新能源汽車輕量化途徑及其評價(jià)

陳坤　蔡林　高豐　袁玉柱

摘 要：伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在能源開采速度加快的情況下，目前全球的石油資源逐漸的減少，面臨著枯竭的危險(xiǎn)。在傳統(tǒng)的汽車研究應(yīng)用發(fā)展過程中，一般都是采用燃油的方式，但在環(huán)境保護(hù)約束和可持續(xù)性發(fā)展的重度影響下，燃油汽車并不適宜于現(xiàn)在當(dāng)下的新時(shí)代環(huán)保策略。因此，為了更好地找出代替石油能源的新能源汽車種類，目前人們才用天然氣以及電池能源形式來代替原有的燃油汽車。這些新能源汽車成為全球未來發(fā)展方向的同時(shí)，也能夠使可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略在環(huán)境保護(hù)的政策下能夠更好的長效性發(fā)展。由于天然氣和電力相比于石油而言更加的純凈，不具備污染性質(zhì)，所以目前純電動(dòng)汽車的市場前景非常的良好，受到了人們的熱議關(guān)注。本文主要根據(jù)新能源汽車輕量化的途徑進(jìn)行分析，并提出一些評價(jià)建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 輕量化 途徑及其評價(jià)

New Energy Vehicle Lightweight Approach and its Evaluation

Chen Kun，Zhao Wensheng，Gao Feng，Yuan Yuzhu

Abstract：With the continuous development of China's economy and the acceleration of energy extraction， the current global oil resources are gradually decreasing and are facing the danger of exhaustion. In the process of traditional automobile research and application development， fuel is generally used. However， under the heavy influence of environmental protection constraints and sustainable development， fuel-fueled vehicles are not suitable for the current environmental protection strategy of the new era. Therefore， to better find out the types of new energy vehicles that replace petroleum energy， people currently use natural gas and battery energy to replace the original fuel vehicles. While these new energy vehicles have become the future development direction of the world， they can also enable sustainable development strategies to develop better and longer-term under environmental protection policies. Since natural gas and electricity are purer than oil and not polluting， the current market prospects for pure electric vehicles are very cool， and they have received heated attention from people. This article mainly analyzes the light-weight approach of new energy vehicles， and puts forward some evaluation suggestions for reference.

Key words：new energy vehicle， lightweight， approach and evaluation

1 新能源汽車輕量化的必要性

當(dāng)前我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度迅速，能源的消耗量相較于90年代而言正在日益的提升。由于各行各業(yè)對于能源的需求量飛升較快，特別是在一些重工業(yè)和產(chǎn)品生產(chǎn)方面更加促進(jìn)了能源的使用速度。從整體的消耗和儲(chǔ)備占比而言，目前社會(huì)正處于一個(gè)能源和資源匱乏的年代，如果不能有效地規(guī)劃使用能源，那么后期在能源枯竭的情況下，整個(gè)地球的環(huán)境也會(huì)受到非常大的影響。人們在了解到，目前經(jīng)濟(jì)快速的增長是自然生態(tài)為代價(jià)換取的，同時(shí)也對于整個(gè)能源的應(yīng)用情況有著非常清醒的警醒意識。由此，傳統(tǒng)的燃油汽車在使用范圍中逐漸的縮小，人們選取更為環(huán)保綠色的可持性發(fā)展道路，研究新能源的同時(shí)，采取輕量化的設(shè)計(jì)來降低汽車行業(yè)對于整體的資源浪費(fèi)情況。為了更好的增強(qiáng)新能源汽車發(fā)展的質(zhì)量，在制造和投產(chǎn)過程中采取輕量化的措施必須要遵從輕量化的設(shè)計(jì)途徑，再找出影響因素的同時(shí)選擇最為科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。從傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)和用量中找出心形的系統(tǒng)體系，在逐步探索過程中運(yùn)用新型的材料和裝備部件來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的汽車零件。由此更好地達(dá)到輕量化標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，也能夠在生產(chǎn)制造工藝更新的情況下，對于新的材料進(jìn)行二次的加工，使其能夠轉(zhuǎn)化為輕量化的結(jié)構(gòu)材料。

