的需求不断变化，相信未来汽车车身材料会继续发展和改进，为人们带来更加安全、环保和高效的出行方式。
汽车车身结构设计模块刚性和轻量化的平衡汽车车身结构设计一直是汽车制造领域的重要课题之一。
在汽车制造中，车身结构不仅要承载车辆的各种动态和静态荷载，同时还需要具备一定的刚性和轻量化特性。
如何在这两方面进行平衡，是汽车设计工程师们长期面临的挑战。
首先，让我们来看一看车身结构设计中的刚性要求。
汽车在行驶过程中会受到各种来自路面、转向、制动等方面的力的作用，而车身结构的刚性决定了车辆在受到这些外力的时候是否会产生过大的变形或者振动。
因此，一个具有良好刚性的车身结构能够提高汽车的稳定性和操控性，保障乘客的安全。
为了加强车身结构的刚性，汽车设计工程师们通常会使用高强度材料或者通过增加结构件来强化车身的整体刚性。
然而，在追求刚性的同时，轻量化也是汽车设计中一个至关重要的考虑因素。
轻量化不仅能够降低汽车的整体重量，提高燃油经济性，还可以减少对环境的污染。
轻量化设计通常采用了更轻的材料，如铝合金、碳纤维等，以替代传统的钢材结构。
此外，一些先进的制造工艺和设计技术也能够帮助汽车设计师们在轻量化的同时保证车身结构的强度和安全性。
为了实现刚性和轻量化的平衡，汽车设计工程师们需要在设计过程中进行全面综合的考虑。
他们需要根据车辆的使用环境、功能要求、材料特性等因素来确定最佳的车身结构设计方案。
在这个过程中，结构优化和仿真技术是非常重要的工具。
通过结构优化，工程师们可以在不断调整设计方案的过程中找到一个最佳的平衡点。
而通过仿真技术，他们可以对车身结构的性能进行全面的评估，发现潜在的问题并提出改进方案。
此外，汽车制造领域的快速发展也为实现刚性和轻量化的平衡提供了更多的机会。
新材料、新工艺的应用不断推动着汽车设计与制造的技术水平提升。
例如，3D打印技术可以以更加灵活的方式制造出复杂形状的零部件，从而减少材料浪费，提高结构的刚性和轻量化水平。
此外，智能制造技术的应用也为汽车制造业带来了新的发展机遇，可以更加精确地控制材料的使用和工艺的执行，从而实现更加优化的车身结构设计。
北汽新能源LITE技术亮点解析作者：宫星晨来源：《汽车与驾驶维修（维修版）》2018年第03期LITE车型作为北汽新能源自主研发的一款超小型电动汽车，从谍照曝光后就一直备受人们关注，全新的设计风格、大胆前卫的造型、满满的科技感都让这辆小车加分不少。
而除了这些表面能看到的东西外，LITE的内在也是让人眼前一亮，真可谓是麻雀虽小五脏俱全。
一、车身轻量化北汽新能源的LITE车型，大胆使用了铝合金框架式车身与复合材料外覆盖件的设计（图1），车身单独总质量不到173.7 kg，比同级别的汽油车质量降低了19.4%，整车尺寸为2 695 mm×1 676 mm×1 445 mm。
除了这些工艺和用料外，其他很多細节地方也是将重量控制到最低。
包括采用镁合金仪表板管梁，较传统的钢制管梁减重30%以上;选用全新开发的铝合金前控制臂，减重2 kg;铝合金电池下壳体，在轻量化的同时也具有更好的耐腐蚀性;采用复合材料电池上壳体，进一步提升电池能量密度，做到小质量、大容量（图5）。
二、碰撞性能测试车虽然不大，但是安全性能必须要过硬，北汽新能源的LITE在碰撞测试方面，已经通过了国标及欧标的认证（图6）。
三、前后机舱布局特点LITE的前机舱并不是很大，但是里面却放置了包括PDU、蓄电池、智能电器盒、ABS及VCU等主要部件，而且最大的亮点在于，前格栅处还配备了一块可控制的LED彩色显示屏（图7）。
后机舱将动力总成、电机控制器、空调压缩机、真空泵等集成在一起，而动力电池则布置在乘员座椅下的地板下方，并且为了做到前后呼应，行李舱中间位置也设置了一块可控制的LED才彩色显示屏（图8）。
