新能源汽车轻量化设计技术研究

汽车轻量化设计研究

企业产业发展的主要方向就是汽车轻量化，也是一个汽车厂商是否拥有先进技术的主要标志。我国汽车制造业很早已经把轻量化作为发展课题，如今面对逐渐提高的环保要求以及不断上涨的原材料价格，积极发展汽车灯具轻量化已经显得至关重要。文章主要分析了汽车轻量化设计的现状和意义，汽车灯具轻量化设计应用，汽车轻量化技术的应用前景。

标签：汽车轻量化；设计；发展

1 汽车轻量化设计的现状和意义

在世界经济领域与人们现实生活中企业的地位毋庸置疑，其发展的重要方向是舒适、安全、低成本、节能和智能化等，随着不断提高的社会文明程度以及日益紧张的不可再生资源，最大程度降低材料用量以及控制尾气污染，这些都是汽车行业需要面对的挑战。相关资料表示，每次减少10%的汽车质量，可以节省6-8%的油耗。世界主要汽车生产国都在严格执行排放标准。我国北京也把汽车尾气排放强制执行欧洲三级标准。

控制节省车体质量，也就是轻量化设计这一主要问题，不仅可以减少材料消耗，还可以降低排放尾气量，这已经成为全球汽车行业的共识，已经得到了巨大的成绩。同时加入WTO以后，对轻量化设计的大量应用，提高了我国汽车综合水平，成功接轨于世界标准，对于提升我国汽车行业国际竞争起到重要作用。

2 汽车灯具轻量化设计应用

2.1 替代材料

20世纪80年代，由于能源危机造成的影响，日本提出了汽车轻量化设计，设计出对能耗与原材料有效节省的新车型。汽车灯具选择注塑材料制作，提出了与灯具大型注塑件相适合的制造技术，有效节省了手工操作所需的成本，进一步提升了企业灯具轻量化设计水平。车灯具体能够划分为前照灯、后车灯、转向灯、雾灯等。PC由于具有较强的抗冲击能力要相当于250倍的无机玻璃，相当于30倍的聚甲基丙烯酸甲酯板材，最早代替剥离在前灯外罩中应用，由于利用PC制作外罩，造成灯体利用改性聚丙烯，灯罩与灯体一般利用粘胶粘接式进行装配。此外，车灯造型中装饰功能是主要部分，PC拥有极好的光学与着色性能，可以制作车内装饰条对车灯进行点缀和装饰。一般利用透明有色的PC制作装饰条，可以选择辅助喷底漆突出其颜色，也可以同构镀铝方式对金属色积极改变和装饰；装饰圈通常利用镀铝方式改变金属色在照明灯外实施包嵌；灯具中反射镜是主要的零部件，从前都是利用压铸件镀铝进行制作，目前全部应用PC注塑镀铝，降低了质量，也对工艺进行了简化。灯具中一般是没有办法改变灯泡的发光颜色的，而指示灯全部是发出颜色的灯光，因此，利用内配光镜的颜色对整灯光颜色进行调整，通常有色透明PC的颜色包括红、黄、绿和蓝。

新能源汽车结构轻量化设计

摘要：随着社会经济的发展，新能源汽车的生产技术水平不断提高，质量越来越轻，正朝着节能低碳的方向发展。对比过去的新能源汽我们发现，对于汽车的质量相比于过去人们有着更高的要求。因此，这就使得新能源汽车制造生产企业为满足顾客的要求为前提，结合当前的科学生产技术，开发创新型生产技术，利用高端的电子设备、仪器和材料，满足汽车的轻量化设计的要求，产生越来越多的经济效益。本文分析探讨了新能源汽车结构轻量化设计，根据实际情况提出一些建设性的意见和方法。

关键字：新能源汽车；结构轻量化；设计

0 引言

随着我国科学技术的不断的发展，人类的生活环境也越来越糟糕，为了减轻环境的压力，减少造成的污染。越来越多的新能源厂商致力于开发节约型、环境友好型新能源汽车。目前，就各个国家汽车制造商的的生产经营状况来说，更多的企业选择提出了符合本企业持续发展的理念和想法，而汽车自重的问题，限制了新能源汽车的行发展，难以实现行驶里程突破性的发展。因此，对于新能源汽车的生产制造商而言，进行轻量化设计是其所面对的最本质的问题。

1 新能源汽车身轻量化的原因

当前，汽车制造业发展迅速的。生产汽车的技术水平也越来越高。与此同时，各个国家就汽车能耗而言，也提出了相应的规范标准。在高新技术的不断发展的同时，汽车的轻量化设计是汽车制造商用以降低能耗的首选目标[1]，同时也是保证汽车耐久性和动力性的前提。在轻量化设计时，往往要求设计师根据实际情况，选择整体化的优化设计方案，以满足设计目标的要求，创造更多的经济效益和社会效益。

