论轿车白车身轻量化的表征参量和评价方法

汽车轻量化评价方法研究摘要：现如今，我国的汽车行业发展迅速，探讨了汽车轻量化的理论基础，在此基础上分析了国内外提出的轻量化评价及评估方法，这些方法涉及轻量化前后的整车油耗变化、整车或者总成性能变化以及成本变化等因素。

阐述了各方法提出的背景和应用范畴，并在汽车燃料消耗的物理意义及逻辑的基础上，结合发动机燃烧效率、风阻、行驶阻力等，首次提出了轻量化乘用车整车质量设定指标函数的汽车轻量化评价方法。

提出了建立规范的、行业认可的评价系统的必要性，以推动节能减排以及行业技术进步。

关键词：汽车；轻量化；评价方法；整备质量；性能引言全球汽车行业燃油经济性和排放要求日益严格，高效动力系统、先进发动机、整车小型化和轻量化技术等在近年来得到广泛研究和应用。

轻量化技术的应用成为现代汽车发展的主要趋势之一。

针对汽车轻量化水平的合理、准确评判对于指导汽车设计、制定相关法规以及出台国家鼓励政策等具有重要意义。

白车身轻量化系数作为汽车轻量化的表征参量和评价指标，考虑了车身扭转刚度、车身大小、质量水平，对白车身材料的合理使用、结构优化设计有重要意义，发展成为汽车行业车身轻量化水平的重要评价方法。

式（1）中，m为车身结构质量；Ct为静态扭转刚度；A为轮边距与轴距乘积所得投影面积；L为车身轻量化系数。

马鸣图等学者考虑车辆其他重要性能，扩展了车身轻量化系数的适用范围，同时也尝试提出考虑性能的整车轻量化指标的表示方法[5，6]。

白车身轻量化系数只针对车身评价，而白车身仅占整车质量的1/4左右，对整车质量水平评价有限。

若用整车质量作为汽车轻量化评价指标，将会鼓励汽车小型化，忽略轻量化技术应用。

百千米油耗是更为合理的节能评价方法，但受到的影响因素甚多。

为避免车型大小对评价方法的影响，在评价指标中增加汽车大小的指标，用轮边距乘以轴距的投影面积来衡量车型大小。

同时，轻量化会引起安全、noise，vibrationandharshness（NVH）、舒适性以及操作稳定性等一系列问。

白车身质量审核评分标准1 评审方法车身质量评定分两步进行：※视觉检查评定表面状态和配合以及安装件的拼缝。

※车身表面的触摸检查要用触摸手套。

必要时用类似冲压质量审核的方法采用磨石拉磨：·拉磨用一块拉磨石（最小度数20×20×200mm）。

·有圆弧的地方和难以接触到的地方用相对较小的磨石拉磨（例如：10×10×100mm）。

·粒度的选择取决于表面状况（如粗糙度，镀锌）。

·拉磨基本上从长度方向进行，部分特殊的地方还补充横向的拉磨。

表面和配合分别评价，扣分值算在一起。

2 评定·包括底板的整个车身总成和每一个缺陷都要进行评定。

·车身表面必须消除A级和B级缺陷。

·车身被划分成3个缺陷区（1、2、3区）。

1区：车身表面防擦条以上，包括前盖、顶盖、后盖外表面部位。

2区：车身表面防擦条以下，以及前盖、后盖、四门、侧围内表面覆盖不住的部位。

3区：车身能够覆盖住的部位。

·A级表面缺陷不以区间所属关系加以评定；B级和C级表面缺陷以区间所属关系加以评定。

这种工作方法适用于所有的车身部件。

·A、B和C级配合缺陷不以区间所属关系加以评定。

·车身上表面范围（外表面），在成品车上是被其它部件覆盖着的，只要这个部件是能够明确定义的，就按区降低一级评定。

·车身上表面范围（内表面），在成品车上是被其它部件覆盖着的，只要这个部件是能够明确定义的，就可取消对这些范围的评定。

3 扣分规则：3.1按缺陷种类扣分同一个件上出现的各种不同类型缺陷都扣分。

3.2按件扣分z同一个件上，一种缺陷只扣一次。

对于同一个件上的同一种缺陷，应按每个缺陷扣分的规定，将其缺陷长度、面积累加起来扣分。

z不同责任单位造成的同种缺陷（不分区域）按两个缺陷扣分。

例如：前盖表面有两处划伤，分别为冲压和焊装所造成，则冲压和焊装各扣一次z如果某个延续性的缺陷（如：刨痕、划痕等）位于同一件上：同时位于1区及2区同时位于2区的一般部位及较显眼的部位例如：门装饰条上部及下部则对该缺陷只扣1次，就当该缺陷全部位于最严重的部位。

