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NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车基于框架式全铝车身电动汽车后排女性假人防下潜的研究姚双庆 曾春杰 梁展 周甘华奇瑞新能源汽车工程研究院 安徽省芜湖市 241009摘 要： 随着车身轻量化的需求，车身结构在选材方面突破了传统车身，随着铝型材车身应用越来越广泛，为了满足铝型材车身在性能上符合后排女性乘员下潜的要求，控制后排女性乘员下潜现象的发生，避免设计验证阶段出现重复设计，减少重复性方案性验证。
根据传统车身结构，结合某车型铝型材车身特有结构，对安全带布置和锁扣选用等方面试验验证数据表明，安全带固定点布置和锁扣的选用对防下潜性能影响大。
并针对某铝型材车型试验数据和整改方案，提出了一些可供参考的结构选用和优化方案建议，为后续类似结构设计提供一些参考。
关键词：汽车安全 铝型材车身 后排女性乘员 下潜机理 概念设计 解决方案1 引言新能源电动汽车车身轻量化要求车身骨架在保证汽车强度和安全性能的前提下尽可能地降低汽车的整体质量，从而提高汽车的动力性，减少能量消耗，铝型材结构车身因质量较轻、焊接性能较好逐渐应用到新能源汽车中。
国内主流的主机厂在新能源电动车的全铝车身结构设计方面主要有两种，高强度航空全铝车身，框架式结构全铝车身，前者因材料，维修成本高昂，工艺复杂不能广泛推广，而框架式全铝车身在工艺便利好，成本适中等优势则体现出来。
为了满足CNCAP后排女性乘员的碰撞要求，针对后排5%女性假人防下潜评价，各主机厂目前都有成熟的应对结构方案，但是此方案都是针对于传统车身，框架式铝型材车身因其本身结构的特殊性以及电池选用，导致安全带固定点的布置受限，以及后排固定式坐垫结构匹配传统车身的防下潜方案应用在铝型材车身中存在一定的结构上和布置上问题。
此文主要针对某铝型材框架式结构车身CNCAP试验阶段出现的下潜问题进行整改，并对整改的方案进行总结，为后期遇到类似车身结构，为后期类似结构针对后排女性假人防下潜提供参考设计方案。
论述全铝车身的优点及存在的问题下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计时代汽车 汽车结构的轻量化设计措施分析贾朝贝郑州科技学院 河南省郑州市 450000摘 要： 汽车工业要发展，在目前必须要满足环保要求，汽车轻量化设计可实现节能减排，但轻量化设计不是单纯减重，而是要保证安全性能的前提下去减重，因而如何进行轻量化设计值得探索，本文中重点对此进行了分析讨论，探析了目前市面上主流的轻量化设计方法措施，仅供参考。
关键词：汽车 轻量化设计 方法措施轻量化在当前汽车设计制造产业当中是一个比较主流的方向，与新能源车具有相当的地位，在传统发动机技术发展陷入瓶颈，新能源汽车受限于电池的情况下，轻量化成为了一种非常关键的解决手段，通过轻量化来实现节能减排。
但汽车轻量化，不是单纯减轻汽车的重量，而是在减轻重量的同时提升性能，因此分析讨论如何去进行轻量化设计，具有非常典型的价值意义。
1 轻量化设计概述1.1 轻量化产生背景轻量化设计是目前国内外汽车设计制造技术中的主要发展方向之一，与环保和安全具有同等地位，随着人们环保意识增强，汽车工业要发展，必须要走可持续发展道路，而可持续发展显然必须要实现节约资源、减少消耗，对于汽车工业而言，要达到相关要求，已经得到公认的路径包括提高发动机效率、新能源和轻量化。
汽车的节能环保通常情况下是降低油耗或提高燃油效率，降低或者清洁排放尾气。
在提高发动机效率方面，由于传统发动机不管是柴油机还是汽油机，实际上都已经达到了一个相当高的水准，现阶段主要是通过对发动机进行微量调整并利用汽车电子技术来提高发动机的效率，但效果并不是很理想，仅仅只能说达标。
而新能源汽车在环保上的效果最佳，但是问题在于由于电池的限制，新能源车的发展还需要走很长的一段路，而轻量化技术，在保证汽车安全性的基础上去降低汽车的自重来实现能耗的下降，它可以作为提高发动机能效，甚至是新能源车能效的一种基础技术手段，在当前发动机技术、新能源车技术尚未出现巨大突破之前，轻量化将是节能减排的主流技术手段。
江苏大学硕士学位论文车身结构分析及轻量化优化设计姓名：孙军申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：朱茂桃;陈上华20040601江苏大学工程硕士学位论文图２．３计算对象的实物照片２．２．１模型的简化以某军车作为研究对象，其外形如图２．３所示。
该车是—种采用焊接、铆接以及螺栓连接等方式建立起来的空间板壳结构。
在建立有限元模型前，用Ｐｒｏ／Ｅ建立军车的初步实体模型。
