車身輕量化技術對新能源汽車的作用

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摘要：科技不斷發展，工業制造的模式產生了很大的變化。為了適應市場需求，提高制造質量和效率，強化企業的競爭力，必須對傳統的汽車制造進行創新和改進。車身輕量化技術的應用，對提升新能源汽車性能效果顯著，已成為汽車廠工業中創新應用必不可少的組成部分。文章主要分析了車身輕量化技術，及其對新能源汽車性能的提升方法，以供參考。

關鍵詞：輕量化技術；新能源汽車；性能輕量化技術應用

新能源汽車性能提升是一種新型的科技，是將機械與計算機技術、電子技術以及信息技術等等相結合的技術形式，輕量化技術應用新能源汽車性能提升是一種性能優化、智能化的系統，便于對機械設備進行操控，在汽車廠工業上創新應用機械設備是非常重要的，可以推動汽車廠工業的發展，并且讓汽車廠工業實現性能優化以及智能化的發展，符合未來發展趨勢。采用輕量化技術應用新能源汽車性能提升可以解放制造力，減少人力資源的參與，并提高了工作質量和效率，通過輕量化技術應用新能源汽車性能提升的創新應用，節約成本，在汽車廠工業中具有廣闊的創新應用前景。

1車身輕量化技術概述

車身輕量化技術的應用是以車身零件的強度和剛度要求為約束，借助CAE優化設計方法對零件的結構進行優化設計，通過車身零部件的薄壁化、中空化、小型化或集成化，以減小車身骨架和車身覆蓋件的質量或數量，從而達到車身減重目的，使用輕量化材料通過大量使用輕質、高強材料實現車身大幅減重已經成為車身輕量化最為主要的手段。這些材料主要可以分為兩類，一類是高強鋼材料，包括普通高強鋼、先進高強鋼以及超高強鋼。另一類是低密度材料，包括鋁合金、鎂合金、塑料、復合材料等。使用輕量化結構材料采用特種加工工藝制成的具有輕量化結構特征的車身用毛坯材料，包括激光拼焊板和連續變截面軋制板。其中，激光拼焊板即采用激光焊接技術把不同厚度、不同表面鍍層甚至不同原材料的金屬薄板焊接在一起，形成沖壓用坯料。車身輕量化技術應用框架如圖1所示。

2車身輕量化技術對新能源汽車性能的提升

當前，無論是從性能考慮，還是從環保出發，汽車輕量化都已成為一種必然趨勢。而碳纖維復合材料是汽車輕量化的不二之選，頂級方程式賽車車身整體使用的就是碳纖維復合材料。隨著技術的發展，這種材料逐步普及，已經開始運用于普通汽車上。車身輕量化結構圖如圖2所示。減輕車重是人們一直在追求探索的。汽車變輕，一方面能提高車輛性能，另一方面更能滿足節能環保的需求。如果將現在汽車的鋼材部件全部由碳纖維復合材料置換，車體重量可減輕40%～50%，車子的提速和轉向等性能顯著提升。此外，當前我國機動車污染物排放量已超4500萬t。研制輕量化汽車是實現我國低碳經濟的迫切需求。數據顯示，汽車每減重10%，燃油消耗可節省7%，目前鋼鐵材料約占車體重量的3/4，如果汽車的鋼材部件全部由碳纖維復合材料置換，車體重量可減輕300kg，燃油效率提高36%，二氧化碳排放量可削減17%。若減重20%～30%，每車每年CO2排放可減少0.5t，不僅減少了使用成本，更加綠色環保。碳纖維是由化纖和石油經特殊工藝制成的纖維，除了和一般碳素材料一樣具備耐高溫、耐摩擦、導電、導熱等特性，它強度更高，質量輕，更耐腐蝕。它的密度不到鋼的1/4，但抗拉強度卻是鋼的7倍～9倍，抗拉彈性也高于鋼，在2000℃以上的高溫惰性環境中，是唯一強度不下降的物質。在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性出類拔萃。而且它外形柔軟，可加工成各種織物。從使用的角度看，碳纖維不存在腐蝕生銹的問題，比普通金屬耐用。在極端氣候條件下，碳纖維的性質幾乎不發生變化。使用碳纖維制造車身，可以省去高成本、煩瑣的涂裝工藝。難怪有人說，碳纖維幾乎是目前可知的最能讓汽車減重的完美材料。如今發動機的小型化和渦輪化，其實也是整車輕量化設計的結果。除了這些之外，車身框架結構和覆蓋件也是汽車輕量化的重中之重。車身的框架的結構如今，隨著科學技術的進步，采用的都是超高強度的鋼材。這種鋼材所構成的車身結構件，重量輕抗拉伸強度高！理論上來說，只要這部分的鋼材強度足夠，是不會影響整車的安全性能的。汽車輕量化就是整體減輕汽車重量，提高性能。碳纖維是未來汽車輕量化發展趨勢。碳纖維復合材料是由碳纖維和樹脂等材料通過一定比例混合，經過一系列固化處理得到的具有優異性能的新型材料。這種材料應用在汽車領域具有傳統金屬材料無法比擬的優點。碳纖維復合材料模壓工藝圖如圖3。上述這些優點讓碳纖維復合材料成為車身制造的絕佳材料。碳纖維復合材料應用圖如圖4。產品優勢：強度高，碳纖維復合材料的機械性能優于金屬材料。其抗拉強度時普通鋼材的4倍～5倍，剛度是普通鋼材的3倍～4倍。人們越來越注重汽車的安全性，在“德系車與日系車誰能安全”“鐵皮厚與薄誰更安全”等問題上，汽車愛好者已討論多年，表面上是爭個誰對誰錯，但實質上反映的是人們對汽車安全性的看重。這樣一種高強度的材料應用到車身上，汽車的安全性會大幅度增加。質量輕，碳纖維復合材料在有著優良機械性能的同時，又有超輕的質量。人們傳統意識中的“越結實就肯定越重”的觀念被徹底顛覆。在比普通鋼材強度高上數倍的同時，它的質量僅為鋼材的數分之一。在越來越注重環境保護，越來越注重汽車燃油經濟性的今天，輕車身已經成為汽車發展的趨勢，碳纖維復合材料還有耐腐蝕，易于造型等優點。

3結束語

輕量化技術應用新能源汽車性能提升對汽車廠工業具有優勢，推動了汽車廠工業的發展，并且通過輕量化技術應用新能源汽車性能提升可以提高汽車廠工業的運作效率和質量，減少人力資源的投入，節約成本，有利于汽車廠工業的長遠發展。輕量化技術應用新能源汽車性能提升裝置在設備上可以改善運行模式。但是對輕量化技術應用新能源汽車性能提升在汽車廠工業中的創新應用仍然需要加大研發力度，不斷改善存在的問題，改變工業制造的模式和結構，實現由勞動密集型向智力密集型方向的轉化，提高科技水平。

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作者:朱昊 單位:南昌市江鈴汽車股份有限公司