新能源客车轻量化技术评析论文_尚占军,王莉可

(上汽万向新能源客车有限公司)

摘要:随着社会的发展越来越快,节能减排的计划正在逐步实施,科技日新月异,越来越多的客车厂家越来越重视新能源客车的研发和生产,作为新能源汽车为制造的过程中最重要的技术轻量化技术,我们为了节能减排的尽快实施,提高发动机的效率,减少尾气排放,还有一定要节能减排的战略的实行是十分重要的,本文对于新能源客车轻量化技术进行了探讨和探析。

关键词:新能源;客车轻量化;技术探讨

引言

现在,我们的新能源客车的发展进程中,需要面临的最重要的挑战就是安全,节能,环保,作为完成新能源客车轻量化是减少新能源客车消耗最重要的步骤,轻量化技术是一切的基本功能都满足的情况下,对于做更好的结构设计,和一个新材料的使用,完成轻量化技术,这样才能提高我们的新能源客车的质量,发动机的效率,对于环保的提升,减少环境的污染,对于节约型的社会来说,新能源客车轻量化技术是必须要发展的。

一、新能源汽车轻量化材料的选择分析

众所周知,新能源客车车身轻量化最明显的特征就是材料的选择。目前,应用于新能源汽车的轻量化材料主要有高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维等几种。以下为国际主流国家在新能源汽车轻量化材料方面的选择规划:

表1 纯电动客车重量减少率与续驶里程关系表(大约数据)

1高强度钢

因为在新能源客车的方面一些高强度钢由于一些原因,有许多的不同,分成了两种类型的钢,一个是高强度的钢一个是先进的高强度钢,但是后者的性能更好,当我们对于工艺性能达到标准要求的时候,我们也同样拥有更高的轻量化能力,但是现在,国际上对于大多数的车辆的高强度钢占用的部分达到了百分之七十以上的数据量,对于一些自己经营的品牌来说高强度钢使用的比例也有百分之四十五了,根据数据显示,使用高强度钢最多的最经常使用的国家是中国,他们的比例已经快达到了百分之五十,对于以后的使用会越来越高,甚至达到百分之六十到百分之六十五,然而,对于这两种材料的快速落后,在现在这个阶段只有百分之五的人应用这个材料,但是在以后我们的这两种材料将会有更大的发展空间。

对于这个行业的研究者他们说,对于抗碰撞性能,加工的方法,和一些预算来说,高强度的钢和一些铝镁合金来说,是有更好的优势的,它不仅可以减轻一些汽车的质量问题,还可以提高一些车上的抗碰撞安全性能,并且从其他的方面来考虑,这种高强度钢的材料是现在进行制造车身最适合的最好的材料。

2铝合金

现代的铝,对于它的密度只有钢铁的三分之一,但是导热性能却多出了三倍还多,最重要的是,它可以通过一些结构的变化完成一个重要的步骤减轻本身的质量,如果进行的好的话,可能会直接的减少百分之五十到百分之百的效率,根据相关的一些数据显示,铝可以代替2.25倍的钢材在汽车的应用上,它甚至可以减轻重量达到百分之一百二十五,在整个使用的过程中,对于废气排放,可以减少20kg,这样我们就可以知道,铝合金会因为高强度的,可循环性,不容易腐蚀,密度较小,很多的优质的特点,最终变成汽车减少本身质量的优先选择,并且这种材料会在未来的社会发展中使用的越来越多,这种材料的使用将进入一个热度状态。

3镁合金

对于镁的性能,密度较小,还相对于铝来说质量较轻,但是轻度却相比较与铝合金来说比较好,导热性能也好,还有就是这种材料的稳定性很好,形态容易改变,可以进行简单的回收,还可以进行任意的加工使用,对于一些减振也可以有效果。

表2 国际主流国家在新能源汽车轻量化材料方面的选择规划

对于使用这种材料的公交车来说它还安置了有一种主动均衡技术的BMS系统的一中更好的锂离子电池,它拥有更高安全,更高稳定性,充电时间减少,寿命更长的各种优异的特点,我们通过这些优点,为了乘客考虑一个更好的,更环保,更加可靠,对于城市安全出行能有助力的一个设计解决方案。

我们的国家生产的镁的数量在全球上占了百分之七十五以上,促进了新能源车完成车身的轻量化的快速进行,并且我们国家的汽车工程还设计了一个节能与轻量化的路线图,希望在以后十年的发展中,我们对于高端车这种材料的使用可以超过100kg每一辆。对于一些普通车辆可以超过20kg每一辆。

