新能源汽車結構輕量化設計

　　摘要：隨著社會經濟的發展，新能源汽車的生產技術水平不斷提高，質量越來越輕，正朝著節能低碳的方向發展。對比過去的新能源汽我們發現，對于汽車的質量相比于過去人們有著更高的要求。因此，這就使得新能源汽車制造生產企業為滿足顧客的要求為前提，結合當前的科學生產技術，開發創新型生產技術，利用高端的電子設備、儀器和材料，滿足汽車的輕量化設計的要求，產生越來越多的經濟效益。本文分析探討了新能源汽車結構輕量化設計，根據實際情況提出一些建設性的意見和方法。

　　關鍵字：新能源汽車;結構輕量化;設計

　　0引言

　　隨著我國科學技術的不斷的發展，人類的生活環境也越來越糟糕，為了減輕環境的壓力，減少造成的污染。越來越多的新能源廠商致力于開發節約型、環境友好型新能源汽車。目前，就各個國家汽車制造商的的生產經營狀況來說，更多的企業選擇提出了符合本企業持續發展的理念和想法，而汽車自重的問題，限制了新能源汽車的行發展，難以實現行駛里程突破性的發展。因此，對于新能源汽車的生產制造商而言，進行輕量化設計是其所面對的最本質的問題。

　　1新能源汽車身輕量化的原因

　　當前，汽車制造業發展迅速的。生產汽車的技術水平也越來越高。與此同時，各個國家就汽車能耗而言，也提出了相應的規范標準。在高新技術的不斷發展的同時，汽車的輕量化設計是汽車制造商用以降低能耗的首選目標[1]，同時也是保證汽車耐久性和動力性的前提。在輕量化設計時，往往要求設計師根據實際情況，選擇整體化的優化設計方案，以滿足設計目標的要求，創造更多的經濟效益和社會效益。

　　2新能源汽車車身輕量化設計方法分析

　　目前來說新能源汽車輕量化技術主要分為三種。首先是針對設計的，輕量化設計要求設計師對汽車的尺寸和外觀進行優化，從尺寸和外觀上最大限度的降低汽車的重量。其次是材料的輕量化，輕量化材料多種多樣，主流的輕量化材料有各種合金材料例如鎂、鋁合金等，還包括高強度合金鋼以復合材料，如碳纖維復合材料。最后是制造工藝的輕量化，例如采用先進的工藝方法如激光焊接等先進的連接工藝和液壓成形技術。

　　2.1進行輕量化的設計

　　在新能源汽車的設計過程中，設計者需要從汽車的總體布局入手，充分利用CAD技術，優化新能源汽車的設計，選擇最優的布局，提高整體結構的合理性，特別是在關鍵環節的設計中，要充分考慮安全性新能源汽車的性能、動力性能和節能性能，有效降低汽車能耗，防止對周圍環境的不利影響。在新能源汽車產業快速發展的背景下，對汽車動力性提出了更高的要求和標準。就當前的發展趨勢而言，新能源汽車的輕量化設計逐漸成為當前行業的主流。因此，CAE技術應用廣泛。

　　實際的設計過程中，車輛整體剛度是設計師必須要保證的前提，在此基礎之上采用拓撲設計方案，目的是盡量降低汽車本身的重量。在設計的初期，設計師對車身(即其尺寸和外觀)采取輕量化設計，輕量化的設計效果可以預見，避免了在以后的設計過程中頻繁變化而出現問題。前期的設計能夠有效降低汽車的生產成本，并且設計人員的工作強度也能夠得到有效的緩解。同時，設計人員需要全面更新數據庫，全面驗證數據，確保設計質量。

　　2.2新能源汽車車身輕量化設計材料分析

　　為了提高新能源汽車車身輕量化設計的效果，新材料也得到了越來越多的應用，并且也發揮了關鍵性的作用。目前，新材料可以減輕車身重量，目前主流的輕質材料主要有兩種：一種是合金材料等輕質材料包括鎂合金和鋁合金等;還有一種是高強材料，例如高強度不銹鋼和碳纖維復合材料等。

　　一是采用高強度輕質材料。目前，隨著金屬材料和復合材料的應用，在減少了成本的同時，也滿足了車輛安全的要求，有效的提高了制造工藝水平。以某汽車廠商為例，車身的高強度鋼使用率占比達到5ebd071618309_html_d94478f75a56be83.gif。在實際生產過程中，主要采用不同性能的高強度鋼。整體而言，汽車的生產5ebd071618309_html_bc60c27dd3a2d1f1.gif以上使用是鋼材，因此鋼材的選用對汽車重量的減輕至關重要。但目前的難題是成形技術，采用高強材料進行成型時經常出現頸縮和開裂現象。