四、驾驶舱布局及内饰LITE车型是一款2门2座车型，驾驶舱相对较小，但是里面的布局却十分合理，而且相应的配置也是一应俱全，3块贯穿仪表板的屏幕可谓是让人眼前一亮，而且天窗的加入也让驾驶舱看起来更加宽敞（图9）。
内饰设计的出发点为科技与实用，3块屏幕可谓是科技感十足，而且这款小车还有电加热座椅、旋钮式换挡、自动空调、一体式运动座椅以及副驾驶儿童安全座椅接口等，同时车内还拥有35个储物空间，并且全车共有12种颜色可供选择，包括座椅及车身颜色（图10）。
车身轻量化技术随着全球汽车工业的发展，车身轻量化已成为汽车制造业领域的一项重要技术。
通过采用一系列的材料和工艺创新，车身轻量化技术能够在保持汽车牢固性和安全性的同时，减轻车辆的重量，提高燃油效率和减少尾气排放。
本文将探讨几种常见的车身轻量化技术，并介绍其在汽车制造中的应用。
1. 高强度轻质材料高强度轻质材料是车身轻量化的关键所在。
与传统的钢铁材料相比，高强度轻质材料具有更高的强度和较低的密度，可以在保持结构牢固性的前提下减轻车身重量。
常见的高强度轻质材料包括铝合金、镁合金和碳纤维复合材料等。
这些材料的应用可以有效降低车身重量，并提高车辆的燃油经济性。
2. 设计优化车身设计优化也是车身轻量化的一个重要手段。
通过采用先进的设计工具和技术，汽车制造商可以优化车身结构，减少材料的使用量并保持结构强度。
例如，应用拓扑优化技术可以最大限度地减少材料的使用，使车身在不同部位的厚度适应不同的受力要求。
此外，采用仿生学原理也可以帮助设计出更轻量化的车身结构。
3. 制造工艺改进制造工艺的改进对于轻量化技术的应用至关重要。
例如，采用先进的焊接技术可以减少焊接点数量，提高焊接强度，并减轻车身重量。
而采用先进的注塑成型技术可以生产更薄壁的塑料零部件，提高车身整体的轻量化水平。
此外，采用先进的激光切割和冲压技术也可以有效降低车身零部件的重量。
4. 轻量化零部件除了整车轻量化，轻量化零部件的研发和应用也是车身轻量化技术的一个重要方向。
例如，轻量化座椅和轻量化车门等关键部件的采用可以进一步减轻整车重量。
此外，一些先进的轻量化技术还可以应用于车身附件的制造，如轻量化玻璃、轻量化天窗等。
总之，车身轻量化技术对于提高汽车燃油效率和减少尾气排放具有重要意义。
通过采用高强度轻质材料、设计优化、制造工艺改进和轻量化零部件等手段，汽车制造商可以实现车身的轻量化，并带来更节能环保的汽车产品。
在未来，随着技术的不断进步，预计车身轻量化技术将得到进一步的发展和应用。
新能源汽车的车身材料和轻量化设计随着环境保护意识的提高和汽车工业的发展，新能源汽车逐渐成为人们日常出行的首选。
在新能源汽车的设计制造中，车身材料的选择和轻量化设计成为关键的考虑因素。
本文将就新能源汽车的车身材料和轻量化设计进行探讨。
一、新能源汽车的车身材料选择1. 铝合金材料铝合金具有优良的强度和刚度，同时重量轻，耐腐蚀性能好，成为新能源汽车车身材料的重要选择。
铝合金具有良好的成形性，可以满足车身的复杂造型需求。
然而，铝合金的成本较高，需要在设计中平衡成本和性能的考虑。
2. 高强度钢材高强度钢材具有优异的强度和韧性，可以有效减少车身的重量，提高车身的碰撞安全性。
高强度钢材的使用可以降低新能源汽车的整体质量，提高续航里程和能源利用效率。
此外，高强度钢材的回收利用率高，符合环保要求。
3. 纤维增强复合材料纤维增强复合材料具有优异的强度和刚度，同时重量轻、抗腐蚀性好、施工方便等优点，因此成为新能源汽车车身材料的重要选择。
纤维增强复合材料可以实现车身结构的整体一体化设计，提高车身的刚性和耐久性。
然而，纤维增强复合材料的价格相对较高，需要在成本和性能之间进行平衡。
二、新能源汽车的轻量化设计1. 模块化设计模块化设计是指将车身分为多个独立的模块，每个模块具有特定的功能。
模块化设计可以提高生产效率和生产质量，同时减轻车身重量。
