新能源汽车轻量化的关键技术

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

代强 谢蕊

长城汽车股份有限公司 河北 保定 071000

摘要

新能源汽车轻量化技术是中国汽车工业发展和现代化进程中不可忽视的另一项重要技术。随着我国新能源汽车产业的快速健康发展。轻量化材料、结构、工艺逐渐成为未来新能源汽车开发和进程中的关键核心技术。


关键词

新能源汽车;轻量化;关键技术

正文

近年来,新能源汽车以其安全、环保、低被动污染等主要特点,吸引了越来越多的消费者关注。然而,对于研究新能源汽车市场的相关研发人员来说,他们最关注的不仅仅是新能源汽车的可靠性,而是还要提高这些新能源汽车市场的产品质量,整车的轻量化技术是关键,新能源汽车在消费市场上的主动权。

1新材料、激光技术

在全国通过开发各种新能源汽车逐步推进汽车行业轻生产技术改造项目的历史进程中,新材料产品技术的进一步普及和应用也将成为一个日益重要的发展阵地。轻量化生产和技术要求的持续和显著提高将不可避免地要求发展一个新的高性能汽车工业,该工业采用高度依赖轻量化的合成材料。当汽车材料的性能逐渐达到几个基本的材料特性,即足够轻、高性能和易于实现快速注塑成型和使用时,新能源汽车的实施和光技术的发展最终可以成功地从中脱颖而出,这是关键和重要的一步。汽车、高性能塑料、高强度钢、碳纤维复合材料、玻璃纤维增强和纤维增强聚合物复合材料、挤压和模压铝型材、工艺设备、所有铝车身、镁合金及其相关部件碳纤维车身材料等是近年来汽车行业第一种或通过大规模应用开发研究得到推广的主要材料。2016年,奇瑞的新型电动汽车设计开始大规模投资研发全铝框架结构和新型纯电动碳氢化合物纯铝乘用车的工业应用。项目总投资预计超过15.6亿元(约人民币)。2016年10月,奇瑞推出了一款产量有所提高的新车型,与之前的车型相比,该车型将使车辆重量减轻一半,几乎达到原车型的30%,在减少排放和提高中国汽车行业效率方面发挥了更积极和更重要的作用。对于未来汽车新材料的生产、研发、生产和加工,激光技术无疑将继续占据更加重要的地位。特别是在未来中国需要对一些主要汽车零部件和材料进行数控加工试验或切割质量控制时,激光技术和应用将变得更加敏感和重要。

2使用碳纤维技术

在现代汽车新能源技术的各个领域,取代热塑性钢已成为大多数当前汽车用户的共同技术选择,其中,碳纤维技术是现代能源汽车应用领域最具影响力和代表性的碳纤维技术之一。据工作人员介绍,碳纤维是一种人工合成,即有机碳纤维颗粒通过微晶鳞片石墨纤维等沿石墨纤维轴向铺设。通过高温碳化反应和石墨加工技术,可以获得高质量的微晶石墨材料。从结构基本性能的比较来看,虽然碳纤维复合材料具有量钢的热力学性能,其比重小于优质钢比例得近1/4,一般认为,由碳纤维树脂组成的碳纤维复合材料在理论拉伸撕裂强度计算中应能达到3500Mpa以上,接近普通钢重量的7倍,其极限拉伸断裂弹性已达到23000Mpa以上。远高于钢。此外,碳纤维产品的耐高温腐蚀性和电磁屏蔽性能也将很好,因此近年来,碳纤维技术已广泛应用于国内新能源汽车的实施过程中。在宝马批量生产的汽车中,碳纤维复合材料首次大规模生产的商业用途也主要体现在宝马i3车身材料上。根据我们的初步了解,宝马i3材料中实际使用的碳纤维复合物量可达300公斤左右,主要是实际存在的增强碳纤维复合材料,用于碳纤维与宝马之前所有配备碳纤维车身的车型相比,i3的总重量仅能减轻约250-350kg。在宝马之前开发碳纤维的最新尝试中,巴斯夫碳纤维仍然是可用于宝马车型的主要碳纤维材料。虽然宝马在碳纤维技术的使用方面处于领先地位,但事实上,对于目前国内欧美合资企业和全球大型汽车公司的综合汽车工厂而言,碳纤维技术真正的实际应用仍处于研究阶段,而且该技术从未成熟。事实上,自宝马成功进行碳纤维试验以来,碳纤维技术已逐渐开始快速持续发展,其实际市场利用率自然在不断提高

