芻議新能源汽車輕量化的關(guān)鍵技術(shù)

梁文飛

銀隆新能源股份有限公司 廣東 珠海 519000

一、新能源汽車研究現(xiàn)狀

(一)新能源汽車現(xiàn)狀?，F(xiàn)今社會飛速的發(fā)展,離不開工業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn),但是環(huán)境的污染卻成為全球個國家難解決的難題之一。環(huán)境問題主要是因?yàn)榘l(fā)展工業(yè)排放的各種燃料,引起了霧霾、變暖等問題。那么,減少環(huán)境污染的有效方法之一就是發(fā)展新能源汽車。因?yàn)檎既蛱寂欧帕康漠a(chǎn)業(yè)為汽車行業(yè),而汽車行業(yè)是國家重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè),所以新能源汽車的發(fā)展在緩解環(huán)境污染問題上有著舉足輕重的作用。發(fā)張新能源汽車有三個方向：一是使汽車輕量化,是指采用新能源來作為汽車的驅(qū)動。電池燃料汽車、插電式汽車、插電混合動力汽車都屬于新能源汽車。二是制作出新型的發(fā)動機(jī)。三是新能源的代表有混合動力汽車、純電動汽車。新能源汽車在歐美國家發(fā)展的比較早,市場已成熟。而我國是在近幾年才開始發(fā)展,與歐美國家相比,我國在新能源的消費(fèi)觀點(diǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施及關(guān)鍵技術(shù)不夠成熟。

(二)新能源汽車研究意義。目前新能源汽車輕量化是今后發(fā)展的重要方向。汽車動力的提升需要技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新,從而降低排放污染及減少消耗?，F(xiàn)在各個國家為了緩解環(huán)境污染的問題,都在大力推動新能源汽車的發(fā)展。

二 新能源汽車的作用及其途徑

(一)新能源汽車的作用。根據(jù)數(shù)據(jù)分析得出：汽車的質(zhì)量減少,可使油耗減低；如果汽車質(zhì)量減少,其油耗不變,也會使碳的排放量大大減少以及減少一些其他污染環(huán)境的物質(zhì)。這樣,對環(huán)境的保護(hù)也起了重要的作用。新能源汽車輕量化在與傳統(tǒng)燃油汽車相比較下,新能源汽車可以提高續(xù)航能力,改善了傳統(tǒng)燃油汽車的不足。這樣,就可以平衡因材料的成本提高,而使新能源輕量化的市場消費(fèi)擴(kuò)大。

(二)新能源汽車的材料。節(jié)約能源減少排放的有效方法是減少汽車的質(zhì)量與先進(jìn)的發(fā)動機(jī)技術(shù)相結(jié)合。新能源汽車采用的材料,也從以前的單一到現(xiàn)在的多種多樣。材料的多樣性才達(dá)到汽車剛度和強(qiáng)度的要求。所以,在以后輕量化汽車的發(fā)展中,材料的多樣組合才更受青睞。并且要減少稀有材料的使用,降低輕量化汽車制作成本?，F(xiàn)在較為成熟的材料組合方法有纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、高性能鋼、鎂合金、鋁合金等。

使用輕質(zhì)材料主要分為3 種,一是復(fù)合材料與金屬等組合一起；二是鋁合金為車底部材料,碳纖維等材料為車上部；碳纖維及金屬材料為主是車體結(jié)構(gòu)。想要實(shí)現(xiàn)輕量化汽車可行度、及成熟度高,使用輕質(zhì)的材料是目前最好的方法。

三、新能源技術(shù)

(一)超輕集成化新能源汽車。新能源輕量化汽車的有兩個關(guān)鍵性技術(shù),一是開發(fā)車身成型的設(shè)備；二是全塑車身是以半承載式實(shí)現(xiàn)的。其中重要的設(shè)計(jì)部分是全塑車身。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)不同的是,它實(shí)現(xiàn)了高度集成,在零件與功能,這樣減少了零件的成本。設(shè)計(jì)構(gòu)想體現(xiàn)在全塑車身是整體式、模塊化、一體化上。這兩個技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了汽車輕量化。塑化地板、復(fù)合材料作為車身、車身框架由鋁制作、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、電池單元作為驅(qū)動構(gòu)成了新能源輕量化汽車。