通过模块化设计，新能源汽车可以更灵活地进行迭代升级和维护，提高整车的性能和可靠性。
2. 结构优化结构优化是指通过材料和结构的优化设计，使车身在承受荷载的同时减少重量。
通过使用高强度材料、减少冗余结构和增强关键部位的设计，可以在保证安全性的同时降低车身重量。
结构优化需要综合考虑车身的强度、刚度和振动特性。
3. 轻量化材料的应用除了选择轻量化材料外，新能源汽车还可以利用其他轻量化技术来减轻车身重量。
例如，采用碳纤维材料和铝合金等高强度轻量材料，采用黏结剂代替传统的焊接工艺等。
这些轻量化技术可以在不影响车身强度和安全性的前提下减少车身重量。
新能源汽车轻量化的关键技术随着全球环境污染问题的日益严重以及对传统石油资源的依赖性不断降低，新能源汽车的发展日益受到社会的关注。
而新能源汽车轻量化是提高其运行效能和续航能力的关键技术之一。
下面将分析新能源汽车轻量化的关键技术。
（一）车身结构轻量化技术车身结构是新能源汽车最重要的部分，其轻量化设计是带来轻量化的最关键技术之一。
轻量化的设计需要寻找的一个平衡点，既满足强度和刚度的要求，又能够通过新材料的使用来减轻车身总重量。
目前，研究重点主要集中在铝合金和碳纤维复合材料应用于车身结构上。
铝材质轻，可以在车身结构上减轻重量，而碳纤维复合材料的轻量化效果更为显著，但其成本较高，需要更多的技术改善才能实现日常使用。
（二）电池系统轻量化技术电池是新能源汽车最重要的部分，也是最为昂贵的零部件之一。
现代电池系统的重量通常超过车身重量的20%。
因此，电池系统的轻量化是提高新能源汽车性能的关键所在。
目前，研究人员在电池结构中广泛采用钛合金和高强度钢材来代替重量较大且容易腐蚀的铅酸和镍氢电池。
另外，针对电池组件的设计也得到了发展，包括探索开发更高效，更坚固且更轻的电池系统。
驱动系统是新能源汽车能源转化的核心，包括电机、电控系统、变速器等。
驱动系统轻量化主要是实现电机的轻量化，以提高驱动效率。
从材料角度，新型高性能磁性材料以及碳纤维等轻质高强材料的应用将为电机重量的降低提供保持所需强度和刚度的可行方案。
同时，减少电机尺寸也能够降低新能源汽车的总重量，提高续航里程。
底盘和悬架系统是新能源汽车的支撑系统，其轻量化设计是提高整车性能的重要手段。
底盘和悬架系统通常采用高强度铝合金和钛合金等轻质高强度材料，以减轻车身重量，降低燃油消耗量。
同时，通过结构优化，减少车轮和刹车系统的重量也能够显著降低新能源汽车的总重量。
综上所述，新能源汽车轻量化是提高其运行效能和续航能力的关键技术之一。
目前，应用于新能源汽车轻量化设计的铝合金和碳纤维复合材料，以及钛合金、高强度钢材和新型高性能磁性材料等轻质高强材料。
汽车车身结构的轻量化设计随着人们对环保意识的日益增强，汽车工业不得不针对汽车的能源效率、油耗和减排提出更多的要求。
然而，想要提高汽车的能效性，降低油耗和减少排放，就需要解决汽车车身结构过于笨重的问题。
为此，越来越多的车厂开始在汽车车身结构上采取轻量化的设计，以达到更高的油耗效益和碳排放的减少。
1.概述汽车的轻量化设计是指通过采用更轻的材料、更有效的结构和设计、更先进的制造技术等方式来减轻汽车的整车重量，提高汽车的耐用性和性价比。
一般来说，汽车的轻量化设计可以分为三个方面：车身材料的优化选择、车身结构设计的优化及加工工艺的优化。
目前，轻量化的设计已成为汽车工业的一个发展趋势，并在汽车性能、油耗以及碳排放等方面带来了巨大的改进。
2.轻量化材料的选择在轻量化设计中，材料的选择非常重要。
据调查，汽车的车身重量中有70%来自于铁和钢这两种材料，而这些材料也是目前唯一能够满足汽车的强度和安全性要求的材料。
因此，为了实现轻量化的设计，厂商可以从以下方面考虑：（1）铝合金：相比于铁和钢，铝合金密度更低，具有一定的强度和硬度，耐腐蚀性能良好，成本较高，但是可以提高车辆燃油效率及减少碳排放。