白车身轻量化技术与实践发表时间：2020-12-15T14:03:27.950Z 来源：《科学与技术》2020年22期作者：孙中尧田怡飞[导读] 近年来，我国的汽车行业有了飞速的发展，并逐渐朝着轻量化的方向发展孙中尧田怡飞长城汽车徐水分公司河北省保定市 072550摘要：近年来，我国的汽车行业有了飞速的发展，并逐渐朝着轻量化的方向发展。

轻量化作为有效的节能手段，车身轻量化技术已经成为汽车工业发展的重要研究课题之一。

文章主要根据国内车身轻量化发展现状，详细论述了轻量化车身的4种技术路线，并指出多种材料混合车身是车身轻量化的发展趋势。

关键词：汽车材料；轻量化；节能减排一、车身轻量化概念车身轻量化是指汽车在保证安全性、驾驶舒适性和抗震性等，且本身造价在可接受前提下，有目的地减轻汽车自身重量。

整车开发是性能、成本、重量三要素的平衡。

减重除成本外也受限于行业工艺水平的发展，因此随着行业的发展，轻量化在整车上持续不断地有所突破。

车身轻量化评价系统主要包含:车身性能、车身重量和车身成本，通过三方综合评价可对车身轻量化水平进行科学、客观的评估。

二、、车身轻量化技术策略（1）车身轻量化结构设计。

一种车型在市场上的定位基本决定了它应当具备的主要性能指标，因此合理设定性能参数和布置尺寸是轻量化设计的基础。

性能参数包括发动机的配置范围、安全级别、操控性能和噪声控制及耐久可靠性等。

在此基础上充分应用拓朴结构和多目标(MDO)优化的设计手段(如优化载荷路径、断面尺寸、接头结构、板厚和材料等)，同时考虑到现实的生产条件，开发可用于制造的轻量化车身结构，目前该技术还有待完善和深入应用。

（2）车身轻量化材料选用。

在构成汽车产品的各类零件中，钢铁材料占有的比例最高，一般为50%～60%。

采用高强度钢板以减少材料厚度，从而达到降低重量的目的。

近些年来，铝镁材料、高强度复合材料的应用也是汽车车身减重的发展方向。

（3）车身轻量化的制造工艺。

乘用车整车轻量化评价方法1 范围本标准规定了M1类乘用车的整车轻量化水平评价方法。

本标准适用于M1类同类型的传统燃油或纯电乘用车的整车轻量化评价，类似车型（如混合动力乘用车，电动物流车等）可参照执行。

对于单一车型之间的对比评价，推荐在相近尺寸级别和产品定位的车型间进行。

2 规范引用文件下列标准对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改（不包括勘误内容）或修订版均不适用于本标准，但鼓励根据本标准达成协议的各方研究使用这些文件最新版本的可能性。

GB/T 1.1-2010 标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码GB/T 3730.3-1992 汽车和挂车的术语和及其定义—车辆尺寸GB/T 18297-2001 汽车发动机性能试验方法GB/T 12673-1990 汽车主要尺寸测量方法GB/T 12674-1990 汽车质量(重量)参数测定方法GB/T 19596-2017 电动汽车术语GB/T 18386-2017 电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法GB/T 31486-2015 电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法GB/T 36980-2018 电动汽车能量消耗率限值3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

3.1 术语3.1.1 整备质量kerb mass本标准所定义的整备质量是指汽车的干质量加上冷却液和燃料（不少于油箱容量的90%）及备用车轮和随车附件的总质量，单位为kg。

3.1.2 电动汽车整备质量complete electric vehicle kerb mass电动汽车整车整备质量是指安装完所有标准零部件的电动汽车，包括车载储能装置等，单位为kg。

3.1.3 发动机最大功率maximum power of engine最大功率是指该车可以实现的最大动力输出，即发动机带全套车用附件(见GB/T 18297-2001第7章），在额定转速下、全负荷时所输出的校正有效功率（由于发动机搭载不同整车的控制策略不同，以搭载车型时的实际最大功率为准），单位为kW。

