新能源汽车之汽车轻量化地关键技术

本科生课程考核论文

科目：新能源汽车教师：舒红宇姓名： Haze 学号：

专业：机械设计及其自动化实验班类别：

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大学研究生院制

目录

一前言 (1)

二汽车轻量化的概念 (1)

三作用与必要性 (2)

3.1汽车轻量化的作用 (2)

3.2汽车轻量化的必要性 (2)

四关键技术 (3)

4.1 集成化超轻新能源汽车 (3)

4.2 集成化纤维增强热塑性地板 (4)

4.3 复合材料车身 (5)

五发展趋势与途径 (5)

六结束 (7)

新能源汽车之汽车轻量化的关键技术

摘要：在《新能源汽车关键技术与研究动态》这门课上，我了解到新能源汽车的四大关键技术分为：电池及管理技术、电机及其控制技术、整车控制技术、整车轻量化技术。其中新能源汽车轻量化的终极目标是在汽车强度和安全性能的满足使用要求的前提下，行之有效的降低车身整备质量，达到提高汽车动力的整体利用效率，从而减少能源的消耗，降低环境的污染，因此，笔者认为进一步加强对汽车轻量化的研究是非常有必要。而本文从汽车轻量化的相关概念，其作用和必要性，分析了其关键技术和未来的发展趋势。

关键词：新能源；汽车轻量化；关键技术；发展途径

一前言

据调查发现，我国汽车的产量和汽车的保有量每年都在不断上升，同时汽车的能源消耗和有害物排放都在逐年递增。因此在这种环境不断恶化和能源短缺的大环境下，大力发展节能减排的汽车技术是减少能源消耗和减少环境污染的必经之路。

目前，从国际上的研究趋势来看,汽车节能减排技术主要有以下几个方向：一是大力发展新能源汽车，如电动汽车、混合动力汽车以及插电式混合动力汽车；二是开发并制造技术先进的汽车发动机；三是实现汽车整车质量的轻量化。由于我国的汽车产业发展较晚，汽车的发动机技术的专业大多掌握在外国人的手中因此发展较困难、缓慢，所以上三种主要措施相比，有效降低汽车整车的自身质量，是实现汽车节能环保目标的最有效措施。对于新能源汽车来说，由于目新能源汽车常用的电池，如锂离子电池和铅酸电池，它们均存在比能量和比功率偏小的问题，这常常无法满足车辆的加速性能和续航里程要求，而且新能源汽车对其部的系统和机构的空间分布要求较高，它的空间分布方式对总布置影响较大，所以减轻整车质量对新能源汽车就显得十分重要

二汽车轻量化的概念

什么是汽车轻量化？

百度汽车轻量化，从百度百科的定义可以发现，发现汽车轻量化具有一个整的概念，具体的它是指汽车在满足原有的行驶安全性、耐撞性、抗震性以及舒适性等性能的前提下，以及其汽车本身造价不被提高的基础上，有目标地减轻汽车自身的重量。

一般汽车轻量化的基础概念可以从一下三个方面来阐述：。

1）第一个方面是：汽车轻量化是在满足汽车已有功能的情况下，应用各种现有技术与手段降低车身重量而保持原功能不变，因此其轻量化的效果是直接减重。

2）第二个方面是：目前，市面上存在着许多功能尚不能全部满足要求或需要提升的汽车，对于这些汽车，汽车轻量化就是考虑如何在完善其功能而保持其质量不变的前提下，达到改进汽车的动力学性能、操纵稳定性、降低各部分噪声以及提高汽车的刚度和安全性的目的。

3）第三个方面是：新能源汽车的轻量化既要提高和改进汽车的性能，同时还要使汽车减重。

基于以上三个方面，新能源汽车的轻量化设计，在实际上就是对汽车进行功改进和结构进行优化设计，从而使其整备质量降低，以提高其性价比。

三作用与必要性

3.1汽车轻量化的作用

汽车轻量化是目前实现节能减排的最行之有效的措施，也是汽车工业追求的一种健康和持续发展的方式。数据显示，汽车的整体质量每降低10%，其燃油的消耗可降低，与此同时，汽车减重不见减少油耗，也减少了大气中

的排放量，车重每减少 50%，的排放量就会减少 13%，同时也减少了其他有害物质的排放，如，氮化物、硫化物等，对提高环境的质量也起到了很大的作用。在传统燃油车轻量化技术研究与发展的基础上，新能源汽车的轻量化可以提高动力性，能够有效决续航能力不足，更能平衡轻量化材料导致的成本上升，带动轻量化的规模，从而推动新能源汽车消费市场的持续扩大。

3.2汽车轻量化的必要性

随着汽车轻量化技术的发展，目前大量的研究和实验表明，汽车轻量化能够改善燃油的经济性、减少空气中的污染物和减少汽车废气的排放。

如表1所示，这是新能源汽车中常用的电池类型，可以从表中发现不管是铅酸电池，还是锂离子电池，它们的比能量均远小于传统汽车使用液体燃料的单位比能量，然而电动车的动力系统（这里主要指电池）通常占整车总质量的。这表明在同等排放量下的单位能耗（电耗量/100km）下，新能源汽车比传统汽车的要输出的能量更多，因此新能源汽车不能在像传统汽车那样靠一次的充能来实现长距离的行驶。于是这就要求电动汽车必须在实现电气化的同时采用比传统意义上的轻量化技术更有效的方法和措施。

对于汽车轻量化，小虞，中国机械工业联合会的副会长曾就这个问题在2010年指出，汽车轻量化涉及传统汽车和新能源汽，因此这个问题已经成了汽车发展过程中的鸿沟和大课题。分析其中的含义，可以总结出以下三点：

1）目前，不管是哪一款新能源汽车，它的续航里程受电池水平影响都很大，因此在电池技术发展缓慢的情况下，应该选着发展汽车轻量化技术；

2）当今节约型社会的大环境下，公民节能减排意识逐步加强，没有相当轻量化水平的电动汽车其竞争力较低，实现产业化将变得十分困难；

3）新能源汽车中除了、电机、电控系统等成本居高难下以外，汽车轻量化还面临着成本难以控制的巨大压力。

新能源汽车在汽车轻量化技术的引导下应当是具有一定轻量化水平的汽车，而不再是依靠电池或混合动力驱动的汽车，在设计时它们应当有轻量化的设计要求和目标，我个人认为，对于国一些达不到要求的新能源汽车应当暂停其开发和暂停发放补贴，转而大力开发一些较有前景的汽车。同时人们应当知道，汽车轻量化技术应该是一种共性的基础应用技术，是各种汽车都必须具备的一种技术。因此，新能源汽车的轻量化对我们国家具有重要的意义但同时又面临巨大的挑战。

四关键技术

4.1 集成化超轻新能源汽车

目前的研究成果中有一种名叫集成化超轻型新能源汽车的说法，它采用了相比一般电池更为成熟的电池技术以及电机驱动技术，而其实现轻量化的关键点则主要体现在其半承载式全塑车身以及其车身成型设备的开发。

在新能源汽车设计中全塑车身的设计是轻量化设计的重要组成部分，全塑车身设计的设计思路体现在：车身一体化、组件模块化、整体化，其实目的是实现细小零部件的高度集成，从而减少零部件的数量，降低生产的成本，从而达成车身轻量化的目标。

而目前车身整备质量最轻的新能源汽车其质量能达到 850kg(包括电池)。如图1所示，这种超轻新能源汽车具体结构可以分成一下几个部分：驱动电池单元、行驶系统、转向系统、铝制车身框架、复合材料车身、塑化地板等，