未来的车身讲解

未来的车身姓名：学号：班级：安徽工业大学机械工程学院年月日要求1.运用本课程所学知识从车身的性能、外形、结构、先进装备及制造技术等方面对你心目中的未来车身进行详细描述，可借助必要的图表进行描述。

2.必须包括要求1中所有要求内容，重点在于你的理解和评价，而不是照抄现有课本或网络上的信息。

如有大面积与网上雷同文字则视为抄袭，两人报告雷同视为抄袭。

3.独立的封面与目录，封面上注明姓名、学号、成绩栏4.装订顺序：封面-题目页-报告页5.提交纸质报告6.评分要点：①是否包含要求1中的所有内容；②能否准确恰当运用所学内容阐述主题；③报告完整性、思路是否清晰、文字表达；7.2015-2016学年第一学期16周上交目录一、绪论··································页码二、未来车身与新型能源······纯电动汽车的车身设计（燃料电池电动汽车）······太阳能汽车·····三、未来的环境友好型车身材料·····吸附性车身材料····新型内饰材料····四、智能车身·····智能玻璃·····智能安全气囊·····夜视功能·····音控技术·····自动车门····主动泊车车身····自动导航·····车辆主动防碰撞控制系统····五、市场针对性更强更细分市场的未来车身设计···车族化生产···模块化生产与模块化套件··六、结语·····一、绪论谈到未来的车身设计，与当今任何关于未来的展望都是分不开的。

未来的设计，归根结底是为了尽最大可能的消除和克服现有技术的不足和达到现有设计难以企及的高度。

纵观汽车车身设计的发展历史，每一次技术和设计的进展和创新，都是建立在针对现有不足甚至惨痛教训的修改的基础之上。

然而车身设计又不同于一般的工程设计，它既是一样严谨科学的工作，又是一件充满艺术感的灵感结晶，这就要求车身的设计要成为想象力创造力与判断力观察力的结合。

换言之，未来车身的设计必须是感性和理性的有机结合。

困扰现有汽车的几大难题其实也是影响未来车身设计的几点重要因素。

第一，能源消耗问题，在未来能否使汽车成为低能耗或真正成为不依赖非可再生能源的交通工具；第二，环境保护问题，在未来能否使汽车成为低污染甚至自净化的交通工具；第三，更智能的设计，未来汽车能否自主满足不同用户在不同情况下的个性化需求；以上几点，都是与未来车身设计性能、外形、结构、先进装备及制造技术等方面密不可分的。

第四，在车身设计时应考虑未来城市中人口密度更加大，泊车难度更加高，人均汽车保有量越来越大的情况，充分细分市场，在车身设计时做到车族化，模块化，满足不同情况的需要。

本文将就以上几方面做详细论述。

二、未来车身与新型能源自20世纪70年代后，随着石油危机的加剧，各大汽车商家在尽可能地降低内燃机汽车的燃油消耗的同时，都在不遗余力的发展混合动力汽车和新能源汽车。

混合动力主要有油电混合与混合燃料两种形式，这两种汽车在车身设计上与传统内燃机汽车并无不同，未来的发展趋势也无非是延续当前的趋势，着力降低风阻系数，减轻重量的同时提高强度与刚度等等。

然而我认为，混合动力汽车仅仅是在技术上的过度产品，是为了真正的新能源汽车准备性与试验性产品，最终的趋势还是完全由新能源汽车替代现有的传统能源汽车。

新能源汽车可分为以下两种，纯电动汽车（燃料电池电动汽车）、太阳能汽车。

以下分别作这两种新能源汽车车身设计的展望和描述。

2.1纯电动汽车的车身设计（燃料电池电动汽车）电曾经被认为是汽车的未来动力，但蓄电池漫长的充电时间和重量使得人们渐渐对它兴味索然。

而目前的电与汽油合用的混合动力车只能暂时性地缓解能源危机，只能减少但无法摆脱对石油的依赖。

这个时候，氢动力燃料电池的出现，犹如再造了一艘诺亚方舟，让人们从危机中看到希望。

电动汽车顾名思义就是主要采用电力驱动的汽车，大部分车辆直接采用电机驱动，有一部分车辆把纯电动汽车机装在发动机舱内，也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子，其难点在于电力储存技术。

本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少，由于电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，集中的排放，清除各种有害排放物较容易，也已有了相关技术。

在我看来，电动汽车车身设计最大的特点应该是基于它的主要使用功能和用途，在近未来，电动汽车无论从动力上还是能源补给上都还很难做到高速长距离旅行，所以着眼点应是城市工况，低速，便于充电。

因此，不同于传统燃料轿车，电动汽车不应过分追求低风阻系数，而是保证一定风阻系数的情况下尽可能地优化车身与空间布置，电动汽车上最重要也是最独特的部件是高性能蓄电池和电动机，总体布置大致如此：蓄电池——电流——电力调节器——电动机——电传动系统（如下图中所示，可以大幅节省车内空间和缩短长度以及提高传动效率，在电动汽车中比机械传动有着得天独厚的优势——即为不需要转化机械能为电能即可直接从蓄电池中获得电能。

