新能源汽车结构优化轻量化关键工艺分析

发表时间:2020/6/30   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:李均辉
[导读] 摘要:随着新能源汽车行业的兴起,汽车轻量化这一技术已经成为了建造新能源汽车的基础。
        四川南骏汽车集团有限公司  四川  641300
        摘要:随着新能源汽车行业的兴起,汽车轻量化这一技术已经成为了建造新能源汽车的基础。新能源汽车并不像传统汽车那样,将汽油作为燃料,它借助电池来作为动力,在行驶中速度等方面要稍逊色于传统汽车,为此要降低汽车的重量来推动新能源汽车的发展。使用汽车轻量化技术,能够高效的利用能源,更加的安全耐用。本篇文章从新能源汽车出发,重点探究了汽车轻量化的关键技术,希望能够推动新能源汽车的发展。
        关键词:新能源汽车;汽车结构;轻量化
        引言:
        汽车轻量化技术是一项关键的技术,能够影响到汽车行业的发展。随着人们生活水平不断提高,汽车已经成为代步的重要交通工具。虽然汽车给人们生活带来诸多便利,但是在使用汽车过程中产生的能源消耗也在不断增加。为最大程度实现节能减排,不断优化新能源汽车结构,实现汽车轻量化。
        1新能源汽车轻量化发展的现状
        在对新能源汽车进行轻量化研究时,要考虑到材料和工艺,选择最为适宜的材料来制造新能源汽车,这是新能源汽车的优点。从市场来进行分析,可以发现汽车的质量、性能、重量、构成以及价格都会对汽车的销量产生影响,为此要改善汽车的性能,降低汽车的重量,对汽车进行最优组合,科学的分析市场来制定价格,以此来制定出更加适应需要的新能源汽车。随着世界各国汽车行业开始推广新能源汽车之后,致力于研发汽车的轻量化技术。希望能够降低汽车的重量,在一定程度上降低电池重量对汽车里程的限制,这是汽车行业发展的必然趋势。依据大量的数据来进行研究,发现在给予同样的能源作为动力的情况下,汽车的总重量每下降百分之十,汽车就能够多行驶百分之二十的路程。随着我国科技水平的提升,汽车行业进行了转型,受到传统因素的制约明显降低,逐渐的转变为智能化、轻量化,这能够推动我国新能源汽车轻量化水平的提升。
        2新能源汽车结构优化轻量化存在问题
        2.1没有汽车轻量化标准体系
        虽然有相关文件指出汽车轻量化是汽车行业未来发展趋势,但是由于没有完整的汽车轻量化标准体系,导致汽车轻量化发展的实现受到阻碍。我国应积极响应汽车轻量化发展,根据汽车行业发展制定标准体系,促进汽车轻量化发展,提升汽车安全、舒适性能。
        2.2使用轻量化材料较少
        目前,在汽车制造行业中,钢强度钢和低碳钢是汽车制造主要使用材料。由此可见,在汽车制造中使用轻量化材料较少。这将阻碍汽车轻量化发展,不利于实现节能减排目标。
        2.3汽车制造复杂
        新能源汽车制造零件、车身、发动机等需要多种材料。但是汽车的各项零件性能随着食用年限增加,会出现损耗,导致汽车不能充分发挥各项性能,进而影响汽车正常行驶。但是在我国,并未对零件性能做明确规定。当零件运行受阻时,汽车耗能将增大,无法实现新能源汽车低耗能目标。
        2.4轻量化材料应用
        随着人们对环保意识的增强,在汽车制造业中轻量化材料应用较广。尽管在汽车发展进程中,明确指出轻量化材料在实现汽车轻量化的重要性,但是由于我国使用轻量化材料技术尚不成熟,还处在实制阶段。其主要原因是,还未对所有轻量化材料进行准确判断,不明确哪种材料最适合生产汽车哪个部件。并且我国并没有出台关于轻量化材料使用标准,所以在汽车制造过程中使用的轻量化材料还处在摸索阶段。
        3新能源汽车结构优化轻量化关键工艺
        3.1内高压成型工艺
        内高压成型技术是一种以管材为原料,以油液为传压介质的先进制造手段。此工艺主要是对管材施加超高压同时,对管孔处施加轴向推力进行补料。

