刍议新能源汽车轻量化的关键技术

梁文飞

银隆新能源股份有限公司 广东 珠海 519000

一、新能源汽车研究现状

(一)新能源汽车现状。现今社会飞速的发展,离不开工业发展的贡献,但是环境的污染却成为全球个国家难解决的难题之一。环境问题主要是因为发展工业排放的各种燃料,引起了雾霾、变暖等问题。那么,减少环境污染的有效方法之一就是发展新能源汽车。因为占全球碳排放量的产业为汽车行业,而汽车行业是国家重点发展的产业,所以新能源汽车的发展在缓解环境污染问题上有着举足轻重的作用。发张新能源汽车有三个方向：一是使汽车轻量化,是指采用新能源来作为汽车的驱动。电池燃料汽车、插电式汽车、插电混合动力汽车都属于新能源汽车。二是制作出新型的发动机。三是新能源的代表有混合动力汽车、纯电动汽车。新能源汽车在欧美国家发展的比较早,市场已成熟。而我国是在近几年才开始发展,与欧美国家相比,我国在新能源的消费观点、基础设施及关键技术不够成熟。

(二)新能源汽车研究意义。目前新能源汽车轻量化是今后发展的重要方向。汽车动力的提升需要技术的进步和创新,从而降低排放污染及减少消耗。现在各个国家为了缓解环境污染的问题,都在大力推动新能源汽车的发展。

二 新能源汽车的作用及其途径

(一)新能源汽车的作用。根据数据分析得出：汽车的质量减少,可使油耗减低；如果汽车质量减少,其油耗不变,也会使碳的排放量大大减少以及减少一些其他污染环境的物质。这样,对环境的保护也起了重要的作用。新能源汽车轻量化在与传统燃油汽车相比较下,新能源汽车可以提高续航能力,改善了传统燃油汽车的不足。这样,就可以平衡因材料的成本提高,而使新能源轻量化的市场消费扩大。

(二)新能源汽车的材料。节约能源减少排放的有效方法是减少汽车的质量与先进的发动机技术相结合。新能源汽车采用的材料,也从以前的单一到现在的多种多样。材料的多样性才达到汽车刚度和强度的要求。所以,在以后轻量化汽车的发展中,材料的多样组合才更受青睐。并且要减少稀有材料的使用,降低轻量化汽车制作成本。现在较为成熟的材料组合方法有纤维增强复合材料、高性能钢、镁合金、铝合金等。

使用轻质材料主要分为3 种,一是复合材料与金属等组合一起；二是铝合金为车底部材料,碳纤维等材料为车上部；碳纤维及金属材料为主是车体结构。想要实现轻量化汽车可行度、及成熟度高,使用轻质的材料是目前最好的方法。

三、新能源技术

(一)超轻集成化新能源汽车。新能源轻量化汽车的有两个关键性技术,一是开发车身成型的设备；二是全塑车身是以半承载式实现的。其中重要的设计部分是全塑车身。与传统设计不同的是,它实现了高度集成,在零件与功能,这样减少了零件的成本。设计构想体现在全塑车身是整体式、模块化、一体化上。这两个技术相结合实现了汽车轻量化。塑化地板、复合材料作为车身、车身框架由铝制作、转向系统、行驶系统、电池单元作为驱动构成了新能源轻量化汽车。

(二)车身由复合材料构成。在工艺中使用多次添加材料,车身的构造就像三明治一样,如"实心+发泡+实心",实现了强化的效果,这样的全塑车身就成了旋塑工艺。全塑车身是一次就全部成型,车身的材料使用了纤维发泡增强材料。它的优点有2点：1)为了实现车身的外观及设计的自由度,高分子材料比金属材料更为适合；2)全塑车身能够借节约车的安装时间,车身体公差无误,在加工的过程中减少了加装工序及零件的数量。

在设计中,必须要考虑到安全,能在发生事故时,减少对乘员和路边行人的损伤。对全塑车身轻量化汽车进行模拟演示,得到,在碰撞时,车身严重变形,在内部有大的损坏。因此,可以使用复合材料与合金6000的铝制材料组合成车身解决此类问题。为了减少乘架人员的安全问题,使用铝制车身再合适不过,因其具有能量吸收和很好的变形能力,并且还有很高的延展性与刚性。车身使用纤维增强的材料有着回弹性好的优点。在发生碰撞的时,驾驶速度在慢的情况下,那么汽车可以自身恢复。使用多种材料的组合,新能源轻量化汽车就可以协同增强、优点互补。

(三)地板由纤维热塑性组成。铝制框架和全塑车身及热塑地板的衔接是由已成型的金属器件预埋、孔槽、通孔完成的。实现了传递和吸收了撞击时的能量、同时承受工作载荷、使车身结构是封闭的。采用纤维热塑性材料作为地板结构,可以使地板有较强的扭转性及弯曲性。采用渐进式吻接与中央隧道结构来增强地板结构。

(四)车身使用旋塑模具。塑料工艺成型的重要分支是旋塑,它有着原料利用率高、没有应力且制品壁厚均匀、适合大型制件、模型制作成本不高、结构简单的优势,近些年来发展较好。因为全塑车身的模具维修成本不低、整体模具加工难、表面精度要求严、尺寸要求高、结构复杂。所以提出了旋塑模具的方法。

该方法把车身进行了模块化,依据汽车的旋塑成型、轮廓线、位置、作用、功能进行划分。各模块之间通过夹紧装备和模具架紧固,脱模时按照顺序脱模。这样可以提高塑化效率,降低制造模具的难度。

四总结

由上所述可知,新能源轻量型汽车因零部件集成、仿真的结构、整体构造成型而具有三明治结构特点,这样实现了轻量化的目的。在技术上,提高了塑化效率、降低了制造工序及零部件的数量、保证了乘员和行人的安全等优点,并且发展新能源轻量化汽车可以减少环境污染,是以后汽车行业发展的重要方向。