摘要：文章从新能源汽车的基本概述出发，分别简述了全塑车身轻量化结构设计，以及新能源汽车全塑车身制造技术，以供参考。
关键词：新能源汽车；全塑车身设计；技术
一、新能源汽车的基本概述
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
1.优点
（1）采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，发动机相对较小（downsize），此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。（2）因为有了电池， 可以十分方便地回收下坡时的动能。（3）在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放。（4）有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。（5）可以利用现有的加油站加油，不必再投资。（6）可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。（7）整车由于多个动力源，可同时工作，整车的动力性优良。
2.缺点
系统结构相对复杂；长距离高速行驶省油效果不明显。
3.分类
能源汽车包括氨能汽车、纯电动汽车、油电混合动力汽车、燃料电池电动汽车、清洁替代燃料汽车等。
二、全塑车身轻量化结构设计
全塑车身轻量化结构设计通过计算机辅助设计、计算机辅助功能、计算机辅助制造一体化技术将离散拓扑结构和汽车的结构尺寸进行优化设计，并利用有限元分析技术对汽车车身结构生产工艺和制造工艺进行分析，从而实现对汽车结构总体的优化布局。由于所选择的对象是高分子材料全塑车身，所以整个车子的设计不采用传统的拼接和焊接方式，而是使用旋塑成型工艺，这种工艺可以加工复杂曲面的塑料产品，满足汽车车身外观线条流畅和曲面圆滑的要求。图 2.1为全塑车身整体一次成型结构。
图2.1 公交车全塑车身整体骨架图
新能源汽车的主要目的为节能减排，所以减轻车身结构的重量从而降低燃料的消耗是设计的关键与重点。由于新能源汽车的电池组合和储氢罐等设备本身比较重，所以新能源汽车实现结构轻量化要比普通的汽车难度更高，同时还要满足结构本身的强度和汽车性能要求。新能源汽车的结构设计包括优化零件结构、零件断面以及钢板厚度性能的灵敏度。零件结构优化方式为通过降低钢板厚度或者在关键部位增加材料强度，从而达到增强结构强度和硬度的要求；优化零件断面是为了确保断面惯性矩和断面面积的平衡，通过优化让零件结构最小断面达到最大惯性矩，从而提高汽车车身结构刚度、减轻车身重量。钢板厚度性能灵敏度优化则是根据车身各个零件的钢材厚度建立数学模型，在确保车身结构刚度、模态、耐撞性等情况下，通过拓扑运算，分析这些零件钢材厚度的变量对汽车结构综合性能的影响，从而提高敏感零件的钢板厚度，降低其他部分不灵敏钢材的厚度，达到降低车身总质量的目的。
三、新能源汽车全塑车身制造技术
1.全塑车身超轻纤维增强微分发泡技术
高分子材料在超轻汽车车身的加工中已经得到了广泛的应用，尤其是聚乙烯（ PE ），因其加工成型温度广，在旋塑成型超轻汽车车身中越来越受重视。但是采用旋塑成型制备的纯 PE制品收缩率大、力学性能差，虽然通过加厚车身或在车身内预埋龙骨的方法能起到一定作用，但是会加大车身的质量，且增加加工难度，无法实现真正意义的超轻汽车车身。此外，如果单纯通过添加纤维增强改性，无论是预先混合还是后混合都无法使纤维与原料均匀混合，所加工的旋塑汽车车身制品力学性能不稳定。图3.1所示为纤维增强微分发泡超轻汽车车身旋塑成型方法所加工的纤维增强微发泡复合材料结构示意图。
1—颗粒料 2—纤维结构
2.成型技术
在汽车制造的新型工艺中，从成型的技术来看，内部高压成型技术具有明显的优势，其主要通过液体压力的形式来实现优势体现，其能够将之所需要的材料进行模块式压缩，进而有效提升了整个制造的效果，有使得生产的质量得到有效的保证。纵观目前的汽车制造技术的，我们已经发现，这个技术已经得到了人们广泛的支持，并也得到了人们的热气，但是我们也应该意识到，要准备用来制造车身的外部零件，为了预防在制作的过程中，以期容易受到高温和较为极端环境的影响，我们在生产的过程中，要对这些因素给予足够关注，并保证质量是能够得到充分的保证的。为此，这就需要我们能够从实际出发，结合实际的情况，采取相关的连接方式。同时，我们还有热成型基础，这种热成型技术比较特别，其主要是对制造的材料发挥功能， 并在一定的范围内将温度在一个具体的区间上进行固定，进而使得零件的性能满足实际的需要，这也是汽车零件的最低标准和要求。在这样的情况下，变形的可能性降低，稳定性大大提高，但是我们依旧要注意在操作的规范性和标准性。
3.汽车车身材料的选择
汽车车身材料直接影响到车身轻量化目标的最终实现，所以要合理选择车身材料。主要从两个方面进行考虑。第一，提高高强度钢板的比例，这样能提高车身碰撞性能和耐久性能。目前，国际上新能源汽车的车型屈服强度在 550MPa以上的高强度钢板占整个车身材料的 30% 以上。车分碰撞路径如 A 柱、B 柱等部位可以采用热成型工艺，进一步提高零件的屈服强度。第二，用轻质车身材料代替传统的钢材材料。比较常见的轻质材料有玻璃纤维复合材料、塑料、铝合金等，将这些材料应用在车身外覆盖件和部分非碰撞的骨架以及面板零件，但是这些轻质材料价格比较贵，目前主要应用在一些比较高端的汽车车身。
结语
总之，新能源汽车是当前我国甚至是国际的重要研究方向，为更好实现这一目标，需设计人员能够尽量使用较先进技术手段。其中最具代表便是轻量化技术，可达到能源节约和环境保护目的，并且在此期间还应选择恰当使用方法，如全塑车身成型方法，通过对全塑车身轻量化设计、加工工艺及成型设备等综合比较得出最终结论，积极使用各种先进化技术工艺，如高分子材料技术，不但有利于实现使用功能优化目标，还能推动新能源汽车设计制造朝向更好方向前进。
参考文献：
【1】李志翔.新能源汽车车身轻量化设计方法浅析[J].防护工程，2018（9）
【2】王大利.试论新能源汽车全塑结构在防撞安全性[J].电力设备，2018（11）
【3】肖德强.关于汽车全塑车身设计的探微[J].建筑工程技术与设计，2015（20）
论文作者:赖文浩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/16
标签：车身论文; 汽车论文; 新能源论文; 结构论文; 零件论文; 技术论文; 材料论文; 《基层建设》2019年第25期论文;