新材料与工艺手册

新能源汽车轻量化的关键技术

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发表于 2020-8-17 15:09:40 | 显示全部楼层 |阅读模式

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汽车轻量化在线】新能源汽车轻量化的关键技术
周志雄
长沙县职业中专学校 湖南省长沙市 410100
摘 要: 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;轻量化;关键技术
伴随着科技水平的提升,经济收入的增加,人们开始越发重视环保,各类行业都进行了转型,新能源汽车兴起。它对能源的利用率高,不会对环境产生不利影响,但是由于目前新能源汽车是处在不断发展的阶段,需要对技术进行创新,以此来开拓新能源汽车的市场。而汽车轻量化技术是推广新能源汽车的关键。
1 新能源汽车轻量化发展的现状
我国相关部门明确提出,新能源汽车要转变为轻量化。对新能源汽车进行轻量化发展能够改变目前新能源汽车由于重量原因而导致的续航能力弱。为此,研究改善汽车轻量化技术已经成为了相关技术人员的关键任务,随着人们的不断努力,已经取得了一定的成就。但是人们仍然将新能源汽车轻量化技术作为关键,能够推动电动汽车的技术改革顺利完成[1]。
从国内国外的局势进行分析,可以发现世界各国的汽车行业都极为关心新能源汽车的轻量化研究。对传统汽车的研究,希望能够通过专业的技术来减少汽车对能源的消耗,使其更加的安全,对环境的影响较低,而新能源汽车对能源的消耗已经比较小,不会对环境造成破坏,但是由于新能源汽车是依靠电力来进行的工作,为了确保其能够正常的行驶,通常会在汽车内部安装重量超过几百公斤的电池,导致新能源汽车明显过重。
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。
日本汽车行业在很久以前就已经认识到汽车轻量化技术的重要性,能够有效的减少燃油的使用量,缓解燃油日渐减少的局势,除此之外,使用电力来进行驱动,能够有效的减少汽车尾气的排放,对环境起到保护作用[2]。
在欧洲等发达国家,较为知名的汽车企业一直都非常的重视汽车的轻量化技术,之所以会出现这一局势,是由于欧洲各国为了减轻对环境的污染,严格的要求汽车尾气的排放量,将其控制在一定范围内。
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[3]。
2 新能源汽车轻量化的关键技术2.1 新型材料的出现、激光技术和电池技术的应用
在对新能源汽车进行研究时,想要达成轻量化的目的,新材料的选择有着极为关键的作用,轻量化技术的发展需要有新材料的出现来作为支持。只有材料能够质量较轻、稳固、性能较高、安全、容易成型,才能够使新能源汽车的轻量化程度有所提升。在种类、数量繁多的材料中,被使用次数较多的是炭纤维、铝、高强度钢等。
在对新材料进行使用过程中,要利用激光技术来对其进行加工,特别是对汽车的零部件进行加工时,激光技术能够发挥关键性的作用。
处理降低汽车本身的重量,减少作为动力来源的电池的重量也能够实现新能源汽车的轻量化。通常情况下,新能源汽车所使用的电池重在一百公斤以上,甚至达到数百公斤,这是新能源汽车中对技术要求极高的环节[4]。从当前的情况来进行分析,可以发现最常使用的电池种类是锂电池,但是想要对其进行研究,减少重量会受到一些其它因素的限制。使用先进的科学手段,能够对电池进行一定的改造,提高了电池的容量,并且在对电池进行重组之后,能够使系统中所含有的能量更加密集,这都能在一定程度上降低电池的重量。比如说,重新对电芯进行研究,改变其原有的尺寸,不仅能够使其更加的适合车辆使用,还能够更加高效的使用电池,在不增加电池箱数量和长度宽度为前提的条件下,对电芯的数量进行改变,能够使新能源汽车更加有效的进行续航,行驶更多的路程。比如说,产地在日本的聆风汽车,就对原本所使用的锂电池进行了优化重组,使其重量降低了160斤。