）——驱动汽车行驶由于电动机和蓄电池的布置可以比内燃机动力总成的布置紧凑很多，因此选择后置后驱或者中置后驱的布置会比较合理，一是载荷会较多的分配在后轴上，有利于动力性的发挥，并且不会像内燃机后置一样过分占据载客体积，还可以优化线路布置，缩短轴距，利于城市中空间不足的情况下并线，掉头，泊车时的操控灵活性，也利于节省停车占用的空间。

下面两组图片分别为燃料电池汽车和纯电动汽车的总布置图而汽车前部可作为行李箱。

汽车的安全性将采用新的理念去设计，即主动防撞系统，由于高性能电池（镍氢电池或高性能燃料电池）的应用，各种大功率传感器都可以被应用在轿车上，所有的车都可以实现低成本安装如雷达、激光探测、车联网这些东西，那么车跟车、车或物体之间用传感器实现互相一直交流，在有碰撞危险时车辆就会做出主动反应，或转向或减速，以避免碰撞。

由于主动防撞系统的存在以及主要城市低速工况下的情况，车身只需在几个主要部分采用框架结构即可（如下图中所示），“白车身”结构可以不采用，以达到最大轻量化。

关于主动式防装系统的理念，在后文有详细介绍车内的布置为2-4门（2-5座），采用模块化设计，后排座可根据需要拆除（可采取导轨设计），多出的空间有两个用途，一为运送大件行李，如去机场火车站等；二为增加续航力，即在多出的空间布置蓄电池座，可增加蓄电池，在两人用车开往郊区，缺乏充电站的情况下增强汽车的续航能力。

如下图中的城市电动轿车还应形成车族化，应同时有纯2门车型，用于上班族代步，由于基本不用于市区以外的工况，因此外形可类似于下图双门双座微型轿车整车高度可以设计得较高，在堵车的时候拥有较好视野，轴距较短，具有良好的转向灵活性，方便市区空间狭小的情况时的机动灵活。

该车辆还应具有四轮均可转向的特征，便于市区停车。

如下图。

具体的这套泊车系统在后文还有介绍。

另一项应用在城市电动车上的设计是前部开门，由于停车空间的狭小，有时车主将车停进车位后无法打开侧门，这时就需要这种前开时车门，方便车主进出。

电动车车身设计与生产也将趋于模块化，承载式铝型材的框架，轻型环保材料的车身就像人的衣服一样每天都可以换。

造型和质量跟苹果产品一样，把艺术、机械、电子融为一体的精品。

2.2太阳能汽车几十年来，太阳能汽车一直是几代汽车人的梦想，但是始终制约着太阳能成为汽车驱动力的完全能源的问题是阳光不足时无法提供足够的能量。

找到太阳能电池板布置位置，角度，面积和车身整体结构刚度，空气动力性和车内空间分配间的平衡点是未来太阳能汽车车身设计的主要着眼点。

太阳能汽车最具魅力的部分就是车身。

光滑而又具有异域风情的外观是吸引眼球的部分，太阳能汽车是由若干主体部件组成。

由于没有统一的标准而使得每一辆太阳能汽车各具特色。

我认为，城市中高楼林立，会影响太阳能汽车采光的问题，因此，未来太阳能汽车的定位是乡村或城乡结合部。

除了车子长度的强制性要求限制外。

当我们设计太阳能汽车的主体时要让阻力达到最小值。

而使太阳能与阳光的接触比达到最大值，重量要尽量小而安全系数尽量达到最高。

一个好的太阳能汽车外形能够节省几百瓦的能量，这也是制造一辆好的太阳能汽车所必须的。

还有一个挑战就是如何制造出一个高效的太阳能汽车底盘，从而使其强度和安全度达到最佳，并且重量最小。

每一公斤的重量都需要足够大的能量使得在路面上移动。

这就意味着工作组力求使车子的重量减到最小。

而这个关键的部位就是汽车的底盘。

然而，安全是一个基本的要求，底盘必须具有严格的强度和安全系数要求。

经过查阅资料，有三种类型的底盘可以使用在太阳能汽车上。

（1）空间框架结构（2）半单体横造或碳纤维（3）单体横造一个空间框架使用一个焊接或保护管结构用于支撑装载或车体，这种车体重量轻，但不能装载。

合成的外壳是可以将分离的底盘组装起来。

半单体横造或碳横梁使用合成横梁和空间隔开达到支撑装载的能力，而整合就不能支撑装载并承受一个整体的腹部底盘。

在太阳能汽车的顶部每段是经常分割成片状，从而能够附加到腹部盘的上面。

一个单体横造的太阳能汽车的底盘使用躯体结构并用来支撑装载。

太阳能汽车另一个设计时的重点则是太阳能电池板的布置。

面积，角度都是很重要的影响因素，同时因为要使车身表面尽可能都布满太阳能电池板，还要考虑空气动力学问题。

像如下图这种布置虽然能尽可能使太阳能电池板的面积大且接受阳光的角度达到接近90度，但是势必会影响风阻系数。