淺析電動汽車車身輕量化設計

李培培 武帥磊 蘇恒

摘要：輕型技術是減少廢氣排放的一種技術手段，輕型汽車定量能有效降低汽車質量，節約能源，減少廢氣排放，同時保證汽車的整體性能。據相關資料顯示，國外私家車和商家車平均質量每10年輕型下降10%，今后備胎質量將繼續下降20%，而中國私家車和商家車備胎質量研究較少在國家政策的支持下，電動汽車的動態發展，以及通過小型技術促進電動汽車的協同發展，是電動汽車發展的未來趨勢之一。本文分析了電動汽車車身的輕量化設計，供參考。

關鍵詞：電動汽車;車身;輕量化設計

引言

純電動汽車動力和電池動力的強大組合在開發新能源方面發揮了關鍵作用，使自主距離成為新能源汽車的關鍵節點，但這方面的主要障礙是，這可能增加新能源汽車的總重量對于純蒸汽和電動車輛，各種車身型號的輕便和重量不僅可以有效減少車輛的能耗和嚴重的環境污染，而且還可以大大提高純蒸汽和電動車輛的自主性和里程。

1電動汽車輕量化設計的重要意義

目前，中國汽車工業將電動汽車視為當前發展的前景，充分利用新能源，緩解汽車數量增加造成的嚴重環境污染問題，從根本上確保本地區的可持續發展。到目前為止，國內電動汽車生產還沒有積累豐富的經驗，在提高電動汽車的性能、自主性和能耗方面還有很大的馀地。在此基礎上，汽車輕便可提高汽車的舒適性、旋轉響應性、操縱穩定性和安全性，節約材料，降低制造成本。具體來說，電動汽車重量輕，汽車驅動馬達產生較高的加速度，同時減少汽車慣性，減少制動距離，從而有效提高電動汽車的自主性。經驗表明，雖然純電動汽車的總重量可以減少10%，但平均行駛里程將增加5 %至8 %，汽車準備質量所需功耗將減少約7.5%。在電動汽車實際運行過程中，減少車身結構重量可以減少車輛負荷量，延長車輛負荷系統的運行壽命。由于電動汽車的內電池和附加裝置可能會增加車身結構的整體重量，因此有必要通過控制車身的整體重量來輕設計車身結構，以保護電動汽車的運行效果。

2電動汽車車身輕量化結構設計關鍵技術

輕型材料設計主要使用強度較高的材料，例如鋼、合金材料、非金屬材料等。以將其轉換為滑塊結構，從而更好地實現滑塊的輕量設計目標。車輛的外層可以朝向非金屬材料。目前使用的輕型汽車材料不符合電動汽車的輕型、安全和自主性的要求，因此需要重點開發新的輕型汽車材料。由于研究和開發新的車身材料需要強有力的技術支持和較長的試驗周期，還需要在輕型汽車結構設計過程中進行材料降解、材料組成和虛擬實驗等工作。其中，材料降解主要是利用先進的精密技術，確保材料的初步優勢，通過物理或化學手段改變不利于車輛車身輕度改造的性能，并確保車輛車身結構材料能夠達到最佳的參數組合。材料負荷主要是按一定比例對幾種材料進行檢查和處理，以確保材料的全部優點得到充分利用，提高車體結構的強度和性能，前提是實現電動車身結構的輕量化設計目標。此外，在為汽車車身結構開發新材料時，有關研究部門還可以利用先進的虛擬計算機技術建立材料性能的動態模型，并從根本上減少車輛測試的發展難度。

3電動汽車車身輕量化的設計方案

3.1鋼板沖壓的焊接車身，配外觀裝飾件的車身結構

為了顯著提高小型車輛的自主性，并使車輛內部的重量略有減輕，可以考慮取消之前對沖壓板零件的修改。基本設計方案：根據車的形狀和尺寸，頂罩、側緣和后門部分應拆下面紗，外觀室內裝飾件應直接安裝在車體整體形狀的內板或車體加強板結構上。為了保持整個車輛結構的牢固性和安全帶的良好運轉，以及現場安裝能夠提供外部和裝飾部件的支架，可以在車輛結構和現場安裝的支架上添加外部部件和裝飾部件。

3.2敏感度分析

敏感度分析研究對模型中的參數所做的更改對與整個模型相關的性能更改的敏感度。當設計變量很多時，可以估計最有利于優化結構的結構參數。根據有限元分析的結果，汽車車身上的40個鈑金零件作為可選的優化設計變量進行過濾，其中對稱鈑金零件是部件。將鈑金零件的厚度用作設計變量，將汽車車身的靜態扭轉剛度和一流的扭轉模態頻率約束為汽車車身最小質量的優化目標，解決與平板厚度和質量相關的靜態扭轉剛度和一流扭轉剛度靈敏度。

3.3實施新程序

為了設計易于量化的電動汽車車身，需要采用新的方法，例如通過擠壓冷態金屬過渡接頭或鋼質鉚釘來拉伸鋁，這樣在連接和成型多種材料時可以稍微優化車身。

3.4優化的車身設計

當整車整體設計完成，且在測量和評價后達到指標時，需要對車體進行靈敏度分析，調整不符合靈敏度的零件，采用輕型迭代計算方法測量碰撞安全性能、NVH性能和硬度性能 選擇更適合車輛車身的材料，全面提高車輛靈敏度，滿足車輛輕微需求。

3.5純電動汽車輕量化設計效果

根據安裝和設計方案，只要能夠安裝整個設計車輛，預計重量比每輛原車的總安裝重量減少約12公斤，預計重量減少約6.67%。實際上，在整個車輛的安裝設計中，如果需要將整個車輛整體的重量考慮在內，則可以預期重量至少減少5%，因為設計的增加、車輛零件的增加和輕型車輛的設計都是在所設想的范圍內進行的 這將對正在開發的輕型汽體和設計輕型汽體的整體內部結構具有重大的科學和技術意義，該結構包括各種新的金屬和非金屬外殼和涂層。

結束語

隨著社會經濟的發展，國內的汽車保有量急劇增加。為了減少汽車尾氣的排放，減少污染，電動汽車的使用也越來越被普及。隨之而來就是對電動汽車深入研究，本文為電動汽車車身輕量化提出一些實際的建議，以某車型為例確定了具體的輕量化策略，最后為電動汽車車身的輕量化找到幾個突破口，為國內電動車的發展助力。

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