（2）碳纤维：碳纤维是当今车身轻量化的理想材料，密度仅仅只有铁和钢的1/5，而且具有很高的强度和拉伸强度。
但是碳纤维容易受潮湿及高温影响,而且成本非常高，所以在实际应用中用的较少。
（3）镁合金：镁合金是一种相对轻质的金属材料，密度比铝合金更轻，力学性能也很好，而且还具有良好的热传导和电导率。
不过，镁合金的腐蚀性也比较强，制造成本较高，所以仅在部分车型上应用。
3.车身结构设计的优化除了材料的选择，车身结构的优化设计也是轻量化设计的重要方面。
通常，车厂可以采取以下设计措施：（1）钢材件结构优化：对车身的各个零件加以精简或是部分区域的厚度减薄，将车身零件的功能和强度保持不变，同时将车身重量降低，否则加强，可以使用HSS及UHSS材料。
电动车的车身轻量化与结构优化分析随着世界各国对环保与可持续发展的日益重视以及汽车行业的快速发展，电动车作为一种环保、节能的交通工具，受到越来越多人的关注和选择。
在电动车的设计与制造过程中，车身轻量化与结构优化是一项至关重要的任务。
本文将对电动车的车身轻量化和结构优化进行分析和探讨。
一、车身轻量化的意义车身是电动车的重要组成部分，也是整车的基础结构。
在电动车的设计中，车身轻量化可以达到以下几个重要的目的。
首先，车身轻量化可以提高电动车的能源利用效率。
通过减轻车身的重量，可以减少电动车在行驶过程中的能量消耗，提高续航里程。
这对于电动车的普及和推广意义重大。
其次，车身轻量化可以提高电动车的操控性能和安全性能。
降低车身的质量可以使电动车在行驶过程中更加灵活，提高加速性能和车辆的操控性。
同时，车身轻量化还可以减少碰撞时对乘车人员的伤害程度，提高电动车的安全性能。
最后，车身轻量化可以降低电动车的制造成本。
较轻的车身可以减少材料的使用量，降低生产成本。
这对于电动车的大规模生产和市场价格的下调有着积极的促进作用。
二、车身轻量化的方法实现电动车的车身轻量化有多种方法和途径。
下面将介绍几种常见的方式。
首先，选用轻量化材料。
在车身的设计和制造中，选择轻量化材料是一种有效的方式。
目前，常用的轻量化材料包括铝合金、高强度钢材等。
这些材料具有较轻的质量和良好的强度，可在保证车身强度的同时降低车身的重量。
其次，优化车身结构。
通过对车身结构的优化设计，可以降低不必要的重量。
例如，在设计车身骨架时，可以采用更加合理的结构布局和连接方式，减少零部件的使用量，达到轻量化的效果。
另外，采用先进的制造工艺和技术。
随着科技的不断进步，新的制造工艺和技术为车身轻量化提供了更多的可能性。
例如，采用3D打印技术可以实现复杂结构的一体成型，减少连接件的使用，降低车身的重量。
三、车身结构优化的意义除了轻量化外，车身结构的优化也是电动车设计过程中的重要环节。
燃油车车身结构VS新能源车车身结构随着汽车行业的不断发展和进步，新能源车在市场上逐渐崭露头角。
而与传统的燃油车相比，新能源车不仅在动力系统上有所突破，车身结构也发生了一些改变。
本文将比较燃油车车身结构与新能源车车身结构的不同之处。
一、材料选择燃油车在车身结构中主要采用了钢铁材料，具有较高的强度和稳定性。
而新能源车则在材料选择上更加多样化，除了传统的钢材外，还使用了铝合金、碳纤维等轻质材料。
这些材料不仅能够减轻车身重量，提高能源利用效率，还有助于降低车辆的油耗和排放量。
二、车身设计燃油车车身设计相对较为传统，以实用性和舒适性为主要考虑因素。
而新能源车在车身设计上更加注重空气动力学效应，尽可能减小车身的风阻和气动噪声，以提高车辆的行驶稳定性和驾驶舒适性。
三、车身构造在车身构造方面，燃油车主要分为车身底盘、车身骨架和车身外壳。
而新能源车在车身结构上更加关注整车的轻量化和安全性。
采用了多种结构构造，如先进的脊柱结构以及碳纤维复合材料的应用，提高了车身的刚性和抗撞击性能。