第19卷 第94期 交 通 节 能 与 环 保Vol.19 No.2 2023年04月 Transport Energy Conservation ＆ Environmental Protection April. 2023doi: 10.3969/j.issn.1673-6478.2023.02.006白车身轻量化设计流程方法研究尹 伟，黄 永（吉利汽车研究院（宁波）有限公司工程中心，浙江 宁波 315336）摘要：轻量化手段一般从三方面入手：材料轻量化、工艺轻量化、结构轻量化。

通常，新材料、新工艺都或多或少会带来成本的上浮，在产品售价已定的情况下，成本目标及控制是开发的核心指标。

为此，本文研究基于料厚组合优化的轻量化，通过对某车型开发过程中的白车身料厚组合优化的经验总结，来实现基于传统钣金结构和工艺，在不增加成本前提下的轻量化设计方法的研究和提炼。

关键词：轻量化系数；料厚优化；模态；刚度；试验对比 中图分类号：U462文献标识码：A文章编号：1673-6478（2023）02-0030-05Study on Thickness Combination Optimization Lightweight Design Method of a BIWYIN Wei, HUANG Yong(Geely Automobile Institute (Ningbo) Co., Ltd., Ningbo Zhejiang 315336, China)Abstract: Lightweight methods include three aspects: material lightweight, process lightweight, lightweight structure. In general, new material and new process will lead to cost rise, in the case of product price is fixed, cost goal is the core index. Therefore, the subject of this study is based on material thickness optimization of lightweight, new materials and technology is out of the discussion. This article summarizes the experience of the thickness combination optimization of white body in the development of a SUV to implement lightweight design method research and refining based on the traditional sheet metal structure and process, without any increase in cost.Key words: LWI; thickness combination optimization; mode; stiffness; test comparison0 引言随着国民收入的提高及汽车售价的降低，汽车逐渐走入平常百姓家庭，巨大的汽车保有量和增长率带来的环境污染和能源安全问题将更加突出，并逐渐成了社会所面临的主要问题。

基于多目标优化的白车身结构轻量化设计作者：王康曹永晟贺启才赵国栋来源：《时代汽车》2023年第22期摘要：白車身轻量化研究有利于提高整车性能和减少研发成本，首先建立了某乘用车白车身的有限元模型，接着根据仿真模型分别计算出与NVH、静刚度及正面碰撞安全性能相关的参数，模型各项指标均满足要求。

其次，依据综合灵敏度分析思路筛出与碰撞安全无关的设计变量，并且参照能量吸收曲线图选出正面碰撞安全板件的设计变量。

针对白车身非碰撞安全相关板件的轻量化设计，根据试验设计方法设计出样本点，对比各类近似模型的精度，采用了椭圆基近似模型，将白车身质量最小、低阶模态最大作为设计目标，把白车身的静态扭转刚度以及静态弯曲刚度作为设计的约束条件，并采用遗传算法对非碰撞安全板件进行多目标优化。

针对白车身正面碰撞安全相关板件的轻量化设计，根据试验设计方法设计出样本点，对比各种近似模型的精度，采用了响应面模型，将白车身质量最小、乘员舱加速度峰值最小作为设计目标，将一阶弯曲和一阶扭转模态频率、静态弯曲扭转刚度作为设计的约束条件，并采用遗传算法对碰撞安全板件进行多目标优化。

最后，对轻量化前后的性能参数进行比较分析，实现了白车身质量降低13.4kg，降幅3.32%，轻量化系数减小了1，不仅保证了静态弯曲刚度和扭转刚度、白车身的模态频率各项指标基本不变，并且提高了白车身正面碰撞性能。

结果表明基于多目标优化的白车身结构轻量化设计的减重效果较好，对车身的轻量化设计具有一定的参考意义与指导价值。

关键词：白车身灵敏度分析试验设计近似模型多目标优化轻量化1 引言随着新时代的发展，世界汽车保有量不断增加，国家对汽车的安全性能和排放指标也越来越严格。

车辆正朝着安全舒适、持续发展、电动智能的方向发展，白车身轻量化可以对汽车工业所遇到的绿色环保、主被动安全性和能耗等问题的解决有所帮助，白车身是集汽车造型以及性能为一体的关键子系统，汽车轻量化方案的选择中，白车身结构的轻量化备受学术研究者与各大车企的关注。

