為推動我國電動汽車輕量化技術創(chuàng)新發(fā)展提供技術支撐和保障

近日，由中國汽車工程學會（以下簡稱“中汽學會”）組織上汽集團、江淮汽車、北汽股份、奇瑞汽車、中國汽研、吉林大學等汽車及相關行業(yè)30余家單位聯(lián)合申報的“電動汽車結(jié)構(gòu)輕量化共性關鍵技術研究與應用”項目正式列入首批國家重點研發(fā)計劃的“新能源汽車”試點專項，并獲得5000萬元的專項經(jīng)費支持。中汽學會是成立于1963年的科技社團，推動汽車工業(yè)科技進步是其建設宗旨之一。近年來，在協(xié)同創(chuàng)新機制探索、產(chǎn)學研項目實施、汽車產(chǎn)業(yè)共性技術研究等方面開展了大量工作并積累了豐富經(jīng)驗?！半妱悠嚱Y(jié)構(gòu)輕量化共性關鍵技術研究與應用”項目的實施，將進一步推動我國電動汽車輕量化技術的發(fā)展和創(chuàng)新能力的提高。

一、項目的目的和意義

輕量化由于可以有效提高電動汽車的續(xù)航能力，從而受到全球汽車企業(yè)的高度關注。國外近年出現(xiàn)了以全新設計和多種輕量化材料混合應用為特點的新型電動汽車，如寶馬汽車公司2013年推出的i3電動汽車應用了大量的碳纖維增強復合材料、特斯拉公司的model s電動汽車則采用了全鋁電池框架和非全承載式車身的全新構(gòu)架。

我國目前在電動汽車結(jié)構(gòu)開發(fā)上仍然沿用傳統(tǒng)汽車設計理念，在碳纖維增強復合材料、鋁合金、鎂合金以及高強度鋼等輕量化材料的應用方面也明顯落后。該項目將以全新架構(gòu)電動汽車設計，異種材料連接以及碳纖維復合材料、鋁合金、鎂合金、超高強度鋼等應用的共性關鍵技術為研究目標，為我國新一代電動汽車正向設計開發(fā)及產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供強有力的技術支撐和保障，具有十分重要的意義。

二、項目的總體目標

該項目將碳纖維復合材料、鋁合金、鎂合金、超高強度鋼動態(tài)性能、典型復雜零部件成形技術、性能評價方法和多材料連接技術等進行深入研究，揭示碳纖維復合材料界面與零部件結(jié)構(gòu)不同鋪層設計導致的各向異性對零部件性能影響的規(guī)律性，建立碳纖維復合材料與鋼、鋁合金、鎂合金連接結(jié)構(gòu)的數(shù)學模型及連接性能與疲勞失效的數(shù)值分析和評價方法，掌握全新架構(gòu)電動汽車車體和電池倉框架指標分解、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和性能集成方法，構(gòu)建全新架構(gòu)電動汽車結(jié)構(gòu)-材料-性能一體化多目標優(yōu)化設計方法和電動汽車整車、典型零部件輕量化評價方法，建立電動汽車輕量化共性技術數(shù)據(jù)庫，制訂電動汽車輕量化技術標準并實現(xiàn)高強鋼與輕合金在兩款車型上應用、碳纖維復合材料在一款車型上應用，為新一代全新架構(gòu)電動汽車結(jié)構(gòu)輕量化正向設計開發(fā)提供理論與技術基礎。

三、項目的研究內(nèi)容

一是通過一體化設計理論方法及全新架構(gòu)電動汽車車體倉和底盤車架建模與設計分析研究，建立全新架構(gòu)電動汽車結(jié)構(gòu)-材料-性能一體化多目標優(yōu)化設計方法。二是通過開發(fā)碳纖維復合材料一體式地板，建立碳纖維復合材料大型車身結(jié)構(gòu)件集成設計及成形與性能評價方法。三是通過開發(fā)薄壁壓鑄鋁合金減振器支座、鍛造鋁合金車輪，突破并掌握復雜薄壁壓鑄鋁合金零部件成形與應用的關鍵共性技術。四是通過開發(fā)耐蝕鎂合金鍛造車輪、鎂合金前端支架，建立耐蝕鎂合金汽車零部件設計及成形與評價方法。五是通過開發(fā)1.2GPa冷成形車門防撞梁、1.5GPa溫成形B柱加強板、1.8GPa熱成形B柱加強板，突破并掌握超高強度鋼汽車零部件成形與應用的關鍵共性技術。六是通過研究6種異種材料連接的結(jié)構(gòu)設計、數(shù)學模型及靜動態(tài)性能，建立多材料連接建模分析及疲勞設計與性能評價方法。七是針對全新架構(gòu)電動汽車結(jié)構(gòu)的不同特點，研究并建立電動汽車整車及車身輕量化的評價方法。八是通過梳理碳纖維復合材料、鋁合金、鎂合金和超高強度鋼材料的靜動態(tài)性能數(shù)據(jù)，制訂相關零部件結(jié)構(gòu)設計及成形和性能評價與異種材料連接的技術標準，并建立電動汽車輕量化共性基礎數(shù)據(jù)庫。

四、項目的預期效益

項目取得的輕量化材料靜動態(tài)性能分析、典型零部件成形與異種材料連接等關鍵共性技術，以及全新構(gòu)架電動汽車結(jié)構(gòu)一材料一性能一體化設計關鍵技術，能夠增補國內(nèi)空白，改變我國當前電動汽車的開發(fā)理念。

項目建立的電動汽車輕量化數(shù)據(jù)庫和技術標準，將服務于全行業(yè)電動汽車產(chǎn)品的研發(fā)；建立的電動汽車輕量化評價體系，能夠用于電動汽車輕量化水平的評價；形成的電動汽車輕量化技術研究報告，將為政府和企業(yè)的科學決策提供有力支撐。

項目由中汽學會牽頭實施，突破的電動汽車輕量化共性關鍵技術，將首先在本項目參與單位的目標車型上獲得應用，之后將在這些企業(yè)的其他電動汽車上推廣應用，并通過參與項目的高校和科研單位在行業(yè)中進一步擴大應用，從而實現(xiàn)創(chuàng)新效率的最大化。