四、安全性能燃油车在碰撞安全性能方面有一定的保障，但由于传统车身结构材料的限制，其抗撞击性能相对较弱。
而新能源车在车身安全性方面经过了更多的优化和改良，不仅在车身结构上加强了刚性，同时还采用了更多的安全装置和系统，如碰撞预警系统、自动刹车系统等，提供了更高的安全性能。
五、未来发展趋势随着新能源车的发展，未来新能源车车身结构将进一步优化和改良。
预计将会出现更多的轻量化材料和设计，以进一步减少车辆的重量和提高能源利用效率。
同时，新能源车的车身结构也将更加灵活多样，以满足不同车型和消费者需求的个性化定制。
总结起来，燃油车车身结构与新能源车车身结构存在明显的差异。
新能源车在材料选择、车身设计、车身构造和安全性能等方面进行了创新和改良，以适应节能环保的发展方向。
而未来的发展趋势将进一步推动新能源车的车身结构优化和创新，为用户提供更高质量、更安全、更舒适的出行体验。
新能源汽车轻量化钢制车身结构摘要未来钢制汽车计划（FSV）的目标是为紧凑型的电动汽车（BEV）提出一个能制造出完全不同的钢制车身结构的详细设计构思，也确认了为适应大的插电式混合动力车（PHEV）或燃料电池车（FCEV）车身结构的改变。
这篇文章将说明七个经过优化的车身的子部件是如何达到减重35%，同时满足安全要求和整个寿命周期内碳排放目标要求。
该文章也将对先进的设计优化过程和相应先进的钢材和制造技术概念进行解释。
前言“未来钢制汽车计划（FSV）”是世界汽车钢（WorldAutoSteel）项目，该组织为世界钢铁联盟下属的汽车钢组，共包含全球范围内17家大型钢铁生产企业。
“FSV计划”是一个涉及几百万欧元资金，为期三年的计划，旨在发展出安全、重量轻及采用先进高强钢制造的车身结构，该新型车身结构能够满足电动汽车的不同要求和减少汽车在整个寿命周期内的温室气体（GHG）排放。
GHG气体指的是大气中能够加剧地球温室效应的气体，这些气体能够吸收地球表面的热量，使热量在地球表面和大气层之间进行循环，导致地球表面的平均温度升高。
“FSV计划”将会阐明用先进高强钢来制造车身结构，减轻汽车重量和减少GHG气体排放。
本文说明了“FSV计划”中的相关的钢铁技术和设计构思，及第二阶段现已所获得的结果。
1.0 项目目标“FSV计划”中工程技术人员关注的焦点是提出一种新的全局性的开发设计方法，目标是开发出具有创新性的整车布置和优化的车身结构的先进汽车，该车将会使用一系列在2015年至2020年之间比较成熟的先进钢铁材料和制造技术。
“FSV计划”主要分为三个阶段：阶段1：工程研究（已完成）阶段2：构思与设计（至2010年）阶段3：展示和具体实施（至2011年）第一阶段主要是对将来适用于2015年至2020年之间的，先进汽车动力系统和适合批量生产的未来汽车技术进行综合性评价和验证，该阶段所获得的结果在另外一篇报告中有阐述。
图1-1 “FSV计划”的整个设计优化过程“FSV计划”已进行到第二阶段的中间阶段，优化设计采用先进高强钢制造的车身结构，主要涉及到4种不同的汽车，电动汽车（BEV）和插电式混合动力汽车（PHEV-20），属于A级/B级汽车；插电式混合动力汽车（PHEV-40）和燃料电池汽车（FCEV），属于C级/D 级汽车。
本文主要说明了第二阶段中从T1到T4的工作内容，包含对门槛（the rocker）、B 柱、顶盖、前纵梁和后纵梁、前上承载梁（front upper load path）和电池中通道梁（battery tunnel load path members）七个部件的结构优化。
整个设计过程示意图如附录中图1-1所示。
1.1 “FSV计划”可选用的先进动力系统及性能参数第一阶段主要完成了汽车的技术规格说明和确定了汽车的总体布置，汽车的总体布置展示了先进动力系统模型的主要构件及相应的工程内容，这些动力系统已经被证实将会在2015-2020年间在汽车市场上广泛运用。