汽车白车身焊接质量控制及常用检测与评价方法许德富摘要：当今时代，随着人们生活水平的提高，私家车数量与日俱增，已经成为重要的代步工具。

同时，对汽车质量提出了非常高的要求，在确保汽车行业健康发展的同时，也提出了严峻的挑战。

从白车身试制角度分析可以发现，其焊接质量的好坏，将会直接决定汽车的整体质量和性能，因此需要对汽车的焊接工作给予重视。

关键词：汽车白车身；焊接质量控制；常用检测；评价方法引言车身壳体是一个复杂的结构件，也是一个典型的焊接结构件。

例如厦门金龙汽车车身有限公司生产的轻型海狮面包车车身，是由数百个冲压件、凸焊螺母、凸焊螺栓等，经点焊、凸焊、CO2气体保护焊等工艺连接而成。

焊接质量的好坏不仅关系到车身整车的美观还直接影响整个车身质量，甚至会危及到人身安全；因此，必须对车身焊接质量进行严格的管控。

焊接质量管理必须以降低生产成本、保证质量达到产品的技术要求为目的，以提高商品价值为主而达到良好的外观质量。

1白车身焊接的影响因素1.1焊接工艺焊接工艺主要包括焊接工位排布和上料顺序排布、工位内的焊点顺序、焊接参数（包含电阻点焊和紧固件焊接）以及焊接质量检查标准四个方面。

首先试制阶段的特殊性决定了白车身焊接的工装集成度高，在确保各定位符合GD&T要求的基础上，合理安排零件的上料和焊接顺序对完成后的尺寸有至关重要的作用；其次需保证在工位内多个焊点的焊接顺序和合理，降低焊接过程中出现的累积误差以及确保定位焊点在工装上的有效焊接，从而保证尺寸的稳定性，再次需保证在焊枪可达的前提下，不同的料厚组合需要采用相对应的焊接参数（包括焊接压力、焊接电流、焊接时间等），从而确保每个焊点的焊接质量，为后续的车身强度验证提供准备有效的数据支持；最后则是要开发有效的检测标准，针对不同焊点开发破坏性检查和非破坏性检查的标准，为完成后的白车身检查提供有效依据。

试制阶段在考虑以上因素的前提下，还要尽量采用简易、合理、经济的焊接方式、焊点布置以及检测标准。

白车身多学科轻量化优化设计应用面对日益短缺的能源状况和日益恶化的环境状况，无论在传统的内燃机汽车还是新能源汽车领域，轻量化设计都已成为汽车业关注的焦点。

轻量化技术必将成为汽车公司的核心竞争力之一。

目前轻量化设计的主要方法有以下3种：结构轻量化，即采用优化设计方法对车身的拓扑结构、形状尺寸与厚度进行优化设计，实现轻量化；工艺轻量化，即采用特殊的加工工艺方法，如激光拼焊板、柔性轧制差厚板、液压成型技术等；材料轻量化，采用高强度钢板、轻金属材料（如铝、镁）、非金属材料（高强度塑料、碳纤维复合材料等）。

标签：白车身；轻量化；优化设计1、白车身轻量化研究白车身结构轻量化能够达到理想状态，需要做到以下几点：1.1在早期的设计阶段就确定可行的轻量化方案。

通过运用虚拟分析与优化技术掌握各设计参数对各性能和重量的影响规律，做到重量和性能的平衡，不要到车辆开发的后期才考虑减重，这样减重效果并不明显。

目前国内的研究大多集中在车辆研发后期或者小改型设计，仅针对现有车型车身钣金件进行材料强度和厚度的减重优化设计，并没有涉及到车身骨架的开发，鲜有前期就引入结构轻量化的研究。

1.2车身轻量化优化设计需要考虑车身各项性能，是一个多学科的集成优化设计过程，应找到系统整体的最优解。

目前国内轻量化优化设计工况多为单学科，优化后再针对其他学科工况进行验算和结果修正，并没有直接进行多学科的集成优化。

1.3车身各零件的拓扑关系、截面尺寸、位置、材料强度与厚度共同影响着车身各项性能。

目前国内汽车企业主要集中对零件材料强度和厚度进行减重优化，没有综合考虑零件的拓扑关系、截面尺寸等导致轻量化设计的潜能没有完全发挥出来。

本文在车辆早期开发阶段，建立了整车参数化白车身模型。

共定义了60多个设计变量，包括车身关键零件的形状、位置、尺寸、材料与厚度。

根据整车布置空间与工程师经验，确立了设计变量的有效变化范围。

采用试验设计方法产生计算样本点，经仿真计算后汇总结果建立优化近似模型，通过多学科的集成优化，找到满足不同学科不同工况条件下的最轻白车身。