電動車的輕量化設計思路

王濤

1.湖北工業大學 湖北省武漢市 430068 2.上海軒創汽車科技有限公司 上海市 200000

摘 要：目前燃油車對環境的破壞越來越嚴重，很多城市把此原因歸為霧霾的主要引發原因，不管書不是主要原因，說明汽車尾氣污染確實引起了人類的重視，隨著家庭轎車越來越普及，車子尾氣排放每日以噸計的單位釋放在空氣中，印象者人類的健康，電動汽車作為新能源汽車的一種發展趨勢，日益受到人類的關注，電動汽車

是目前解決環境污染的一個好辦法。

關鍵詞：輕量化；電動汽車

電動車在最初設計的時候基本上是走低速路線，隨著特斯拉等外國高速電動車的出現，對國內市場造成了很大的沖擊，中速甚至高速電動車已經成了時代發展的趨勢，即能節能降耗，減少環境的破壞，又能速度不輸于傳統燃油車，確實會受到大眾的喜愛。

目前電動車這塊基本上會采取輕量化車身，電池配置這塊會占據很大比重，沒有了發動機，車身內外板基本上就是單板結構，取消加強板結構。輪胎小輪胎等等減輕重量的方法，為了達到速度提高，鋁鎂合金，甚至碳纖維車身也在大量普吉，鉛酸大吃向鋰電形式的轉變，無不在說明，電動車時代到來了。

下面就來介紹一款電動車，屬于鉛酸低速電動車，車子長度尺寸也就 2.75米，兩排座，可以承載 5人（前排 2人，后排 3人），這是款吉普電動車，前后開發周期大概一年半時間，從前期概念設計到最后量產。前期市場調研的時候效果圖改了不下五遍，領導也是非常關注外感好看，認為這款車雖然低成本，但是造型這塊要突出獨特的個性，所以整個團隊一直在努力，所以根據造型做了很多次前期造型工程性分析。當然這段時間的分析還不是最忙的時候，所以會有很多閑的時間，同步也找了很多對標車進行基本的前期總布置工作。

首先是底盤的前期選型，前面基本上就是獨立懸架，后面已回拖曳臂，已回板簧，最后選擇了板簧式非獨立懸架，對于車架這塊客戶要求用鋼質型材，因為前期已經有一款他們自己設計開發的車型用的就是剛型材，矩形結構，也給提供了斷面尺寸，我們就開始大致的型材縱梁結構布置，對標車這塊由于沒有參考，只能找鈑金車身作為縱梁參考，承載式車身這塊由于要改成矩形型材，所以焊接方式只能二保焊連接。上車體這塊就按照正常的車身結構進行分析和設計。前后臉區域由于可以比較關注，造型改了不下十遍，即使在工藝數據后期也是一直在改。數據造型定義到不知階段階段搞了三個月時間，這個時期的數據基本上就是未未倒角數據作為數據提交給客戶的。工藝階段搞了 2個月時間，這期間本來定義好的時間是一個半月，中間由于方案變更，拖延了半個月，也是沒有辦法，這個階段的下車體數據就是管型材，數據做出來，感覺車子好重，這個階段客戶倒沒有提各種意見，按照既定計劃在走。到 NC階段，又花了 2個月時間，這個時期的數據，基本上附件都布置差不多了，發揮余地很少，而這個階段，供應商介入也是最多的，各種提交物也開始源源不斷的被提出來。各種法規，各種底盤參數報告，各種總布置報告，車身，內外飾報告，還有 A面報告都源源不斷的提出來。交付給客戶作為預審，因為這確實屬于前期報價文件的定義。這個時候，四大工藝（車身，焊接，涂裝，總裝）供應商不斷過來，作為設計同步工程對接，當然這種型材車架也是爭論最多的，對車架的方案梗概也是在模具反饋后 2個月后開始進行方案的重新更改的。因為客戶自主研發的車型在現在夾具上焊接時遇到了很多很多的問題，焊接精度差，焊接變形，焊接定位不準，然后就慢慢的提出來說能不能改成傳統縱梁結構。

沒有辦法，只能接受這種挑戰，這個時期 NC數據基本上已經完成，從整車開發流程上講屬于設計 NC第一階段，即使更改，也是小零部件的更改，模具沖壓問題梗等基本更改，型材更改為縱梁結構，確實是需要重新合計工作量和時間的，但是既然客戶提出來了，沒有辦法，只能接受！從改成縱梁方案到最后數據大體方案客戶認可，中間至少花了 3個月時間，這期間也做了大量的縱梁輕量化等減薄方案，客戶目標就是整個車身 200公斤以內，最終做下來的是 199公斤，也算基本上滿意。