参考文献及以前的工作经验，确定模型的简化原则如下；①略去功能件和非承载构件嗍。
②将连接部位作用很小的圆弧过渡简化为直角过渡。
③在不影响整体结构的前提下，对截面形状作一定的简化。
④对于一些结构上的孔、台肩、凹槽、翻边在截面形状特性等效的基础上尽量简化，对截面特性影响不大的特征予以忽略。
【１１１【１２１［１３】⑤对于车身各大片间的连接部位，采用耦合约束。
按照简化原则，运用Ｐｒｏ／Ｅ得到整车实体模型，将其输出为ＩＧＥＳ文件，运用ＡＮＳＹＳ输入命令，转换为ＤＢ文件。
所建立整车实体简化模型如图２Ａ所示：８江苏大学工程硕士学位论文图２．４研究对象实体模型２．２．２模型离散化图２．５整车离散化模型２．２．３整车模型工况选取和边界条件的处理２．２．３．１模型工况的选取及约束处理汽车车身通过前、后桥支撑在地面上，地面的反作用力通过悬架传给车体。
车身骨架与车架刚性相连，而车架通过悬架系统与车桥相连。
因此不同的悬架系统对车架以及车身骨架的强度和刚度的影响较大。
若忽略悬架的约束作用，采用简单的两点支承方式，显然不符合实际情况：同时，若不考虑悬架的结构形式如何，仅用螺旋弹簧来模拟钢板弹簧悬架，也与实际结构不符，因为钢板弹簧除了作为弹性元件外，还起到导向作用，因此在各个方向上均９江苏大学工程硕士学位论文３．２整车有限元计算结果分析㈣嘲嘲１圈嘲剀嘲３．２．１整车强度分析１．弯曲工况下的强度分析在满载，弯曲工况下，得到整车的应力分布，从应力分布彩图中可以知道，车身骨架以及车身蒙皮上的应力都比较小，最大应力为６０．ＩＭＰａ，位于钢板弹簧后吊耳与车架相连接的位置。
基于轻量化设计的新能源汽车车身设计目录1. 内容综述 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究意义 (3)1.3 研究目的 (4)1.4 研究方法 (6)1.5 论文结构 (6)2. 新能源汽车概述 (8)2.1 新能源汽车定义 (9)2.2 新能源汽车分类 (10)2.3 新能源汽车市场现状及发展趋势 (11)3. 轻量化设计理论基础 (12)3.1 轻量化设计概念 (13)3.2 轻量化设计原则 (15)3.3 轻量化设计方案 (16)4. 新能源汽车车身轻量化设计方案 (17)4.1 车身结构优化设计 (18)4.2 材料选用与连接技术 (19)4.3 制造工艺优化 (20)5. 新能源汽车车身轻量化设计案例分析 (21)5.1 案例一 (22)5.2 案例二 (23)6. 新能源汽车车身轻量化设计评价与展望 (25)6.1 车身轻量化设计效果评价方法 (26)6.2 新能源汽车车身轻量化设计的发展趋势 (28)6.3 新能源汽车车身轻量化设计的挑战与对策 (29)7. 结论与建议 (30)7.1 主要研究成果总结 (31)7.2 建议与展望 (32)1. 内容综述随着全球环境问题日益严重，新能源汽车作为一种绿色、环保的交通工具，越来越受到各国政府和汽车制造商的重视。
在新能源汽车的发展过程中，车身设计作为影响车辆性能、安全性、舒适性和美观性的关键因素，其轻量化设计显得尤为重要。
本文旨在通过对新能源汽车车身设计的现状分析，探讨轻量化设计在新能源汽车车身设计中的应用，以期为新能源汽车车身设计提供有益的参考。
本文将对新能源汽车车身轻量化设计的概念进行阐述，明确轻量化设计的目标和意义。
本文将对新能源汽车车身轻量化设计的关键技术进行分析，包括材料选择、结构优化、制造工艺等方面。
结合实际案例，对新能源汽车车身轻量化设计的最新进展进行介绍。
本文将对新能源汽车车身轻量化设计的发展趋势进行展望，为未来新能源汽车车身设计提供指导。
Value Engineering0引言随着快速增长的汽车保有量，一方面，汽车作为方便、快捷的交通工具改善了人们的生活和工作方式；另一方面，却加剧了能源消耗，带来尾气、噪声等环境污染以及交通安全危害。
汽车产业面临着节能、安全和环保的巨大压力。
针对上述问题，解决的重要途径是在对动力系统进行改进的同时积极开发和寻找替代能源及相关技术。
但受技术难度、开发周期和市场份额等问题制约，仅靠这一途径很难满足国家和市场的要求；另一个重要途径是整车轻量化。
有关研究数据表明，若车桥、变速器等机构的传动效率提高10%，燃油效率可提高7%；若汽车整车质量降低10%，燃油效率可提高6%～8%[1，2]。
车身占整个汽车制造成本60%，占汽车总重量的30~40%，空载情况下，70%的油耗将用于车身质量上[3]。
图1展现了日本统计的乘用车自重与油耗之间关系。
显而易见，当车辆的自重从1500kg 下降到1000kg 时，每升燃油平均行驶的里程由10km 上升到17.5km ，即每减重100kg ，每升油可多行驶1.5km ，也就是说在此区间内，燃油的经济性提高了5.7％－10％。