2 新能源汽車輕量化途徑總論

新能源汽車設(shè)計(jì)中輕量化設(shè)計(jì)已成為主要的設(shè)計(jì)形式，按照整體輕量化原則和標(biāo)準(zhǔn)，對于整個(gè)汽車進(jìn)行分析時(shí)，首先要明確人們對于整個(gè)計(jì)算機(jī)技術(shù)的了解和分析，運(yùn)用CAD技術(shù)的同時(shí)按照整體汽車的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。在滿足布局升級的要求同時(shí)，對于輕量化設(shè)計(jì)中的材料和部件進(jìn)行修改和更新。再次，要在設(shè)計(jì)初期對于整個(gè)部件的剛強(qiáng)度進(jìn)行進(jìn)一步的分析。為了避免測量的麻煩，再省略步驟的同時(shí)可以從計(jì)算機(jī)信息數(shù)據(jù)庫中直接查詢到零件的鋼長度和具體的數(shù)據(jù)顯示。將整體的工作步驟從繁到簡，更快的完成生產(chǎn)工作，再提升整體工作質(zhì)量和效率的同時(shí)，運(yùn)用該種設(shè)計(jì)方法能夠更好地滿足新能源汽車輕量化設(shè)計(jì)的要求。

在設(shè)計(jì)工作完成之后，整個(gè)結(jié)構(gòu)成型的情況下，制造人員只需要根據(jù)系統(tǒng)中的圖紙進(jìn)行下一步的生產(chǎn)投入即可，此時(shí)不需要進(jìn)行二次修改和反復(fù)的核對。這種輕量化的設(shè)計(jì)，制造工藝能夠更好的節(jié)約人力和物力的支出，避免成本浪費(fèi)在提升。工作效率的同時(shí)也減少了繁雜的多余工作量。在新能源汽車輕量化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)一定的缺陷。在實(shí)現(xiàn)過程中，設(shè)計(jì)工作人員必須具備非常專業(yè)的工作經(jīng)驗(yàn)，在更新新能源汽車數(shù)據(jù)庫的同時(shí)，對于輕量化的設(shè)計(jì)不能過于理想。如果前部分只是理論設(shè)計(jì)，后期并沒有進(jìn)行實(shí)際的實(shí)踐和假設(shè)，是在后期真正制造和生產(chǎn)過程中，整個(gè)驗(yàn)證過程就會(huì)非常的復(fù)雜。文章從汽車輕量化途徑和評價(jià)角度出發(fā)，對于整個(gè)輕量化的必要實(shí)現(xiàn)途徑進(jìn)行分析，再采取可代替材料應(yīng)用的同時(shí)，根據(jù)整車輕量化研究提出其優(yōu)缺點(diǎn)。從而更好地提出汽車新能源未來發(fā)展的道路，以此更好地在輕量化設(shè)計(jì)的同時(shí)滿足環(huán)保綠色發(fā)展的整體目標(biāo)。

2.1 輕量化的設(shè)計(jì)和分析

在目前新能源汽車設(shè)計(jì)輕量化實(shí)現(xiàn)路途中，人們更傾向于非常環(huán)保，綠色的新型材料應(yīng)用在具體的實(shí)際設(shè)計(jì)圖中。新型的環(huán)保材料占據(jù)整個(gè)輕量化設(shè)計(jì)的2/3，在市場歡迎度逐漸提升的情況下，人們不斷地對于整個(gè)汽車車身的零件和材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究。在目前對于整個(gè)輕量化汽車新型材料應(yīng)用的種類上分為兩大類，一種是高強(qiáng)度的不銹鋼材料和鍍鋼材料，另外一種是較為輕質(zhì)的材料，比較代表性的例如復(fù)合材料和陶瓷塑料等等。這兩種材料各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，無論是哪一種材料，都能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)綠色，環(huán)保，輕量化的設(shè)計(jì)目標(biāo)。其主要的車身輕量化技術(shù)路線圖如下所示。

目前汽車車身使用輕量化材料較為廣泛，市面上大部分的汽車都是采用碳纖維作為汽車車身的材料。由于碳纖維單體殼車身具有輕量化、高扭轉(zhuǎn)剛度、高整合度以及高安全等優(yōu)勢在汽車領(lǐng)域得到了廣泛使用。就目前新能源車的車身來講，新能源企業(yè)開始選擇鋁、鎂合金材料。