3优化结构设计技术

汽车是工业设计初始阶段的生产来源。汽车外观的工业设计不仅直接决定了汽车的外观和性能,还决定了汽车性能的功能。在演示我们的轻型汽车设计分析的过程中,设计师必须充分注意安装轻型汽车的合理性。尤其应考虑到,在项目演示结果的最终安装过程中,安装和调试人员必须真正理解设计图纸,并能够安装尽可能轻的车辆。轻型汽车零部件系统设计的两个主要技术目标之一是通过对“轻型”模型的综合分析,正确优化轻型汽车产品零部件的总体设计参数。在整个设计和开发过程系统中,主要采用集成CAD/CAE/Industrial CAM技术,将整个汽车设计和制造过程集成在一起,涵盖了整个过程。这些创新技术广泛应用后,汽车内部的重要部件可以大大简化和轻量化,但事实上,汽车发动机本身的固有寿命周期和动力功能并没有发生显著变化。一些大型结构件,如汽车底盘总成和车身动力系统部件,经过优化加工和装配后,可以从根本上简化整个模块,这也是实现更好的结构轻质性的重要目标。同时,它将成为实现高效、节能、环保和减排的关键技术。在实际的轻型汽车制造过程中,有时会发现这两种新技术不能保证它们完全满足汽车整体性能的设计要求。在此期间,我们的相关研发人员还将致力于通过反演技术和多目标全局性能优化项目来改进设计和技术。特别是,有三种基本情况,并在以下方向上平衡结果:① 在新的技术条件下,现有汽车部件的总刚度质量系数和总机械强度系数不能发生显著变化,鉴于汽车部件总重量平衡的实施应继续基于优化重组和重新设计的整个过程以及在整个车辆结构理论中实施的其他方法和措施,以便逐步实现这种平衡;② 意识到几乎不可能完全改变车辆性能的总体尺寸,车辆性能的尺寸发生了变化,从而改变了整个车辆系统和车身的重要零部件之间的关系;③ 采用创新的方法,如优化车身结构设置,如前发动机和超轻空气悬架,通过直接驱动,整个车辆系统的布置可以更加合理和紧凑,而后置发动机和后轮驱动也可以显著减少整车体积,实现整车的轻量化

4结束语

总之,新能源汽车等技术应用的电动汽车大量地出现,对我们整个国内传统纯电动混合汽车市场来说也的确产生了到了这样一种具有极大的正面冲击力的正面冲击。虽然到现在仍因为传统电动助力汽车电池续航使用能力里程偏长存在的许多实际技术问题,新能源汽车市场产品在某一些关键实际技术功能与运用效率指标上已经远无法完全再达到市场上预期中的使用效果,但从今后开始随着传统电动车等轻量化的生产以及技术及应用上的创新不断得到深化的发展,未来中国整个传统汽车市场就已经几乎注定了会永远是一个专属于新能源汽车。而在整个目前乃至整个的汽车行业格局发展之中,轻量化的轿车技术发展也已经无疑地在占据了其相当重要的历史地位,需要国内外的各个国家汽车企业能够共同的注重于在这两一方面实现技术性能水平的一个整体提升。

参考文献:
  [1]新能源汽车全塑车身先进制造技术[J].秦柳,肖勇,丁玉梅,虞华春,朱国才,杨卫民.中国塑料.2014(12).
  [2]铝在现代汽车轻量化中的应用[J].王竑,陈昌明,吴宪.上海汽车.2004(12).
  [3]汽车轻量化[J].欧飞,任禾.中国经济和信息化.2013(10).

 

 


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