1车身结构轻量化设计的研究内容和方法车身结构轻量化设计研究，主要从三个方面进行：一是结构优化或创新，改进车身结构，使零部件薄壁化、中空化、小型化和复合化[6]，采用CAD/CAE/CAM/CAPP 数字化设计和制造技术提高零部件开发质量；二是采用先进的车身制造工艺，如激光拼焊、中高温成形、滚压或液压成形等；三是采用轻质高强度材料[7]。
宝马汽车轻量化设计方案就是综合运用各种技术在保证汽车性能前提下，最大限度的减轻汽车重量，如图2所示。
2轻量化材料在汽车结构轻量化中的应用2.1高强度钢板高强度钢板材料在强度、塑性、抗冲击能力、回收使用及低成本方面具有综合优势。
高强度钢板的明显优点是在车身结构设计上采用更薄的钢板，并获得相同的强度，在钢板厚度分别减小0.05、0.10和0.15mm 时可以使车身分别减重6%、12%和18%[8]。
架构开发概念方案1车身材料选型1.1传统材料车身特点钢铁是汽车工业的传统材料，而车身应用在车身的钢板主要有冷轧钢板和热轧钢板，由于冷轧钢板表面质量高，多用于车身外覆盖件，热轧钢板多用于要求一定强度且对表面要求不高的车身零件。
根据车身钢板的特点又分为普通低碳钢和特殊钢板，其中车身生产中，特别是冲压生产中，使用得最多的是普通低碳钢板，而特殊钢板是随着汽车车身轻量化的要求而逐步研制和应用的，主要钢板有高强度钢板、涂层钢板及焊接钢板等。
传统材料车身特点：⑴优点：在强度、延展性、抗冲击能力、再循环使用以及成本等方面都有综合优越;⑵缺点：材料表面易夹杂，易氧化，切断面易有气孔和夹层，生产过程中焊接时焊点较多，冲压不易一次成型，而且普通钢材质量较重，对能源消耗大等不足。
1.2铝合金材料车身特点在车身制造上采用轻质材料是车身轻量化的主流，而且针对规模化生产的需要，已经有多种轻质材料应用于车身制造工业。
而目前汽车制造的一个趋势是使用铝等材料制造车身中大的覆盖件板件,来减少车辆自重,例如发动机罩,车顶,车门板等车身零部件。
在全铝合金车身中，①板类零件采用铝合金材质，板材冲压加工工艺，MIG焊或铆接连接方式；②梁类零件为铝合金材质，型材拉弯加工工艺，MIG焊或铆接连接方式；③局部加强件采用高强钢，冲压加工工艺，铆接连接方式。
铝合金车身特点：⑴铝合金质轻、耐腐蚀、表面美观。
⑵铝合金循环利用率高，再循环的成本很低。
⑶铝有良好的刚性，一定厚度的板材应用在车身上,可以制造整车和部分板件。
⑷铝材的一致性要比钢材好,它能够很好的加工成形,通过冲压或挤压,消耗比较低的能量花费。
⑸由于铝合金所具有的独特的物理化学性能，在焊接过程中会产生一系列的困难和特点。
在对铝材进行焊接操作时,必须要考虑它的特殊的性能。
⑹铝合金板材的局部拉延性不好，容易产生裂纹。
⑺加工尺寸精度不好掌握。
⑻材质较软，易在零件存放和搬运过程中表面造成损伤。
⑼修复困难，从而导致成本较高。
车用材料的轻量化设计与应用在当今的汽车工业中，轻量化设计已成为一项至关重要的发展趋势。
随着环保要求的日益严格以及消费者对燃油经济性和性能的更高期望，车用材料的轻量化成为了汽车制造商们竞相追逐的目标。
本文将深入探讨车用材料轻量化设计的重要性、常用的轻量化材料以及它们的应用。
一、车用材料轻量化设计的重要性1、燃油经济性的提升汽车的重量直接影响其燃油消耗。
较轻的车身意味着发动机需要更少的能量来推动车辆前进，从而显著提高燃油效率。
据研究，车辆每减重 10%，燃油经济性可提高 6%至 8%。
这对于降低车主的使用成本和减少对环境的污染都具有重要意义。
2、性能的优化轻量化设计不仅有助于提高燃油经济性，还能改善车辆的加速、制动和操控性能。
较轻的车身能够减少惯性，使车辆在加速时更加敏捷，制动时更容易停下来，同时在弯道中也能更灵活地转向，为驾驶者带来更出色的驾驶体验。
3、降低排放随着全球对环境保护的关注度不断提高，汽车尾气排放成为了一个重要的问题。
轻量化设计可以减少车辆的燃油消耗，从而降低二氧化碳等有害气体的排放，有助于缓解气候变化和改善空气质量。
二、常用的轻量化材料1、铝合金铝合金是目前汽车轻量化中应用最为广泛的材料之一。
它具有良好的强度和耐腐蚀性，密度约为钢的三分之一。
铝合金常用于制造汽车的车身结构件，如车架、车门、引擎盖等，能够有效减轻车身重量。
2、镁合金镁合金是一种比铝合金更轻的金属材料，密度仅为钢的四分之一。
然而，由于其成本较高且加工难度较大，目前在汽车上的应用相对较少。
但在一些高端车型和高性能汽车中，镁合金被用于制造座椅框架、仪表盘支架等部件，以实现更极致的轻量化效果。
3、高强度钢高强度钢通过特殊的加工工艺和化学成分调整，在保持较高强度的同时减轻了重量。