表1.1是第二阶段要开发的汽车上备选的动力系统性能参数。
表1-1 备选的动力系统及性能参数“FSV计划”的工程技术人员推荐将续航里程范围为250Km的电动汽车（BEV）作为第二阶段详细设计的重点关注内容。
BEV的动力系统是备选动力系统中最重的，用先进钢来制造汽车车身并且要求降重，这会很具有挑战性。
因而，对BEV汽车的车身进行结构优化则很有必要。
BEV汽车的车身详细设计优化，完全可以扩展运用到PHEV和FCEV汽车。
1.1 车身结构的重量目标A级/B级的BEV汽车车身重量目标是190Kg，并且要满足2020年的安全规定要求和整个寿命期间的排放要求。
车身重量190Kg这一目标，要比基准车身重量轻35%，这要比ULSAB-A VC计划的减重25%要高出很多。
为了达到这一具有挑战性的减重目标，BEV汽车车身设计方法包括了使用一系列先进高强度钢材、采用先进的钢材加工技术、对多个车身部件、形状、使用材料及规格进行优化。
传统汽车车身的设计目标主要关注碰撞安全性、车身的总体刚性、震动噪声、耐用性和可加工性。
“FSV计划”的车身设计目标在传统汽车车身设计目标的基础上（涉及汽车重量及成本），运用了一种评价汽车在整个寿命周期中碳排放量的方法，以此来促使减少汽车碳排放。
该碳排放量评价方法，协同汽车设计优化技术、材料、设计目标和解决方案选择标准，希望能够在可接受的制造成本的基础上，共同促使汽车进一步的减重和减少碳排放。
本文对该方法进行了说明，并且希望能够提出一个可供其它汽车计划参考的路线图。
1.2 未来的设计优化方法的说明—大自然式的灵活（Nature’s Way to Mobility）“FSV计划”中值得称赞的车身开发设计优化过程（见图1-1）希望能像大自然那样，具有很高的能量和资源使用效率，创造出与以前完全不同的、非直观的车身外形和优化了的车身结构。
因此，这就进一步的推动了要采用可减轻车身重量的钢材。
“FSV计划”中借助整车分析，对所用钢种类的选择、材料规格和厚度进行了优化。
1.3 整个寿命周期内的碳排放“FSV计划”在设计开发过程中使用了汽车在整个寿命周期内的CO2排放量（LCA）评价方法作为技术方案选择的标准。
LCA评价方法考虑了汽车的整个寿命周期内产生的CO2排放量，包括了制造汽车所用的材料、汽车制造过程、使用过程和最后的回收过程，以及汽车整个寿命周期内的燃料消耗。
因此，基于UCSB的GHG材料对比模型，汽车的各子系统的减重对车的全部气体排放影响的LCA结果，进一步说明了使用先进高强度钢制造汽车，减轻汽车的重量具有重要的意义。
注意：这里提到的CO2只是多种加剧全球温室效应气体中的一个代表，也包括其它可产生温室效应的气体。
2.0 第二阶段设计方法“FSV计划”的整个设计过程如图1-1所示，第二阶段的工作主要是从T1到T6的一系列任务。
正如前文所提到的，本文主要涉及目前已完成的从T1到T4的内容。
2.1 T1：总体布置，CFD模拟和外形样式在第一阶段技术评价之后，对动力系统布置、车内部空间大小、乘员的出入要求、驾驶员的视野情况、行李箱容积大小要求、人体工程学和车身内部件（如转向柱）的研究，确定了各部件和车内乘员空间的要求。
汽车外部总体布置示意图，如图2-2所示，该外形样式为确定汽车外型框架提供了必要的数据。
接着借助计算机流体动态模拟技术（CFD）改进汽车外形的气动阻力，使空气动力学参数Cd达到0.25这一目标，完成了汽车的外形设计，也满足之前相关研究的要求。
“FSV计划”中原始设计外形与最新设计外形的空气动力学性能对比如表2-1所示。
从表2-1中可以看出，原始设计外形的Cd值0.354要比0.25这一目标值高42%，经过对设计进行一系列的修改，最终设计外形的Cd已降低到了0.237，而A级/B级车外形的Cd一般为0.31。