(二)車身由復(fù)合材料構(gòu)成。在工藝中使用多次添加材料,車身的構(gòu)造就像三明治一樣,如"實(shí)心+發(fā)泡+實(shí)心",實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化的效果,這樣的全塑車身就成了旋塑工藝。全塑車身是一次就全部成型,車身的材料使用了纖維發(fā)泡增強(qiáng)材料。它的優(yōu)點(diǎn)有2點(diǎn)：1)為了實(shí)現(xiàn)車身的外觀及設(shè)計(jì)的自由度,高分子材料比金屬材料更為適合；2)全塑車身能夠借節(jié)約車的安裝時間,車身體公差無誤,在加工的過程中減少了加裝工序及零件的數(shù)量。

在設(shè)計(jì)中,必須要考慮到安全,能在發(fā)生事故時,減少對乘員和路邊行人的損傷。對全塑車身輕量化汽車進(jìn)行模擬演示,得到,在碰撞時,車身嚴(yán)重變形,在內(nèi)部有大的損壞。因此,可以使用復(fù)合材料與合金6000的鋁制材料組合成車身解決此類問題。為了減少乘架人員的安全問題,使用鋁制車身再合適不過,因其具有能量吸收和很好的變形能力,并且還有很高的延展性與剛性。車身使用纖維增強(qiáng)的材料有著回彈性好的優(yōu)點(diǎn)。在發(fā)生碰撞的時,駕駛速度在慢的情況下,那么汽車可以自身恢復(fù)。使用多種材料的組合,新能源輕量化汽車就可以協(xié)同增強(qiáng)、優(yōu)點(diǎn)互補(bǔ)。

(三)地板由纖維熱塑性組成。鋁制框架和全塑車身及熱塑地板的銜接是由已成型的金屬器件預(yù)埋、孔槽、通孔完成的。實(shí)現(xiàn)了傳遞和吸收了撞擊時的能量、同時承受工作載荷、使車身結(jié)構(gòu)是封閉的。采用纖維熱塑性材料作為地板結(jié)構(gòu),可以使地板有較強(qiáng)的扭轉(zhuǎn)性及彎曲性。采用漸進(jìn)式吻接與中央隧道結(jié)構(gòu)來增強(qiáng)地板結(jié)構(gòu)。

(四)車身使用旋塑模具。塑料工藝成型的重要分支是旋塑,它有著原料利用率高、沒有應(yīng)力且制品壁厚均勻、適合大型制件、模型制作成本不高、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)勢,近些年來發(fā)展較好。因?yàn)槿苘嚿淼哪＞呔S修成本不低、整體模具加工難、表面精度要求嚴(yán)、尺寸要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。所以提出了旋塑模具的方法。

該方法把車身進(jìn)行了模塊化,依據(jù)汽車的旋塑成型、輪廓線、位置、作用、功能進(jìn)行劃分。各模塊之間通過夾緊裝備和模具架緊固,脫模時按照順序脫模。這樣可以提高塑化效率,降低制造模具的難度。

四總結(jié)

由上所述可知,新能源輕量型汽車因零部件集成、仿真的結(jié)構(gòu)、整體構(gòu)造成型而具有三明治結(jié)構(gòu)特點(diǎn),這樣實(shí)現(xiàn)了輕量化的目的。在技術(shù)上,提高了塑化效率、降低了制造工序及零部件的數(shù)量、保證了乘員和行人的安全等優(yōu)點(diǎn),并且發(fā)展新能源輕量化汽車可以減少環(huán)境污染,是以后汽車行業(yè)發(fā)展的重要方向。