2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)理念，從根源提升生產(chǎn)質(zhì)量

零部件生產(chǎn)過程中，質(zhì)量體系保證了生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定，包括對生產(chǎn)材料的選用和采購，生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)以及銷售環(huán)節(jié)的質(zhì)量把控。質(zhì)量體系的主要環(huán)節(jié)應(yīng)包含相關(guān)技術(shù)人員的培訓(xùn)、設(shè)備檢修、產(chǎn)品檢驗(yàn)等。質(zhì)量體系決定了產(chǎn)品生產(chǎn)的效率，體系的執(zhí)行將決定產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量。完善的質(zhì)量體系能夠大大提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品合格率，降低損耗，穩(wěn)定把控產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而不斷滿足客戶對產(chǎn)品的要求，不斷提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。沒有任何一個(gè)體系是完美的，這就要求我們在執(zhí)行過程中不斷對體系進(jìn)行完善，讓體系變得更加科學(xué)合理，如此才能對產(chǎn)品質(zhì)量有所保證，不斷為企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值，提升企業(yè)核心競爭力，擴(kuò)大企業(yè)知名度和影響力。汽車零部件質(zhì)量控制的源頭是生產(chǎn)初期的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)方案決定了零部件在正式投入制造后的每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。想要提升零部件的質(zhì)量就必須從源頭抓起，積極吸納和培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)人才，不斷引進(jìn)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)理念，結(jié)合實(shí)際需求對選材環(huán)節(jié)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)和驗(yàn)收環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把控。比如汽車連桿需要該部件具有一定的抗拉強(qiáng)度和較好的韌性，針對這一需求對該部件的選材進(jìn)行把控，選擇合適的毛坯種類，制造過程中注意模具的設(shè)計(jì)和溫度的把控，使模具精度與部件質(zhì)量得到提高。汽車性能的多樣性由零部件的多樣性組成，不同部件之間的功能各有不同，因此選材與工藝等方面也大有不同，生產(chǎn)技術(shù)決定了零部件的質(zhì)量水平。為了全面提升生產(chǎn)質(zhì)量，應(yīng)不斷提高生產(chǎn)技術(shù)，對相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)、系統(tǒng)的培訓(xùn)，進(jìn)一步使生產(chǎn)技術(shù)水平得到提升。世界先進(jìn)的制造技術(shù)比如智能控制技術(shù)，智控技術(shù)較傳統(tǒng)機(jī)床操作而言具有更加精準(zhǔn)的準(zhǔn)確度，且運(yùn)行效率高。自動(dòng)化的生產(chǎn)技術(shù)將降低材料損耗，提高效率的同時(shí)降低了生產(chǎn)成本，產(chǎn)量提高的同時(shí)保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

2.3 采用自動(dòng)化檢測技術(shù)，加強(qiáng)在線質(zhì)量檢測

傳統(tǒng)質(zhì)量檢測方式主要以人工檢測為主，人工操作無法達(dá)到高精度、高效率的檢測水平，作為產(chǎn)品質(zhì)量的最后一道保證，人工檢測無法滿足生產(chǎn)需求。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化檢測技術(shù)逐漸成為更佳合適的生產(chǎn)檢測方式。自動(dòng)化檢測技術(shù)可以通過高精度的傳感器對生產(chǎn)過程中的零部件進(jìn)行全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并通過檢測終端進(jìn)行分析，能夠準(zhǔn)確、高效地將質(zhì)量不合格的次品剔除。其判斷產(chǎn)品質(zhì)量是否合格的方式是通過傳感器對零部件進(jìn)行掃描，并在檢測終端對此進(jìn)行比對和分析。自動(dòng)化檢測能有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，配合生產(chǎn)線高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 結(jié)語

為了跟上汽車行業(yè)迅速發(fā)展的腳步，零部件制造業(yè)也應(yīng)該對制造技術(shù)、制造工藝、檢測技術(shù)進(jìn)行不斷提高，制造企業(yè)要想抓住發(fā)展機(jī)遇，就要經(jīng)得住這樣的考驗(yàn)。企業(yè)要建立并不斷完善管理體系，吸納和培養(yǎng)技術(shù)人才，引進(jìn)先進(jìn)的研發(fā)輕量化技術(shù)、制造技術(shù)與檢測技術(shù)等，統(tǒng)一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并嚴(yán)格執(zhí)行，全面地、系統(tǒng)地提高生產(chǎn)水平，為零部件行業(yè)的蓬勃發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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