　　其次，目前許多新材料被廣泛應用于新能源汽車車身輕量化設計和制造過程中。其中鋁合金具有優良的延展性、穩定性和輕質性等優點，正在逐漸成為新能源汽車輕量化主流材料。但是和其他材料相比鋁合金通常強度較低，為了改善這種特點往往加大投資力度。鎂合金在使用過程中展現出密度低、流動性好等優點，在美國和歐洲得到了廣泛的應用。但從我國新能源汽車的應用現狀來看，受成本和成型工藝的影響，它主要應用于變速器殼和鑄造鎂合金零件。

　　隨著復合材料的應用，在汽車輕量化設計過程中得到了廣泛的應用，主要應用于汽車內部、外部裝飾、管道和內部零件。碳纖維具有良好的高抗扭剛度和實用集成性，在新能源汽車的安全設計中具有良好的效果。然而，由于材料和生產成本的影響，碳纖維在汽車的實際應用中遇到了很大的障礙。由此可見，采用現代新材料代替傳統的制造材料，提高了車身的輕量化程度。這些材料具有強度高、重量輕的特點，大大提高了汽車的性能。但從實際生產效果來看，新材料成本相對較高，整體結構也相對復雜，這對設計師提出了更高的要求和標準。

　　2.3采用先進的生產工藝

　　目前，在汽車車身輕量化制造過程中，激光焊接技術和熱成形技術被廣泛應用。激光焊接起源于上個世紀。在該技術的初步發展中，有效改善了鋼板寬度不足的現象。目前，激光拼焊制造技術應用廣泛，特別是在汽車制造行業中激光拼焊技術解決了許多技術性難題。在實際生產過程中，使用激光拼焊接技術能夠有效保證零件的質量，同時也減少了材料的損耗，進而降低了成本。對比于傳統的生產工藝，新技術可以在提高車身強度方面發揮重要作用，通過減少零部件數量，有效降低新能源汽車的成本。

　　同時，激光焊接技術能有效消除搭接，提高防腐性能。在實際生產過程中，得到了廣泛的應用。但是受限于本身的技術水平，開發高質量的激光拼焊板材料顯得至關重要。目前來說，鋁板與鋼板的焊接技術已經逐漸成熟。在熱成形技術的實際應用中，將高強度鋼板加熱到接近奧氏體的溫度，然后轉移到冷卻系統的模具中進行有效的沖壓。以上步驟完成后，設計人員需要做好保壓降溫工作，并用全部材料進行強力熱成型。采用該技術，材料的抗拉強度可提高到1700Mpa，可以減輕新能源汽車的重量，提高汽車的強度，保證汽車的安全。

　　3新能源輕量化評價

　　在進行新能源汽車的輕量化設計時，可以有效節約生產成本，同時也大大提高了汽車的安全性能，降低汽車的總重量。根據實際設計情況，僅僅是減輕車輛重量還不夠，無法滿足輕量化的要求。因此需要充分結合車輛本身的的不同性能參數，例如，新能源汽車的車身重量、輕量化系數、車身靜扭轉剛度、軸距等，設計出高質量的新能源汽車。在目前新能源汽車的設計過程中，需要對擋風玻璃的承載能力進行分析，從覆蓋件、車身和懸掛系統等方面進行優化設計，并根據實際情況采取合理的設計值。實際使用過程中，與汽車的安全性緊密聯系的是汽車的靜、動剛度，汽車的動、靜剛度可以有效提升車身的抗沖擊性能。當側面碰撞或正面碰撞發生時，新能源汽車車身可以吸收一定的碰撞而產生的能量，進而保證駕駛人員和乘客的安全。

　　4結論

　　綜上所述，新能源汽車車身輕量化設計對設計師提出了更高的要求和挑戰，設計師應根據實際情況，在執行相關規范標準的基礎之上，對新能源汽車整車設計理念要有相應的認識，同時也是最重要的是滿足新能源汽車設計的耐久性和安全性。最后，在實際設計過程中，設計師采用的材料盡可能是新型輕質材料，不斷提高車輛性能，達到節能降耗的目的，促進新能源汽車的健康發展。

　　參考文獻

　　[1]王銀萍.新能源客車車身骨架輕量化設計研究與優化[J].中國化工貿易,2017,9(26):969-971.

　　[2]胡偉,,喻川,張建武等.新能源汽車底盤縱臂的輕量化設計[J].機械設計與研究,2010,26(3):115-117.

　　新能源方向論文范文：淺析新能源汽車的發展趨勢

　　摘要：隨著人們生活水平的不斷提高，出行對汽車的依賴程度不斷加強，汽車數量逐年增加導致有限的能源短缺及環境污染，發展新能源汽車是低碳經濟時代必然的選擇。文章從能源保有量，環境污染，新能源汽車發展現狀等方面來闡述新能源汽車發展趨勢。

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