最终设计外形的效果图，见图2-3C，这是未加后轮罩的效果图，加上后轮罩后汽车的空气动力学参数Cd将会增大到0.252，但是加上后轮罩更符合买家的意愿。
表2-1 空气动力学性能结果图2-2汽车外部总体布置示意图2.2 T2：结构优化结构优化的任务就是根据第一原则，应用如图2-4所示的结构空间提出初始的汽车结构。
该汽车结构布置考虑了汽车外形样式（图2-3C），以及后面要考虑的零件和乘员布置（图2-3A）。
“FSV计划”设计出这种结构模型也考虑了以下几种可能承受的载荷：三种径向载荷（IIHS 40% ODB偏置前撞、NCAP前撞、FMVSS 301-70%OBD后撞），两种横向载荷（IIHS 侧撞、FMVSS 214柱撞），一种垂直载荷（FMVSS 216顶盖撞击，IIHS 4倍强度重量比），以及弯曲和扭转静态刚度。
结构优化是一种线性的静态分析，用等效静态载荷模拟那些动态的非线性的碰撞过程，其反作用于汽车质量惯性负荷，如图2-4A所示。
图2-4A中所示的对冲击载荷的线性近似，反作用惯性释放约束，表示了汽车部件的质量。
这种静态分析的方法不管施加的碰撞负荷和零件质量的作用负荷，允许负荷路径在可用的结构空间内。
“FSV计划”中先进的动力系统导致独特的质量分布问题，是该计划考虑的重要方面。
图2-3 FSV空气动力学性能及外观样式研究图2-4 结构优化结果有限元分析网格表示可用的结构设计空间，将不必要的结构去掉，在剩余的空间内结构存在（图2-4A），结构优化找出最佳的承载路径。
通过测量应变能确定结构件的作用，依据其作用大小来决定是否将该结构件去掉，当剩余结构最有效，不需要再去除结构。
汽车减重也是进行优化的目标。
基于以上分析，结构优化的目标为减重30%，20%和10%。
基于结构优化的结果（见图2-4B和C），形成了如图2-4D所示的CAD几何模型。
这个几何模型显示了“FSV计划”汽车设计的最初几何框架，并且为下一步的优化过程打下了基础。
通过更好的理解承载结构，其常导致非直观方案，不同的减重目标支持工程决断确定整车不同的结构。
这一方法将更深入的理解转为结构制造的最佳负载路径。
2.3 T3：低保真度3G的优化（几何形状，材料种类和规格）虽然结构优化可以为“FSV计划”中的汽车设计提供最初几何形状框架，但是它也具有一定的限制，比如对动态的撞击载荷只能进行近似的静态估算，并未考虑结构部件的材质的差异。
一般来说，最初汽车构件的材料选择是基于工程判断和相关人员的经验。
在T2阶段静态负载路径优化的基础上，T3阶段将承载路径的优化移到了动态设计领域（LS Dyna动态有限元程序）和运用多准则设计优化程序（HEEDS® Multidisciplinary Design Optimization Program）。
T3阶段也将对主要承载部件的几何横截面，材料及其规格进行低保真度优化，即LF3G设计优化。
LF3G设计优化的结果展示了在动态分析领域的结构件及其大概的材料种类及规格，横截面的几何形状，为进一步的确定制造工艺、不同部件的连接设计和局部的尺寸优化打下基础。
LF3G设计优化的效果如图2-5B所示。
图2-5A是T2阶段进行优化后的效果图，将图2-5A和B进行对比可以看出由静态设计到动态设计的效果差异。
从图2-5B可以看出，LF3G设计优化的几何形状仍然没有明确的表现出不同结构部件便于进行加工或装配的几何形状。
为了对LF3G设计优化的效果进行的补充，需要一个具有代表性车身结构作为参考。
图2-5 车身结构对比为了给LF3G优化设计对结构、材料种类及规格、几何尺寸优化提供一个符合要求的车身结构，采用了当前基本车身结构（图2-5）。
该基准车身结构包括了当前常见的制造工艺，连接设计，广泛采用了先进高强度钢，并且提供了车身结构重量、各子系统重量、零件数、制造成本预算和其它可供对比的设计过程。