与传统钢材相比，高强度钢能够在不增加厚度的情况下提供更好的结构强度，从而在保证安全的前提下实现车身轻量化。
4、碳纤维复合材料碳纤维复合材料具有极高的强度和极低的密度，是一种理想的轻量化材料。
无碳小车型设计方案无碳小车型设计方案随着环保意识的不断增强，低碳环保已成为现代社会的一个重要趋势。
汽车作为人们日常生活中不可或缺的交通工具，其碳排放一直是环保问题的热点之一。
因此，设计一种无碳小车型，成为当代社会亟待解决的问题。
1.设计方案本设计方案的无碳小车型，主要特点是使用太阳能充电，具有零排放、低噪音、节能环保等特点。
其主要结构由车身、底盘、动力系统和控制系统四部分组合构成。
1.1 车身设计无碳小车采用轻量化车身结构，采用纤维复合材料制作，同时采用非常规的车身设计，使车辆在运动中可以最大限度地降低气动阻力，并且在车辆停车时可以更好地利用太阳能电池板进行充电。
1.2 底盘设计车辆底盘采用铝合金结构，以减轻车辆整体重量。
同时，车辆底盘也要具备良好的稳定性和强度，以保障整车的运行安全。
在设计中还要充分考虑悬挂系统和制动系统的设计，保证车辆在高速行驶、行驶过程中的平稳性和安全性。
1.3 动力系统设计车辆使用太阳能电池板为主要动力源。
使用最新的环保电池，进行技术创新和优化升级，做到电池匹配合理，能够最大限度延长车辆的使用寿命和续航里程。
1.4 控制系统设计车辆采用先进的控制系统，实现动力系统的电力调度，同时实现对车辆动力的精确调整和管理，通过车载气压传感器、温度传感器等进行实时监控，保证车辆在各种工作状态下高效、稳定、安全地运行。
同时在车载系统中配备智能导航系统、语音控制系统等，方便驾驶者使用。
2.实施方案建立一个以太阳能充电为主要能源的无碳小车型生产工厂，采用纳米技术、智能化技术、智能制造技术以及信息技术等现代先进技术手段，同时采用ISO9000质量管理体系和ISO14000环境管理体系，制定严格的标准和流程控制，以保证车辆质量和安全性。
其中，生产工厂将建立一个以能源开发、生产、运输、存储、销售及售后服务为一体的动力系统实验室，以保障太阳能动力系统的稳定性和可靠性，为市场提供优质的产品和服务。
另外，在无碳小车型的使用过程中，需要建立完善的充电站网络，通过互联网与车辆控制系统进行连接，实现自动化充电，方便车主使用。
汽车行业轻量化设计方案第一章概述 (2)1.1 轻量化设计背景 (2)1.2 轻量化设计目标 (2)第二章轻量化设计原则 (2)2.1 材料选择原则 (2)2.2 结构优化原则 (3)2.3 制造成本控制 (3)第三章车身结构轻量化设计 (4)3.1 车身结构分析 (4)3.2 车身材料选择 (4)3.3 车身结构优化 (4)第四章动力系统轻量化设计 (5)4.1 动力系统部件分析 (5)4.2 动力系统材料选择 (5)4.3 动力系统结构优化 (6)第五章底盘轻量化设计 (6)5.1 底盘结构分析 (6)5.2 底盘材料选择 (7)5.3 底盘结构优化 (7)第六章悬挂系统轻量化设计 (7)6.1 悬挂系统结构分析 (7)6.2 悬挂系统材料选择 (8)6.3 悬挂系统结构优化 (8)第七章轮胎及轮毂轻量化设计 (8)7.1 轮胎及轮毂结构分析 (8)7.2 轮胎及轮毂材料选择 (9)7.3 轮胎及轮毂结构优化 (9)第八章附件轻量化设计 (10)8.1 附件分类及功能分析 (10)8.2 附件材料选择 (10)8.3 附件结构优化 (10)第九章轻量化设计验证与试验 (11)9.1 轻量化设计验证方法 (11)9.2 轻量化设计试验流程 (11)9.3 轻量化设计试验数据分析 (12)第十章轻量化设计实施与推广 (12)10.1 轻量化设计实施策略 (12)10.2 轻量化设计推广措施 (13)10.3 轻量化设计成本效益分析 (13)第一章概述1.1 轻量化设计背景全球能源危机和环境问题日益严重，汽车行业正面临着前所未有的挑战。
为了应对这些挑战，汽车制造商不断寻求创新技术，以降低能耗、减少排放和提高燃油效率。
轻量化设计作为一种有效的节能降耗手段，逐渐成为汽车行业关注的焦点。
汽车轻量化设计是指在不影响车辆安全、功能和舒适性的前提下，通过优化结构和材料，降低汽车整备质量的过程。
我国高度重视汽车产业的转型升级，积极推动轻量化技术的发展。
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计车身轻量化设计分析汪涛神龙汽车有限公司 湖北省武汉市 430056摘 要： 当前，随着社会经济的快速发展，汽车生产制造中车身轻量化设计与发展趋势日益明显，而应用先进技术则为实现轻量化设计创造了条件。
但轻量化设计中要全面考虑车身材质、灵敏性与碰撞安全性等问题。