在现在这个阶段,我们已经有很多的公司尝试使用这种材料进行车身的制造,很多的专家说,这种材料会变成我们实现汽车轻量化最主要应用的材质。

3碳纤维

对于碳纤维来说,它的力学性能更好,密度更小,但是它的抗拉强度却比钢好了七到九倍,它是现在阶段国家唯一一个可以存在于2000℃以上的一个高温的环境中性能不会发生变化的材料。

对于国内一些咨询公司发布的研究材料来看,我们的国家在以后的一段时间内会对于碳纤维的使用进入一个发展的阶段,大概到2020年我们的国家对于碳纤维的使用量预计达到25000t一年平均增长的一个速率大概为15.5%。并且在工业的发展上使用会更加的多。

二、新能源客车轻量化技术探讨

新能源的客车轻量化技术主要是一个集中于设计,材料发展,制造技术于一体的集成应用,我们为了完成新能源客车轻量化技术发展,需要下面的几个步骤,首先就是对于机构设计需要进行再完善,争取做到最好,对于新能源客车的一些概念性的设计,结构设计,还有设计方案等的设计探讨,我们需要满足一切的功能性能使用方面的情况下,对于新能源客车的零部件进行一个优化,对于零部件的质量要进行减少,改变放置的结构,减少零件之间的接触,这样才能完成轻量化,对于一些比较大的模块化的不见得开发发展,我们也需要进一步研究这样才能实现真正的节能和环保。

对于电池的性能还有精度也要进行在开发创新,首先是对于电池的一个质量问题的进行一个提升动力的密度,减少电池的重量,然后是减少电池相关的配件的重量,我们还需要对于电池外部的外壳还有底部的一些结构选取一些比较先进的轻质材料,通过减轻电池的重量的这个方法,我们的国家一直在进行相关的研究,但是在其中我们遇到了很多的问题,比如安全性得不到保证,一些电池的局部会发热,对于新材料的使用,通过国家的研究和开发,我们已经使用了一些高强度的钢,还有轻质材料,这样可以很大程度上减少电池本身箱体的重量。

在对新能源客车进行制造的时候,要采用一个激光拼接的技术,这样它可以把不同厚度的材料进行一个拼接,然后进行冲压生产,通过这种技术,我们的客车总体零件数量不仅可以减少,可以减少我们的车身重量,提高我们的车身质量,还可以增强我们的弯曲度,对于电机电控这一部分,国内在进行一个不断地探究

客车的轻量化一定是对于结构还有功能进行一个更优设计,不仅让我们的整体的重量降低,客车的性能却不能降低,从而提高我们的客车性价比,客车轻量化是我们国家实现节能减排很重要的举措,也是我们国家汽车行业追求的一种健康的可持续发展的一种形式。

三、实现新能源汽车轻量化技术的途径

1对于一个整体的车辆进行优化,减少材料的使用实现了车的安全和性能

客车的车身骨架多数是由大型刚焊接实现的在我们的国家,客车的车身和火车车架也有很多的部分,对于客车车身来说局部加强来加强强度,会使车身的重量不达标,一些比较大的车比一些轻量化的车身重了1t,在一些研究数据中显示,我们国家的车壳车身的重量大多都存在超标,所以我们需要对于车身进行一个轻量化的设计,这种方法是最有效果的一种,沃恩可以通过减少车身的车架重量,减少车身,这种方式是比较有效的一种方式,我们还可以通过有限元法,优化的方式,拓扑方法,在保障车辆的性能的要求下,对于车身的结构应用这几种方法,减少我们的车身的质量,车身钢板的重量。

2对于零部件采用轻量化材料

对于一些零部件的材料的使用,以选择一些比较轻的材料的使用,国家也认可这种做法,车身的重量减少,不仅可以减少油的消耗量,还可以提高我们的燃烧油的效率,在上文中我们提到的几种材质都可称为轻量化的材质,进行使用。铝合金是现在的发展中比较有效果的一种材料。

四、结束语

在现在我们国家发展趋势下,节能减排变得重中之重,我们国家大部分企业都在进行一个不断地探索过程中,对于轻量化技术在客车上边的使用,一方面促进了客车发动机的一个动力性还有安全性,操作性,可以减少能源的一个污染排放的减少,促进了我们对于轻量化技术的发展研究,从而提升新能源客车的整体性能。

参考文献:

[1]黄国强,新能源汽车高效空调的研究开发思路初探[J].制冷与空调.2017

[2]范子杰,桂良进,苏瑞意.汽车轻量化技术的研究与进展[J].汽车安全与节能学报,2017

[3]时洪功.我国新能源客车产业化发展路径[J].客车技术与研究,2017

论文作者:尚占军,王莉可

论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期

论文发表时间:2019/9/15

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