2.2 运用了碳纤维技术
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。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。
目前,我国的碳纤维技术已经小有成就,被广泛的使用到我国新能源汽车制造之中。经过对比发现,使用其作为原材料制作车辆,车身重量明显的降低,甚至是减少了将近二分之一,而零部件的重量也明显的降低,仅仅是原本零部件重量的五分之三,根据调查发现,碳纤维车辆行驶一百公里只需要使用10度电,续航能力得到了显著的提升,能够满足人们的使用要求[5]。
碳纤维因为重量较轻、安全性较强等优势,被普遍的使用于零件生产中。伴随着碳纤维技术的发展和成熟,碳纤维能够更快的成型,有效的降低了进行生产需要投入的资金,提高了生产的规模,为大型的规模化工业生产提供了充足的条件。随着对新材料和碳纤维技术的运用,新能源汽车已经发了新的变革。
2.3 通过技术来对其进行优化重组
汽车的构成和形状等都是由所进行的设计决定的,其对汽车最后的性能有着非常关键的作用。因此,在对汽车进行设计时,要考虑到汽车轻量化的需要,特别是按照设计来制作汽车时,工作人员应该明白设计图纸所表达的意义,尽最大的努力来达成轻量化目标。
对汽车进行轻量化设计最关键的一点是需要考虑到汽车的总重,来对其进行优化重组,在对汽车进行设计的阶段,经常会使用计算机辅助设计等相关技术来展开工作,这些技术能够将设计和实际制造联系在一起,使汽车所使用的零部件更加的轻便,并且汽车原本的性能和使用时间不会因其而缩短。对汽车的关键性部位进行加工,做出调整之后,汽车的整体构成也更加的优化,这既能够实现汽车轻量化的目标,还能够节约能源,对环境进行保护。在对汽车的轻量化进行研究时,要合理的对技术进行使用。但是,由于这一技术存在着一定的片面性,可能会导致汽车的整体性能出现变化,这就需要工作人员进行多次的分析,从全局的观念进行分析,来对设计技术进行研究,可以从以下两个方面来进行考虑:第一,在汽车自身的硬度没有发生变化的前提下,想要使汽车的重量缩减,就要对其进行优化充足。第二,在汽车的性能不会发生任何变动的条件下,对汽车的各个零部件进行调整[6]。
3 总结
随着新能源汽车的发展,传统汽车行业的市场已经出现了一定的变动,虽然目前新能源汽车仍然有着一些不足之处,导致其续航功能等无法达到理想的目标,但是随着轻量化技术的不断完善,将其应用到新能源汽车制造中,未来的新能源汽车将会成为汽车行业的主导类型,有很大的发展前景。
参考文献:
[1]唐葆君,王翔宇,王彬,吴郧,邹颖,许黄琛,马也. 中国新能源汽车行业发展水平分析及展望[J]. 北京理工大学学报(社会科学版 ),2019,21(02):6-11.
[2]郭本海,陆文茜,王涵,乔元东,李文鹣.基于关键技术链的新能源汽车产业政策分解及政策效力测度[J]. 中国人口·资源与环境,2019,29(08):76-86.
[3]熊勇清,何舒萍. 新能源汽车目标用户消费行为与制造商经营行为互动过程分析——基于“领先”和“跟随”两类用户的实验模拟[J]. 科学学与科学技术管理,2017,38(11):61-70.
[4]刘兆国,韩昊辰. 中日新能源汽车产业政策的比较分析——基于政策工具与产业生态系统的视角[J]. 现代日本经济,2018,37(02):65-76.
[5]马建,刘晓东,陈轶嵩,汪贵平,赵轩,贺伊琳,许世维,张凯,张一西. 中国新能源汽车产业与技术发展现状及对策[J].中国公路学报,2018,31(08):1-19.
[6]王洛忠,张艺君. 我国新能源汽车产业政策协同问题研究——基于结构、过程与内容的三维框架[J]. 中国行政管理,2017(03):101-107.


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