车身轻量化技术对新能源汽车的作用

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摘要：科技不断发展，工业制造的模式产生了很大的变化。为了适应市场需求，提高制造质量和效率，强化企业的竞争力，必须对传统的汽车制造进行创新和改进。车身轻量化技术的应用，对提升新能源汽车性能效果显著，已成为汽车厂工业中创新应用必不可少的组成部分。文章主要分析了车身轻量化技术，及其对新能源汽车性能的提升方法，以供参考。

关键词：轻量化技术；新能源汽车；性能轻量化技术应用

新能源汽车性能提升是一种新型的科技，是将机械与计算机技术、电子技术以及信息技术等等相结合的技术形式，轻量化技术应用新能源汽车性能提升是一种性能优化、智能化的系统，便于对机械设备进行操控，在汽车厂工业上创新应用机械设备是非常重要的，可以推动汽车厂工业的发展，并且让汽车厂工业实现性能优化以及智能化的发展，符合未来发展趋势。采用轻量化技术应用新能源汽车性能提升可以解放制造力，减少人力资源的参与，并提高了工作质量和效率，通过轻量化技术应用新能源汽车性能提升的创新应用，节约成本，在汽车厂工业中具有广阔的创新应用前景。

1车身轻量化技术概述

车身轻量化技术的应用是以车身零件的强度和刚度要求为约束，借助CAE优化设计方法对零件的结构进行优化设计，通过车身零部件的薄壁化、中空化、小型化或集成化，以减小车身骨架和车身覆盖件的质量或数量，从而达到车身减重目的，使用轻量化材料通过大量使用轻质、高强材料实现车身大幅减重已经成为车身轻量化最为主要的手段。这些材料主要可以分为两类，一类是高强钢材料，包括普通高强钢、先进高强钢以及超高强钢。另一类是低密度材料，包括铝合金、镁合金、塑料、复合材料等。使用轻量化结构材料采用特种加工工艺制成的具有轻量化结构特征的车身用毛坯材料，包括激光拼焊板和连续变截面轧制板。其中，激光拼焊板即采用激光焊接技术把不同厚度、不同表面镀层甚至不同原材料的金属薄板焊接在一起，形成冲压用坯料。车身轻量化技术应用框架如图1所示。

2车身轻量化技术对新能源汽车性能的提升

当前，无论是从性能考虑，还是从环保出发，汽车轻量化都已成为一种必然趋势。而碳纤维复合材料是汽车轻量化的不二之选，顶级方程式赛车车身整体使用的就是碳纤维复合材料。随着技术的发展，这种材料逐步普及，已经开始运用于普通汽车上。车身轻量化结构图如图2所示。减轻车重是人们一直在追求探索的。汽车变轻，一方面能提高车辆性能，另一方面更能满足节能环保的需求。如果将现在汽车的钢材部件全部由碳纤维复合材料置换，车体重量可减轻40%～50%，车子的提速和转向等性能显著提升。此外，当前我国机动车污染物排放量已超4500万t。研制轻量化汽车是实现我国低碳经济的迫切需求。数据显示，汽车每减重10%，燃油消耗可节省7%，目前钢铁材料约占车体重量的3/4，如果汽车的钢材部件全部由碳纤维复合材料置换，车体重量可减轻300kg，燃油效率提高36%，二氧化碳排放量可削减17%。若减重20%～30%，每车每年CO2排放可减少0.5t，不仅减少了使用成本，更加绿色环保。碳纤维是由化纤和石油经特殊工艺制成的纤维，除了和一般碳素材料一样具备耐高温、耐摩擦、导电、导热等特性，它强度更高，质量轻，更耐腐蚀。它的密度不到钢的1/4，但抗拉强度却是钢的7倍～9倍，抗拉弹性也高于钢，在2000℃以上的高温惰性环境中，是唯一强度不下降的物质。在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。而且它外形柔软，可加工成各种织物。从使用的角度看，碳纤维不存在腐蚀生锈的问题，比普通金属耐用。在极端气候条件下，碳纤维的性质几乎不发生变化。使用碳纤维制造车身，可以省去高成本、烦琐的涂装工艺。难怪有人说，碳纤维几乎是目前可知的最能让汽车减重的完美材料。如今发动机的小型化和涡轮化，其实也是整车轻量化设计的结果。除了这些之外，车身框架结构和覆盖件也是汽车轻量化的重中之重。车身的框架的结构如今，随着科学技术的进步，采用的都是超高强度的钢材。这种钢材所构成的车身结构件，重量轻抗拉伸强度高！理论上来说，只要这部分的钢材强度足够，是不会影响整车的安全性能的。汽车轻量化就是整体减轻汽车重量，提高性能。碳纤维是未来汽车轻量化发展趋势。碳纤维复合材料是由碳纤维和树脂等材料通过一定比例混合，经过一系列固化处理得到的具有优异性能的新型材料。这种材料应用在汽车领域具有传统金属材料无法比拟的优点。碳纤维复合材料模压工艺图如图3。上述这些优点让碳纤维复合材料成为车身制造的绝佳材料。碳纤维复合材料应用图如图4。产品优势：强度高，碳纤维复合材料的机械性能优于金属材料。其抗拉强度时普通钢材的4倍～5倍，刚度是普通钢材的3倍～4倍。人们越来越注重汽车的安全性，在“德系车与日系车谁能安全”“铁皮厚与薄谁更安全”等问题上，汽车爱好者已讨论多年，表面上是争个谁对谁错，但实质上反映的是人们对汽车安全性的看重。这样一种高强度的材料应用到车身上，汽车的安全性会大幅度增加。质量轻，碳纤维复合材料在有着优良机械性能的同时，又有超轻的质量。人们传统意识中的“越结实就肯定越重”的观念被彻底颠覆。在比普通钢材强度高上数倍的同时，它的质量仅为钢材的数分之一。在越来越注重环境保护，越来越注重汽车燃油经济性的今天，轻车身已经成为汽车发展的趋势，碳纤维复合材料还有耐腐蚀，易于造型等优点。

3结束语

轻量化技术应用新能源汽车性能提升对汽车厂工业具有优势，推动了汽车厂工业的发展，并且通过轻量化技术应用新能源汽车性能提升可以提高汽车厂工业的运作效率和质量，减少人力资源的投入，节约成本，有利于汽车厂工业的长远发展。轻量化技术应用新能源汽车性能提升装置在设备上可以改善运行模式。但是对轻量化技术应用新能源汽车性能提升在汽车厂工业中的创新应用仍然需要加大研发力度，不断改善存在的问题，改变工业制造的模式和结构，实现由劳动密集型向智力密集型方向的转化，提高科技水平。

参考文献：

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作者:朱昊 单位:南昌市江铃汽车股份有限公司