所以汽车车身设计中，轻量化设计已成为研究的重要内容。
深入研究车身轻量化设计方法，利于推动车身轻量化发展，对汽车制造行业发展至关重要，基于此，针对车身轻量化设计相关知识，本文进行了简单地论述。
关键词：汽车；车身轻量化设计；建议1 引言随着经济的快速发展，全球经济也日益恶化，原有价格日益增长，加剧了能源危机。
此种情况下，国家发改委提出了能源战略发展要求，节能减排成为目前汽车行业研发的主要趋势。
社会经济快速发展的同时，居民生活品质日益提升，日常生活中汽车拥有量增长，为人们日常生活提供了极大的便利。
近年来，我国汽车产销量再创新高，位居世界榜首。
汽车行业竞争日益研究，而用户节能与环保意识不断增强，对车辆节能减排性能有了新的要求，低油耗成为用户选择与汽车购买的首要因素。
车辆节能性备受汽车企业重视，车身重量对整车节能性有着重要的影响，因而整车性能设计中，轻量化成为重要参考指标。
2 车身轻量化设计目的及意义基于节能与环保要求，汽车轻量化备受社会各界关注，且车身轻量化对汽车油耗与环保有着重要的影响，汽车轻量化目的在于保障汽车安全性能，汽车行驶中实现节能减排效果。
相关行业研究发现，大约75%的油耗离不开整车质量因素，因而降低汽车质量利于减小油耗与排放。
比如汽车行驶阻力公式中，滚动、空气、上坡及加速等方面的阻力共同构成了汽车行驶阻力，其中空气阻力与质量没有关系，其它阻力都与质量间是正比关系，即汽车质量越重其行驶阻力就更大，从而产生更大的油耗。
汽车行驶中，质量减小10%，其油耗就会降低8%，排放量也会减少4%。
一般轿车或SUV车型，汽车总质量中车身占到30%。
浅析钢铝车身先进连接工艺摘要：随着社会的发展，人们的生活品质不断提升，在这样的背景下汽车已经不仅仅是人们的出行代步工具，人们对于汽车的品质及安全等方面要求越来越高。
汽车车身连接技术是生产汽车中的关键环节，如果能在原有基础上突破，那么势必会在整个行业注入新鲜的血液关键词:钢铝车身；先进连接工艺；应用前言现阶段可用来减轻汽车重量的新型材料主要有高强度钢和轻质材料。
其中，高强度钢实现轻量化的主要途径是减薄钢板厚度，但厚度存在限制，不能无限减薄，轻量化效果会受到制约。
因此，采用轻质材料铝合金制作车身是目前比较可行的技术路线。
铝合金车身的连接技术是推广应用的关键，尤其是钢铝之间的连接技术，在客车行业尤为重要。
1铝-铝连接技术特点及应用本文铝-铝车身的连接采用了自冲铆接、铝点焊接和粘接技术。
1）车身上较薄的铝合金钣材（如车身蒙皮）之间的连接、铝合金角钢（连接加强件）与铝合金侧窗立柱矩形管之间的连接采用自冲铆接。
自冲铆接接头抗拉以及疲劳强度均高于同材质的铝点焊接头，但自冲铆接在连接操作过程中需要保留双侧进枪空间，在一定程度上限制了其应用范围。
2）因操作空间所限，前后围骨架、侧围骨架、顶盖骨架内的铝合金矩形管之间以及这些骨架总成在车身合装时的连接采用铝点焊接。
3）铝合金骨架与铝合金外蒙皮之间的连接采用粘接。
首先需要在骨架上涂抹聚合成环氧树脂专用胶，然后用夹具固定蒙皮与骨架，待胶固定后再拆掉夹具。
2钢-铝连接技术特点及应用由于铝合金材质的独特性，对于客车而言，尚无法像轿车一样全车使用铝合金材料，客车底盘骨架一般都采用钢材结构。
因此，客车车体结构的连接还包括铝合金车身与钢质底架之间的异材连接，实际应用中，常采用机械连接及二氧化碳气体保护焊接。
本文车身的钢-铝连接采用的正是螺栓连接及二氧化碳气体保护焊接，其主要方法是铝合金车身与钢质底架之间通过连接钢板连接，连接钢板的一端与铝合金车身用螺栓连接，另一端通过二氧化碳气体保护焊与钢质底架连接在一起，从而将铝合金车身与钢质底架连接起来，螺栓连接要在板件上开孔和拼装时对孔，增加工作量。
“铝”战“铝”捷使用全铝车身的车有哪些？佚名【期刊名称】《资源再生》【年(卷),期】2017(000)010【总页数】3页(P72-74)【正文语种】中文随着环境保护和提升燃油经济性的呼声逐渐增高，世界各国降耗减排法规日趋严格，据国际研究机构试验表明，如果汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%至8%；汽车整备质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3至0.6升，因此汽车轻量化成为大势所趋。
而以铝代替传统的钢铁造汽车，整车可减重30-40%；用铝制造的发动机，可减重30%；铝制散热器比相同的铜制品轻20%至40%；轿车铝车身比原钢材制品轻40%以上。
显然，用铝材代替钢铁造汽车，减重效果显著。
与传统车身相比，全铝车身结构更加轻巧和坚固，方便进行模块化设计，车身有更大的空间来配置复杂科技，产品更加多样化。