在低速電動車設計的整個開發周期內，內部也出現了各種各樣的分歧，一個是燃油車的設計思路，一個是低速電動車輕量化的思路，這期間也參加了南京新能源車展，也看到了各種各樣的輕量化市場車型。只有想不到，沒有做不到，但是每款車其實是不能復制的，他有他特殊的造型定義和歷史根源。設計必須按照實際情況去分析考量。還是有一定的設計心得的，總結如下：

1-設計前期造型階段：必須明白他的參考樣車是和何種搭接方式，這會關系到后期的工程斷面結構和設計數模結構，有很多情況是參考樣車并不能完全反應設計新車的造型結構需求，這個時候需要找尋各種參考資料進行設計開發，資料越多，考慮問題也就越全面，也就會讓你的造型工程可行性更容易實現，更會考慮到低成本工藝，簡單工藝的實現，不給將來設計造成隱患，給后期生產減少麻煩。

2-布置階段：這個階段是很多設計想法，工程方面斷面實現的初級階段，很多這個階段會做各種各樣的修改，底盤，總布置，電器介入的比較多，車身及內外飾設計會改動最多，內部專業交流溝通也會很頻繁，因為這個階段就是方案階段，方案就是前期的宏觀概念想法得到工程驗證的階段，斷面只是創藝，雖然很多人說看斷面就可以看到實際階段，其實斷面會有很多真正結構體現不出來的東西，這個就需要實際數據去體現他。

3-工藝階段：這階段是數據要達到倒角狀態，附件基本上布置，底盤、電器基本上也布置完畢，車身及內外飾需要匹配做數據完整性工作，也會存在初版 A面的替換工作，同步工程的前期分析等工作， CAE的初步介入等等，這個階段很多專業會上馬，必須考慮全面，不然會改動很大。

4-NC階段：這個階段，是數據為工程樣車，試制養車做準備，模具廠家，焊接、涂裝廠家真正定點后的參與階段，會存在工藝問題修改，這個階段會做很多反饋修改，不過總體來說這階段的更改，基本上大家思路都很清晰，包括 CAE更改，強制法規項更改等等，數據檢查工作，都屬于被動形式的更改，這個階段會補充做很多報告，因為設計公司要考慮項目的整體時間及成本，會安排做此類報告的完備等等。

5-試裝階段：就是裝車問題的整改，這個階段開始伴隨做 2D圖紙，做好同步對接，生產準備部門也開始慢慢介入，設計公司會和制造公司經常去車間現場為設計的真實化，滿足真正的模具件開發，后期的大批量生產做些優化工作，這個時期的反饋要迅速，畢竟模具開發周期整車這塊車身 3個半月，內外飾 2.5-3個月，時間不多了，所以必須快速響應，很多公司會在這個階段讓供應商做方案更改，因為這時候也有很多廠家供應商沒有真正定點，只是把供應商喊來，讓給方案，這也很正常，車子在開模具之前，投入生產線之前，動輒上千萬，上億，很多廠家確實很謹慎，設計本來就是各個方面平衡的結果。好的設計就是最低成本，最簡單工藝，最輕量化，保證高強度車身，達到最優質量。

6-設計的部門溝通及對接：汽車整車開發是一般來講，車身，內外飾，底盤，電器，總布置， CAS，效果圖等都要介入，項目經理作為真個項目的組織者必須用時刻保持清醒來規避設計風險，但是設計又會存在各種爭議，汽車設計過程中，每個人的經驗定義都不一樣，或者每個人的項目背景都不一樣，同樣一款車，每個人設計出來效果都不一樣，都可以生產制造出來，都屬于成熟結構，但是呢，現場生產條件卻大不同，國有企業，民營企業，合資企業的開發思路和流程，或者結構參考都不一樣，為了功能，會放棄成本。為了成本，又會選擇低價設計方案，工程師雖然作為設計的執行者，也會有各種各樣的尷尬，每個工程師都有自己的設計情況，項目經理，客戶經理，都會有各種各樣的考慮，所以就會有各種各樣的爭論，妥協。再修改，反反復復，這就是設計的流程。如果說一個車，沒有爭論，沒有修改，完全按照設計開發周期去設計，設計也不會有各種各樣的延期，包括供應商這塊也是會各種各樣的變化。很多因素的結果，為了做好一款車，這就是設計的意義。