新能源汽車車身結(jié)構(gòu)的輕量化要求有哪些

汽車的行駛阻力包括空氣阻力、滾動(dòng)阻力、爬坡阻力和加速阻力。滾動(dòng)阻力、爬坡阻力、加速阻力與正常質(zhì)量成正比。數(shù)據(jù)研究表明，車輛重量每減少10%，油耗可降低6%-8%，排放可降低4%左右。

整車由車身、底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車電子組成。對(duì)于乘用車，車身占據(jù)整車質(zhì)量的40%到60%，約70%的油耗用于車身質(zhì)量。因此，輕量化車身，是輕量化汽車的重要組成部分。車身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是國(guó)內(nèi)外汽車輕量化研究的重點(diǎn)。對(duì)于新能源汽車來(lái)說(shuō)，輕量化更為突出。

研究表明，對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，每減輕100公斤的重量就能增加10%左右的行駛里程。其帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)是多方面的。一是降低能耗，二是增加負(fù)載重量，三是減少制動(dòng)距離。新能源汽車車身在輕量化方面有很大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼫p少了傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器等大型部件，車身結(jié)構(gòu)布置得更好。在保證車身強(qiáng)度和剛度的前提下，可以更合理地布置車身結(jié)構(gòu)。

新能源汽車車身結(jié)構(gòu)的輕量化方法：

一、新材料的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的重要手段

鋁合金、高強(qiáng)度鋼和碳纖維等新材料得到了廣泛應(yīng)用。新材料的使用不僅僅是對(duì)傳統(tǒng)材料的替代，還涉及到物理化學(xué)、材料測(cè)試與檢驗(yàn)技術(shù)、元器件設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、新材料回收技術(shù)等諸多學(xué)科和技術(shù)的支撐。當(dāng)新材料用于輕量化車身時(shí)，最常見(jiàn)的是高強(qiáng)度鋼。目前，高強(qiáng)度汽車用鋼已廣泛應(yīng)用于車身制造。鋁合金車身在材料輕量化方面效果最好。現(xiàn)階段，在輕量化方面，碳纖維可以和鋁合金一起作為輔助材料，或者只能作為關(guān)鍵材料。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，它還可以作為低成本汽車輕量化應(yīng)用的主要材料。

二、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是車身輕量化的基礎(chǔ)

車身、車架和軸承部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，集成了各種材料和工藝。車身結(jié)構(gòu)對(duì)車輛的被動(dòng)安全性、結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度和振動(dòng)性能有很大影響。目前車身結(jié)構(gòu)減重優(yōu)化設(shè)計(jì)是在保證車身結(jié)構(gòu)性能的前提下，通過(guò)CAE等分析技術(shù)降低零件質(zhì)量。在實(shí)際生產(chǎn)中，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的減重方法包括空心結(jié)構(gòu)、薄壁結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。這些優(yōu)化設(shè)計(jì)使車輛面板和結(jié)構(gòu)部件更輕。

三、輕量化制造技術(shù)

通過(guò)對(duì)材料性能的研究，不同的制造工藝可以在制造過(guò)程中減輕零件的重量。

常用的制造技術(shù)包括激光焊接技術(shù)、電磁成形技術(shù)、先進(jìn)連接技術(shù)等。激光拼焊技術(shù)可以將不同材料、厚度和表面處理要求的工件用激光連接起來(lái)，形成新的毛坯，然后壓制成零件。例如，乘用車的側(cè)壁部件通常是激光焊接的。激光焊接技術(shù)可以有效降低零件質(zhì)量，減少焊接接頭，提高強(qiáng)度。通過(guò)先進(jìn)的制造技術(shù)，主要解決產(chǎn)品的性能問(wèn)題，進(jìn)而解決輕量化問(wèn)題。