那么有哪些车在使用全铝车身呢？能将全铝技术应用得最彻底的当属来自英国的捷豹品牌，其技术最成熟，铝合金车的产量也最大。
2016年4月位于江苏常熟的奇瑞捷豹路虎全铝车身生产线正式投产，成为国内汽车行业第一家能够成熟地制造全铝车身的工厂，以75%铝合金材料应用比率而闻名的首款国产车全新捷豹XFL就从这里下线。
和只对车身覆盖件进行全铝化的车型相比，采用全铝白车身的减重效果更明显，但是由于其制造难度以及成本更高，所以目前市面上大部分中大型豪华轿车的白车身材质主要采用以钢材为主的钢铝合金，而捷豹XFL一直坚持选用铝合金作为主要材料。
据了解，捷豹XFL全铝车身解决方案出自本土供应商诺贝丽斯常州工厂。
诺贝丽斯开发的RC5754高强度铝合金，屈服度达到105-145 Mpa，抗拉强度达220 Mpa，在强度、耐腐蚀性、连接性及成型性率等方面性能优异，应用在捷豹XFL 的多处车身结构件上。
如AC600铝合金应用于车身加强件、AC300铝合金应用于防撞梁结构、AC170铝合金应用于外板包边和侧围覆盖件等，助力捷豹XFL实现了高强度、高抗扭性及轻量化的优异性能。
第1篇一、基础知识1. 请简要介绍汽车车身的组成。
解析：汽车车身主要由车身结构、车身附件、车身内外饰件、车身电气系统等组成。
2. 车身结构分为哪几种类型？解析：车身结构主要分为非承载式车身、承载式车身和半承载式车身。
3. 请解释车身刚度、强度和稳定性之间的关系。
解析：车身刚度是指车身抵抗变形的能力；车身强度是指车身承受载荷的能力；车身稳定性是指车身在受到干扰时保持平衡的能力。
三者之间相互关联，刚度是稳定性的基础，强度是刚度的保障。
4. 车身材料有哪些？解析：车身材料主要包括钢铁、铝合金、塑料、复合材料等。
5. 请列举几种常见的车身结构连接方式。
解析：常见的车身结构连接方式有焊接、铆接、螺栓连接等。
6. 车身内外饰件主要包括哪些？解析：车身内外饰件主要包括仪表盘、中控台、座椅、车门、车窗、后备箱等。
7. 车身电气系统包括哪些部分？解析：车身电气系统包括电源系统、照明系统、仪表系统、传感器系统、控制系统等。
二、车身设计1. 请简要介绍车身设计的基本流程。
解析：车身设计的基本流程包括：需求分析、概念设计、初步设计、详细设计、试制与试验、量产。
2. 车身设计中的安全性设计有哪些要求？解析：车身设计中的安全性设计要求包括：碰撞安全性、行人保护、防翻滚、防盗等。
3. 车身设计中的NVH（噪声、振动与粗糙度）设计有哪些要求？解析：车身设计中的NVH设计要求包括：降低噪声、振动和粗糙度，提高舒适性。
4. 车身设计中的轻量化设计有哪些方法？解析：车身设计中的轻量化设计方法包括：优化结构、选用轻量化材料、采用先进的制造工艺等。
5. 车身设计中的节能环保设计有哪些要求？解析：车身设计中的节能环保设计要求包括：降低油耗、减少排放、提高能源利用率等。
6. 车身设计中的外观设计有哪些原则？解析：车身设计中的外观设计原则包括：符合市场需求、体现品牌特色、注重视觉效果等。
7. 车身设计中的内饰设计有哪些原则？解析：车身设计中的内饰设计原则包括：满足使用功能、提升舒适度、注重品质感等。
汽车轻量化解决方案—全铝车身结构设计 汽车轻量化解决方案—全铝车身结构设计 伍成祁 摘要： 解决汽车节能环保的问题，有提高传统燃油发动机的能效、发展新能汽车、应用轻量化技术三个方向。比较以上三种技术路线，在当今发动机技术提升难度日益加大、动力电池效率不高的背景下，不论对传统燃油汽车，还是新能源汽车，汽车轻量化技术都是一项共性的基础技术。大力发展并推进汽车轻量化技术，成为节能、减排的主导之一。而实现汽车轻量化技术又有三个技术途径：一种“轻量化材料”要通过一种“轻量化工艺”来实现一种“轻量化结构”。 关键词：汽车轻量化 全铝车身 型材截面优化Stiffness Mass Efficient
由于世界能源的随时枯竭与环境的日益恶化，世界各行各业都积极行动起来，根据政府的优惠政策与民众的强烈要求，在节能、环保方面进行了高投入研发其高效节能、积极环保的产品。汽车产业首当其冲，其汽车零部件的制造，迁联到能源、钢材、铝材、合金、塑料、橡胶、玻璃、化工、机械、电器、信息等各行各业，对汽车节能环保的要求，就是对其它相关行业的要求。对汽车进行轻量化结构的研究，要联系相关行业的专业知识，进行综合性的研究。 一、汽车轻量化的目的 就汽车产业而言，根据汽车产品的特点，降低油耗或提高燃油效率、减少或清洁排放对环境的污染，是节能环保研发的主要目的。从全球汽车产业来看，解决汽车节能环保问题主要采用以下三种方式： 一是大力发展先进发动机技术，通过对传统发动机的改良和一系列汽车电子技术的应用，来提高燃烧效率，改善燃油经济性。 