2 新能源汽车车身轻量化设计方法分析

目前来说新能源汽车轻量化技术主要分为三种。首先是针对设计的，轻量化设计要求设计师对汽车的尺寸和外观进行优化，从尺寸和外观上最大限度的降低汽车的重量。其次是材料的轻量化，轻量化材料多种多样，主流的轻量化材料有各种合金材料例如镁、铝合金等，还包括高强度合金钢以复合材料，如碳纤维复合材料。最后是制造工艺的轻量化，例如采用先进的工艺方法如激光焊接等先进的连接工艺和液压成形技术。

车辆与动力工程南方农机2016.1299

新能源汽车车身轻量化设计方法研究

安治文1 ，周明涛2

（1.广东科技学院，广东 东莞 523083；2.芜湖佳景科技有限公司，安徽 芜湖 241002）摘 要：车身是新能源汽车直观的外在表现形式，同时也是汽车设计中占重要地位的研究对象。在新能源汽车中，车身的质量约占整车总重量的35%左右，因此通过设计使车身轻量化,可以提高车辆的动力性和经济性。本文通过对车身材料方面进行选择及设计，以此来达到轻量化的目的。关键词：新能源汽车；车身；轻量化中图分类号：U462.2 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2016）12-099-02

随着环境的逐渐恶化，新能源汽车正逐步成为汽车

领域的前沿方向和发展热点。各国汽车企业在新能源汽

车的设计研发中提出了各自不同的方案和主张。然而由

于车身过重的原因，导致了新能源汽车特别是纯电动汽

车在续航里程和动力性方面不尽如意。因此考虑和解决

车身轻量化问题成为了新能源汽车设计的重中之重。

1 新能源汽车车身轻量化设计的材料选择

1.1 高强度钢是占主导地位的轻量化材料

尽管轻金属材料、塑料、复合材料等近年来在汽车

上的应用不断扩大，但高强度钢以其在成本、安全、

制造工艺等方面的优势，依然是首选的轻量化材料。

以某自主品牌车身为例，其车身冲压件高强度钢的应

用比例为46.5%，车体（不含四门两盖）高强度钢的

应用比例为43%，主要使用了如下高强度钢：180BH、

220BH、P180、P230、ST280、340LA、590R、TRIP600、

TRIP800、590Y 、780Y 、SS400、SAPH440、980Y（进口）等。

目前各种材料在汽车制造中的百分比。钢铁材料约占汽

车重量的60%。但是，高强度钢应用的技术难点在于成

形技术。高强度钢成形的主要问题是与范性应变相关的

缩颈与开裂问题，控制要点是使零件的应变程度低于临

界应变[1]。而目前高强度钢成形的主要问题，则是与弹

新能源汽车设计与制造技术研究

一、引言

新能源汽车被认为是未来汽车发展的方向，新的动力技术和设计理念使其在油价高涨、环境保护意识强烈的背景下获得了广泛的发展空间。随着汽车市场对新能源汽车需求的增加，新能源汽车的设计和制造技术日益成熟起来。

二、新能源汽车设计技术研究

（一） 动力系统设计

动力系统是新能源汽车的核心技术之一，它对车辆性能和经济性具有重要影响。电池、电机和控制系统构成了新能源汽车的主要动力部分。设计一个优秀的动力系统需要考虑以下因素：

1、电池的优化设计

电池是新能源汽车的动力来源，设计电池时需要考虑它的续航能力、安全性、承受高压、低温等多种因素。因此，电池的类型、电芯的数量和电池模块、电池温度管理系统等都需要优化设计。

2、电机的选择和设计

电机是将电能转化为机械能的核心部件，电机的选择和设计直接关系到车辆性能和舒适性。设计时需要考虑电机大小、重量、功率、效率等多方面因素。 3、控制系统的设计

控制系统是新能源汽车动力系统的大脑，它能够控制电池、电机、转向器等各种组件，使之正常工作。控制系统设计要考虑控制算法、传感器、故障处理等多方面问题。

（二）车身设计

车身是新能源汽车设计中最重要的部件之一，它与新能源汽车的性能和舒适性息息相关。设计一个优秀的车身需要注意以下几点：

1、重量优化

新能源汽车的电池重量较大，因此要优化车身结构，减少非必要重量；同时，采用轻量化材料，如碳纤维、铝合金等，以提高能源利用效率。

2、空气动力学优化

空气动力学是汽车设计中十分重要的因素，新能源汽车车身的空气动力学设计要考虑减小空气阻力，改善车辆高速行驶时的平衡性和稳定性。

3、人机工程学设计

人机工程学设计要考虑车辆的舒适性、便捷性以及安全性，设计要符合人体工程学原理，使其更易于进出、操作和控制。 （三）设计技术的应用

1、虚拟产品开发技术

虚拟产品开发技术是新能源汽车设计的重要工具，采用CAD（计算机辅助设计）和CAE（计算机辅助工程）技术能够提高设计效率、降低开发成本、提高设计质量。