轻量化技术对纯电动客车的节能影响研究

李江

【摘要】本文主要研究当前轻量化技术对纯电动客车的节能性影响，为了切实提升电动汽车轻量化技术的深入发展，国内电动汽车轻量化技术的研究通常是从电池輕量化、车身轻量化、电池传动总成轻量化入手。电动汽车的轻量化不仅能够有效提升汽车的电池寿命和安全性能，由于减轻了客车整体质量还能够有效降低油耗，真正实现对生态环境的保护作用。

【关键词】电动汽车;轻量化技术;节能发展

1. 电动汽车轻量化技术研究

1.1电池轻量化

如今，我国电动汽车所采用的动力电池主要包括蓄电池和原料电池两种类型，这两种类型的电池在能量比和质量功率比方面存在差异，但是由于电动汽车安装的动力电池组件比较重，从而导致动力电池的动力性和续航能力无法得到保障。为了真正提升电动汽车应用的质量，在进行电动汽车轻量化技术分析时，需要从汽车的主要部件入手进行优化和升级。目前，动力电池的轻量化将会成为电动汽车动力电池未来的主要研究方向。与传统镍氢电池、铅酸电池及锂电池进行对比可以发现，在比能量上燃料电池具有更高的性能，并使传统电池输出功率低和续航能力不足的问题也可以得到一定的缓解。在燃料电池中双极板质量占电池总质量的70%以上，因此想要实现燃料电池的轻量化设计就必须从双极板以及储氢设备入手进行减重。为了减轻电堆的质量和体积，需要根据电动汽车的实际运行需求对双极板的体积和质量给予有效控制，尽量实现双极板的轻量化与小型化，使其更好的满足电动汽车轻量化需求。

1.2电驱传动总成轻量化

对于纯电动客车而言，其电驱传动总成包括减速器、驱动电机和传动轴三个部分。在整车质量中，电驱传动总成占据着比较大的比重，为了实现电动汽车的轻量化设计就必须要控制电动汽车的电池传动总成重量。电动汽车大部分采用分布式驱动设计，因此如果驱动系统的质量较大就会对汽车运行过程当中的安全性和和操作稳定性造成不良的影响。作为电动汽车电驱传动总成的核心部件，驱动电机的发展目标是逐渐减少体积和质量，并采取有效措施来提升转矩和功率。如今，小型轻量化是我国驱动电机的主要发展趋势，不同驱动电机设计的衡量标准在于电机本身的功率密度。为了真正实现对电动汽车电驱传动总成进行轻量化设计，要对集成化设计给予重视，并集成驱动电机与变速箱。实际上，集成化的电动汽车内部设计能够有效降低整车的质量，并进一步降低对电能的消耗，提高电动汽车节能效果。

1.3车身轻量化

在整车质量中，汽车的车身质量占据着比较大的比重，因此在进行电动汽车轻量化设计时电动汽车的骨架是非常重要的轻量化对象。相比于传统类型的汽车，电动汽车引用了动力电池作为核心动力，本身就提高了电动汽车的整车质量，进而对电动汽车的续航能力产生比较大的影响，因此就更需要提升汽车车身的质量优化，通过轻量化设计方法和轻量化材料的选用，真正提升电动汽车轻量化技术应用的可行性。当前国内应用于电动汽车轻量化生产的主要材料包括高强度钢、轻质合金材料以及复合材料。其中高强度钢主要应用于电动汽车车身钣金以及车身结构件的制造，在相同的强度等级下，可以选择高强度钢来削减零件体积，进而降低车身质量。通常情况下，轻质合金材料有镁、钛、铝合金材料等，具有体积小质量轻的特点，应用于电动汽车的车身制造中能够有效减轻车身整体质量，在提升车辆动力性能的同时降低运行能耗。一些轻质合金材料甚至可以进行百分之百的回收循环再利用，极大地提升了环境保护作用。

2.电动汽车轻量化技术发展趋势

2.1高比功率和比能量电池

通常情况下，铅酸电池在低速短途电动汽车上得到了广泛的应用，主要是由于铅酸电池价格上的优势较为明显，因此虽然比能量和比功率相对较低，但短期内不会退出电动汽车市场。镍氢电池在比能量和比功率方面有着较高的优势，但制造成本较高，随着锂电池的大规模生产和发展会逐渐退出电动汽车市场。对于锂电池的制造生产与应用而言，虽然能够提供较大的比能量和比功率，但是在安全性方面有所不足。为了切实解决锂电池的安全问题，则需要选择由固体电解质生成的全固态电池，同时，在锂电池中应用超级电容提高功率密度。对于电动汽车轻量化技术发展而言，未来开发新型更高能量密度储氢合金以及电池整体结构的优化设计是较为主要的发展方向。

2.2轻量化车身

随着国内汽车保有量和销量的逐渐上升，国内石油能源的需求量逐渐提升，对外依存度也有所上涨。这就对国内汽车的节能降耗性能有了更高的要求。新能源汽车的出现是当前节约能源和生态环保目标的产物，新能源汽车相关制造技术和工艺的深入发展，也使得电动汽车的销量逐渐提升。电动汽车动力电池的比能量比燃油的比能量要小很多，与传统的燃油汽车相比虽然提升了生态保护作用，但是由于引进了电池使得车辆的整体质量有所增加，续航能力与传统燃油汽车相比远远不足。这就要求国内的电动汽车轻量化设计不断提高进程，真正提升电动汽车应用灵活性和适应性。

3.小结

当前电动汽车轻量化发展的过程中高比能量比功率动力电池和高功率密度电机的研制工作是较为主要的技术难题，高性能塑料可能会以塑代钢的形式参与汽车的轻量化设计。随着社会经济科技的发展，制造工艺逐渐深化改进能够支持碳纤维车身大规模生产和使用，这些制造工艺都能够有效降低电动汽车的整体质量，为降低油耗并减少排气污染提供了巨大的助力，不仅为电动汽车产业的发展注入新的活力，新能源的有效应用也会更好的实现国内生态环保的目标。

【参考文献】

[1] 阡陌.从工艺到布置迎接轻量化客车工业变革黄海客车研究院整车所所长何志亚解读全铝新品[J].汽车与配件，2017，（18）：64-65.

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