电动汽车车身轻量化设计对环境的贡献



电动汽车车身轻量化设计对环境的贡献

面对汽车原材料大量消耗以及排放问题日益严重的问题，电动汽车成为一种新的选择。研究表明，只有在一定条件下电动汽车的性能才能在生态环境方面超越传统汽车。通过考虑原材料的提取、加工、使用和再循环，并从整体角度来分析电动汽车结构轻量化带来的利益。

车辆空载质量是影响油耗、排放等生态问题的重要因素之一。电动汽车结构设计可以分为传统化设计和轻量化设计。以VW Golf车型改装成电动汽车车型为研究案例。

（1）传统化设计是在传统汽车结构基础上，按照电动汽车动力系统特点对原车结构进行改造，取消原发动机、离合器等部件，在汽车后座下方和前后轴之间放置动力电池、电机等部件，并增加电池包固定结构。采用该种设计的电动汽车，其空载质量增加了32kg。

（2）轻量化设计是从资源消耗和能量利用率的角度重新对电动汽车结构进行轻量化设计。基于结构优化方法，利用先进的生产制造工艺生产汽车框架。其中，汽车车身含有大量管型钢结构以确保其足够的刚度和强度，并采用超薄塑料、钢板、铝板。整电动汽车的设计以需求设计目标，底盘结构设计考虑动力电池包设计。采用该种轻量化设计的电动汽车，其空载质量较传统化设计减轻了25%。

两种结构设计下的电动汽车动力性一致。

生命周期分析（LCA）方法是分析产品对生态环境影响的重要方法。LCA方法包括确定设计目标、制定产品详细的生命周期目录、产品环境影响评估、评估解释。根据产品生命周期目录分析和环境影响评估得出产品评价结果，并给设计者提供一定建议。

基于LCA方法，从产品生产、使用和再循环3个方面对比分析了轻量化设计和传统化设计下车辆结构特点，得出了轻量化设计的电动汽车结构具有巨大优势。

刊名：Advanced Materials Research（英）

刊期：2014年第907卷

作者：Günther Schuh et al

编译：谢秀磊