新材料与工艺手册

[动力系统轻量化] 新材料加新工艺带动电动汽车设计生产颠覆性变革

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发表于 2015-2-12 11:28:16 | 显示全部楼层 |阅读模式

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近日,一则“国内首辆碳纤维新能源电动汽车于2005年1月20日在江苏盐城成功下线”的新闻引起了业内的广泛关注,这款电动汽车的车身采用全碳纤维材质乘客舱设计,比同类汽车车身减重50%,并通过新的生产工艺优化集成零件模块,较传统汽车零部件数量减少40%,百公里耗能低于10度电,续航里程最高可达440公里,中等距离城际间往返无需充电。
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该车的生产企业——江苏奥新新能源汽车有限公司(以下简称“奥新”)是一家专用车生产企业,目前正致力于国家纯电动乘用车的生产准入,据业内专家分析,此次《新建纯电动乘用车生产企业投资项目和生产准入管理的暂行规定》(征求意见稿)中,一方面申请企业提供样车的技术要求高于现有乘用车企业的产品技术指标,另一方面申请企业还需要具备一定的创新能力才有可能入围,奥新对此有何准备?他们对于纯电动汽车的设计和生产能带来哪些创新的思路?对此,ChinaEV记者采访了该项目的负责人——江苏奥新新能源汽车有限公司总经理史践。
来到位于江苏盐城的奥新新能源汽车有限公司,在前期的工作基础上,史践正带领他的团队为纯电动乘用车准入资质做着各项准备,几年来,他们在整车控制器、电机控制器、BMS和车载智能化信息化系统及实时监控系统上研发并形成自主知识产权,同时,在车载增程器总成和增程式控制系统上进行了技术创新和储备,目标是进一步降低整车成本、提高电池组的使用寿命。目前,投资2.2亿元的国内第一条电动汽车铝合金底盘机器人焊接线和中高温高压真空辅助碳纤维成型生产线已经投入使用,并开发出了全碳纤维结构的车身、铝桁架底盘的纯电驱动A0级、B级乘用车,目前样车正在进行安全性及3万公里可靠性试验工作。在整个采访过程中,史践说得最多的一句话就是:电动汽车不能像传统车那样搞。那要怎么搞?史践用“四新”和“四化”奥新的电动汽车创新之路进行了概括,其核心是纯电“单”驱动和轻量化
所谓“四新”即新驱动平台、新材料应用 ,新生产方式,新商业模式。具体为:
新驱动平台。据史践介绍,轻量化绝不等同于使用轻量化材料,而是要从整车设计开始贯穿设计和生产各个环节,奥新已经通过全新设计开发纯电驱动底盘平台,同时采用桁架式车体结构,采用赛车的悬架设计,提高操控性且为轮毂电机及轮边电机的应用奠定基础,通过上述设计,在提高轻量化指标的同时,使电驱动系统和电池布置更合理及安全,并实现了系列化扩展,包括160公里、260公里、360公里、440公里四种纯电动里程的相应配置。
新材料应用。奥新通过采用碳纤维复合材料的车身,以及高强度轻质金属合金的底盘,希望实现汽车制造产业链的重组,以建材取代钢铁,以电力能源取代石化能源。
新生产方式。据史践介绍,新的生产方式将全面挑战传统汽车生产的四大工艺,即用热固(HP-RTM)和热塑(LFT-D)复合材料成型及相应的粘接、铆接等工艺取代传统整车制造的冲压和焊接工艺,新材料的应用可以省却前处理和中涂等传统涂装工艺,使电动汽车生产环节更加节能和环保;总装工艺更容易实现模块化的生产方式;使传统汽车重工业(铸、锻、冲、焊)的大批量规模化的生产方式向嵌入式的电子产品生产方式的转变;智能制造、互联制造、定制化制造、绿色制造,实现整体产业的升级换代。
新商业模式。未来,电动车辆可作为可移动式的电子产品可采用网络营销和加盟连锁式快修服务模式,摆脱传统汽车的“4S”店模式,并开展整车、电池租赁,分时租赁,碳排放等价置换等新商业推广模式,从而快速走入市场。
所谓“四化”,则正是符合工业4.0的潮流和发展趋势,即电动化、轻量化、智能化、网络化,具体体现在创新设计、智能制造、网络化营销和服务、智慧通行各个领域。
电动化。坚持纯电驱动技术路线,发展纯电动、内燃机增程式、燃气轮机增程式和金属燃料电池增程式新能源汽车,研发全新高效的动力系统。
轻量化。整车轻量化,整车采用轻质金属合金和碳纤维等复合材料,可以减重达50%以上,提高续航能力和加速性。降低整车成本,降低单位能耗;电池轻量化,开发高比能量电池及其系统;采用高能效的电驱动总成和系统。
智能化。采用电子化、集成化、网络化的车载信息系统、娱乐和控制系统、智能充电管理;研发的无人驾驶智能无线充电设施;力争实现人、车、交通、基础设施的智慧互动和未来城市交通的智能化;解决交通安全、交通拥堵、停车难、充电基础设施的高效利用和充分利用谷电等问题。
网络化。建立电动车辆的实时监控系统,实现远程监控、远程故障诊断和远程适时服务;利用无线信息网络、云计算、大数据,为客户提供更准确、及时、周到的服务;利用网络技术实现生产方式的革命,3D打印、定制化、智能制造。
在采访过程中,史践多次提到当前新能源汽车的良好政策环境,其中2014年底《2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策方案》(征求意见稿)的发布代表了支持国家财支持政策的延续性,为我国新能源汽车产业注入了强心剂。尤其对部分车型采用了与载荷能效比相对应的阶梯补贴办法,史践认为这种评价方式更为科学,减少了单纯赚补贴的倾向,可以推动国内整车轻量化技术的提升。他还表示,如果奥新有机会加入纯电动乘用车生产企业行列,他们将开展A0级、B级车的系列化延伸车型的研发和产业化,同时将开发MPV乘用车,并计划在2020年达到年产销10万辆纯电驱动汽车的目标。
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江苏奥新新能源汽车有限公司总经理 史践
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