二是大力发展新能源汽车，通过研发先进新型发动机技术和推广使用气体燃料、生物质燃料、煤基燃料、高效电池等动力替代传统能源来减少汽车燃油消耗和对石油资源的依赖。 三是大力发展汽车轻量化技术，在保障汽车安全性和其他基本性能的前提下，通过减轻汽车自身重量降低能耗来实现节能减排的目的。 比较以上三种技术路线，在当今发动机技术提升难度日益加大、动力电池效率不高的背景下，不论对传统燃油汽车，还是新能源汽车，汽车轻量化技术都是一项共性的基础技术。大力发展并推进汽车轻量化技术，成为节能、减排的主导之一。 汽车的轻量化，英文名：Lightweight of Automobile，涵义是“在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。” 世界节能与环境协会的研究报告指出：汽车自重每减少10％，燃油消耗可降低6％—8％，排放降低5%—6%。而燃油消耗每减少1升，CO2排放量减少 2.45kg。燃油消耗量减少不仅有利于节约能源，也可有效减少污染物排放。当前，由于节能和环保的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。 伴随着技术进步，制造汽车车身的材料已经不仅仅是钢铁了，越来越多的新材料被应用到车身的制作中。其中包括：玻璃钢、铝合金、碳纤维、塑料、高分子复合材料等等。这些相对于钢铁比重要低得多的轻质材料，为实现汽车轻量化成为了工程师们的考量选材。 二、汽车轻量化的实施 在实现汽车轻量化设计时，首先必须要确保其整体汽车结构达到国家的汽车安全标准，其次确保其使用性能达到或超越传统钢制车身的要求。汽车轻量化设计与整车的安全性是一对矛盾体，如果为了满足各种法规的要求，保障乘员的安全，就应提高车身结构的抗弯强度、抗扭强度、侧翻强度、碰撞吸能等特性；如果为了汽车的燃油经济性、减少排放等因素考虑就应减轻车身的质量。因此汽车车身轻量化是在保证汽车整体性能不受影响、确保车身强度、刚度和模态等结构特性要求的前提下，来减轻车身质量的一种设计趋向。所以要求汽车轻量化设计要充分地从材料分析、结构力学、生产工艺、人体工程、工业设计、交通运输、经济效益等众多各不相同的学科紧密地联系在一起进行综合性研究开发。 汽车车身轻量化的实现，主要包括轻量化的材料使用和轻量化的结构设计，以及轻量化的制造工艺这三个方面。前者是车身轻量化的主流，即采用轻量化的金属和非金属材料，主要是采用高强度钢材、铝镁合金、工程塑料、碳纤维、新型玻璃、陶瓷和各种复合材料；后者是利用 “以结构换强度”的结构优化设计和有限元分析等方法，通过改进汽车结构，使部件薄壁化、中空化、小型化、模块化及复合化等以减小车身骨架、车身蒙皮等零部件的质量来达到轻量化目的。实际上两者是紧密相连的，往往采用轻量化材料结合轻量化结构设计，在性能不降低的前提下获得汽车车身的轻量化。 但是，一种 轻量化材料结合轻量化结构的设计方案，还需要一种优良的制造工艺来保证其完善实施。也就是说一种轻量化材料要通过一种优良的制造工艺来实现一种轻量化结构设计。因此，轻量化制造工艺显得特别重要。 总之，汽车轻量化的实施，还需要通过试制样车，进行试验，总结设计经验，对其轻量化设计结构进行优化与完善。汽车车身轻量化设计中的结构优化包括：型材截面优化、连接工艺优化和结构拓扑优化。型材截面优化和连接工艺优化，根据材料特性、受力分析、制造工艺等实践经验进行设计优化。结构拓扑优化是在一定空间区域(骨架部件或结构整体)内寻求材料最合理分布的一种优化方法。它的目标是根据一定的准则，在满足各种约束条件下，在结构上开孔、打洞，去除不必要的构件和材料，使结构在规定意义上达到最优，表现为“用材最小、刚度最大”设计。由于拓扑优化设计自由度大，所以通常用于设计初期和概念设计的阶段。 三、车身的轻量化结构设计 车身的轻量化设计，需要根据不同的材料选择合适的结构形式。下面是最常用的几种车身形式，通过分析比较，选择不同的轻量化处理方法。 1）、碳纤维车身结构： 碳纤维的密度要比钢材低4倍左右，而强度和硬度都是钢材的两倍。虽然它很坚韧，但有受力向度的问题，即整体中的某些部位不太能受力，根据其材料的特点必将车身设计成一体式整体结构，这种结构设计可以营造极轻量的车身重量，但同时会有较大的发动机振荡传入车厢，其材料价格昂贵，手工张贴工艺效率低，报废期后碳纤维无法回收利用。主要用于批量少的高端乘用车上。如兰博基尼、法拉利等车上。 2)、玻璃钢车身结构： 玻璃钢材料与碳纤维一样，呈纤维布的形状，其制作工艺大都采用手工张贴制作工艺，它集合了碳纤维所有的缺点，车身结构只能设计成一体式整体结构，由于其强度远低于碳纤维，一般只用汽车的零部件、外蒙皮等附件上。大客车的前后围蒙皮常用玻璃钢来制作，是因为客车产量少，蒙皮面积又大，不宜开模，只能适应玻璃钢的手工工艺。 