在外力作用下,让管材发生塑形变形,最终与模腔内壁贴合,使管材成为三维形状零件。内高压成型工艺主要包括三个阶段:①填充阶段。将管材放入模腔并合模,将两端在冲水情况下水平推入,形成密封。再使用预充液体将管材内部空气排出。②成型阶段。在给管材内部施加高压同时,让材料通过送料区进行推进补料。在压力和补料作用下使管材形成基本模具形状。如果设计的模具类型较为复杂,部分角度无法形成模具[1]。③整形阶段。通过施加压力,让无法形成模具的角度完全贴合模腔,完成成型。内高压成型工艺相较于传统工艺而言,不仅能减轻零件质量,还能提高资源利用,避免材料浪费。在新能源汽车制造生产中常用于制造指导仪表板管梁、电池托架等。
        3.2热压成型工艺
        热压成型工艺是最为常见的加工方法,主要是在加热后的模具上,注入材料,在压力作用下将材料固定在模具上,待材料成型后取出模型成品。热压成型工艺包括三个阶段:①将材料放入加热好的模板中[2]。②上模与下模向材料模板施加高压,在此过程中产生的气体通过通气管排出。③待成型模板冷却后,进行剪切成,形成最终成品。热压成型工艺相较于传统工艺而言,不仅能提升零件强度,还能提升减薄零件厚度,从而减少零件使用数量,减轻汽车质量。在新能源汽车制造生产中常用制造地板、车门防撞梁、前防撞梁等。
        3.3辊压成型工艺
        辊压成型工艺是指材料随着辊轮转动,材料在辊轮碾压下成型。辊压成型工艺。主要包括三个阶段:①材料通过引料、送料机送到剪切对焊装置对材料进行处理。②使用压机、成型机进行辊压成型定型。③对定型后的模具进行冲孔、切边、压型等处理。在新能源汽车制造生产中常用制造门槛梁、车门窗框、防撞梁等。
        3.4碳纤维技术工艺
        随着新能源的使用和推广,大部分人都会选择以塑代钢,在这之后最为常见的作用最大的技术之一就是碳纤维技术,其能够对新能源汽车行业的发展起到关键性的作用。根据分析和查阅资料,发现碳纤维是人工所制造的合成物,是借助于呈片状形态的石墨微晶等有机的纤维物质依据纤维的轴向来进行的堆积工作,利用过碳化和石墨化来对其进行调控,能够获得微晶石墨材料。从全面的角度来对碳纤维技术进行分析,可以发现碳纤维技术有较强的力学属性[3]。虽然重量不足钢材的四分之一,但是其所制作的复合型材料,能够抗击压力的程度和对弹性进行抵抗的能力,都明显的要超乎于钢材。并且,碳纤维材料不容易被腐蚀,能够对电磁进行屏蔽。人们经常会利用其技术来对新能源汽车进行生产,达成轻量化的目的。
        4新能源汽车结构优化设计方法
        实现新能源汽车轻量化主要有三个途径:使用材料、生产工艺和优化汽车结构。通常情况下优化汽车结构,可通过减少材料和车重实现安全和性能要求。通过优化车身结构实现汽车轻量化是目前最为有效的途径。其中减少汽车车身、减少车架重量是减少汽车总重量的主要途径[4]。此外,优化新能源汽车结构设计还从逆变器小型化、驱动电机小型化等方面进行考虑。逆变器小型化通过缩减体积大小,减少能量损害,从而减少发热损失。驱动电机小型化通过缩短线圈、降低线圈材料使用等方式,提高线圈利用率。
        结束语:
        综上所述,在社会经济发展中,汽车已经成为人们生活中必不可少的出行工具。随着汽车数量逐渐增多,对环境造成的恶劣影响,让人们不得不重视环境保护意识。因此在汽车行业发展中,汽车轻量化已成为未来发展趋势,只有不断完善轻量化体系、提升对轻量化材料认知,才能推进汽车轻量化发展。
        参考文献:
        [1]蔚佳彤,宋书江.整车轻量化对新能源汽车的影响[J].时代汽车,2019(17):73-75.
        [2]李骏,王雷,张尧.新能源汽车结构轻量化关键工艺的研究[J].机械制造,2019,57(09):65-68.
        [3]黄福洲,蔡剑,王德远,孙辉,吴泽勋.基于拓扑优化的新能源汽车摆臂轻量化设计[J].计算机辅助工程,2019,28(02):38-41.
        [4]袁博.车身轻量化技术对新能源汽车性能的提升研究[J].汽车文摘,2019(05):35-38.
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