3)、铝管式车身结构。 利用铝材可挤压成型材的特点，事先挤压成各种所需截面的型材，此类车身结构的特点大都是“骨架加蒙皮”（板梁式）的形式存在，如以奥迪R8全铝车身为例，它们的ASF车身结构在外型上基本是一体式铝制蒙皮的构造，铝型材骨架本身已经勾勒了车身的线条，与一体式车身稍有不同的是少了一些一体压制的车身内板件，取而代之的是增加大量的铝型材结构分布。根据奥迪公布的数据，使用全铝车身ASF的R8比使用传统一体式钢制车架的车辆能减轻高达40%的车架重量，与此同时整体车架的刚度也有40%的增加。 而湖南南车时代设计的高铁全铝车身却采用了骨架与蒙皮结合于一体的铝型材结构（型材式），其强度可佳，但其重量与钢结构一样重。
湖南晟通集团汽车工程研究院研制全铝车身12m公交车，采用了 “板梁式”与“型材式”相结合的结构形式，在达到与钢制车身一样强度的前提下，其车身质量减少了50%，整备质量减少30%，满载质量减少了20%，其节能效果明显，达到了国内外先进技术水平。 4)、铝板式车身结构： 铝板式车身结构与传统的钢板式车身结构是一样的，板材通过液压成形各种内外板，然后将内外板结合在一起，钢板车身是焊接的，而铝板车身则是通过一种环氧树脂将铝制内外板刚硬地结合起来，坚固度高得出奇，经过撞击试验，而扭曲的车身没有一处结合环氧树脂的地方崩断。另外还能够避免以焊接方式连接铝件，可以用上薄一点的铝材，进一步的降低车架的重量。其缺点是铝的压延性太差，液压成形工艺复杂，成本高。 如全新的（2013款）第四代揽胜全铝车身就是采用了此种结构技术与连接方式。 总之，通过以往使用经验与综合条件分析，采用铝制的“骨架+蒙皮”的车身结构设计，再配合型材截面优化、连接工艺优化和结构拓扑优化，是目前实现汽车轻量化设计的最佳解决方案。 四、骨架与蒙皮的成形工艺 以下再探讨一下关于全铝车身的骨架与蒙皮制作工艺。 1)、车身骨架成形工艺 车身骨架由铝合金材料通过挤压模挤压出各种断面的闭口或开口的长条形结构型材（是钢材无法办到的），可根据需要锯切任意长度。这种铝型材还要 根据车身结构需要进行变截面变形加工，达到车身结构形状的要求。于是一种“型材液压成形”技术应声而生。 型材液压成形技术应用主要为底盘大梁、车身结构、各系统零部件的骨架变形加工，因其具备高刚性、尺寸精度与稳定性高、较为耐蚀、工件数少、制作过程简化、成本降低等优点，该技术在汽车制造业广泛应用。此技术保证了零部件精准的尺寸和形状，在充分利用空间、赢得更多轴力度和硬度的同时，减轻了重量。由于型材液压成形技术不仅简化了模具结构，还减少了模具副数，改善了材料严重变薄的状况，提高了产品质量，大幅度降低了生产成本，因此型材液压成形零部件需求快速增加。2004年北美生产的典型车型中将有50%结构体零件采用型材液压成形技术制造。 以型材液压成形技术制造结构件的车型，经碰撞测试结果，其安全性比传统的“板材冲压”制造结构件要好，同时整车质量有了大幅度的降低。因此在北美、欧洲制造的轿车、客车、高铁中，空心轻体的铝型材构件在轿车总量的比例已从15年前的10%上升到20%，而在货车、客车、专用汽车、越野吉普车等的比例已达到70%以上。 梁柱结构是车身骨架的基本承载单元，在车身总成中所占比例较高。评价轻量化对刚度的影响程度可使用SME(Stiffness Mass Efficient)值，即“单位质量所具有的刚度值”进行比较。SME 值越高，表明该结构在保持刚度不变的情况下轻量化效果越好，反之亦然。比如：铝材与钢材相比，如果用铝材制作的结构件，其强度大于同等质量的钢材结构件30%。所以说，如果保持与钢结构件同等强度前提下，其铝结构件要轻30%左右。 从结构轻量化途径考虑，在满足空间尺寸限制的前提下，我们还可以从“型材截面优化”方面来增加其结构件的强度（钢制型材无法办到的），如增加矩形截面薄壁梁的高度为提高其弯曲和扭转刚度的最佳方案，增加宽度仅能提高其扭转刚度，但改变壁厚没有效果。如增加矩形截面薄壁梁中的筋板个数为提高其弯曲和扭转刚度的最佳方案，但改变壁厚没有效果。如增加矩形截面薄壁梁中的筋板形状为提高其弯曲和扭转刚度的最佳方案，但改变壁厚没有效果。如增加圆筒截面的直径为提高其弯曲和扭转刚度的最佳方案，但改变壁厚没有效果。与上述闭口情况相反，对于任意开口截面，增加壁厚为提高其扭转刚度的最佳方案，但开口型材的扭转刚度远远小于闭口型材。 2)、车身蒙皮成形工艺 车身蒙皮是指附盖在车身骨架上的外蒙皮，铝板蒙皮加工成形方式与钢板蒙皮加工方式基本上相同，通过液压机与模具对板材进行冲压成形，由于铝板的拉伸性比较差，因此在对铝板进行冲压成形时，要对模具进行润滑性改良，或对铝板进行退火处理，或对铝板进行加热处理。对于有强度要求的结构件，在进行退火、加热处理成形后，还要进行恢复强度的时效处理。
