新材料与工艺手册

新能源汽车轻量化途径及其评价

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发表于 2021-7-28 14:26:07 | 显示全部楼层 |阅读模式

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新能源汽车轻量化途径及其评价

陈坤 蔡林 高丰 袁玉柱
上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545000
摘 要: 伴随着我国经济的不断发展,在能源开采速度加快的情况下,目前全球的石油资源逐渐的减少,面临着枯竭的危险。在传统的汽车研究应用发展过程中,一般都是采用燃油的方式,但在环境保护约束和可持续性发展的重度影响下,燃油汽车并不适宜于现在当下的新时代环保策略。因此,为了更好地找出代替石油能源的新能源汽车种类,目前人们才用天然气以及电池能源形式来代替原有的燃油汽车。这些新能源汽车成为全球未来发展方向的同时,也能够使可持续性发展战略在环境保护的政策下能够更好的长效性发展。由于天然气和电力相比于石油而言更加的纯净,不具备污染性质,所以目前纯电动汽车的市场前景非常的良好,受到了人们的热议关注。本文主要根据新能源汽车轻量化的途径进行分析,并提出一些评价建议,以供参考。
关键词:新能源汽车 轻量化 途径及其评价
1 新能源汽车轻量化的必要性

当前我国社会经济发展速度迅速,能源的消耗量相较于90年代而言正在日益的提升。由于各行各业对于能源的需求量飞升较快,特别是在一些重工业和产品生产方面更加促进了能源的使用速度。从整体的消耗和储备占比而言,目前社会正处于一个能源和资源匮乏的年代,如果不能有效地规划使用能源,那么后期在能源枯竭的情况下,整个地球的环境也会受到非常大的影响。人们在了解到,目前经济快速的增长是自然生态为代价换取的,同时也对于整个能源的应用情况有着非常清醒的警醒意识。由此,传统的燃油汽车在使用范围中逐渐的缩小,人们选取更为环保绿色的可持性发展道路,研究新能源的同时,采取轻量化的设计来降低汽车行业对于整体的资源浪费情况。为了更好的增强新能源汽车发展的质量,在制造和投产过程中采取轻量化的措施必须要遵从轻量化的设计途径,再找出影响因素的同时选择最为科学合理的设计方案。从传统的车身设计和用量中找出心形的系统体系,在逐步探索过程中运用新型的材料和装备部件来代替传统的汽车零件。由此更好地达到轻量化标准的同时,也能够在生产制造工艺更新的情况下,对于新的材料进行二次的加工,使其能够转化为轻量化的结构材料。

2 新能源汽车轻量化途径总论

新能源汽车设计中轻量化设计已成为主要的设计形式,按照整体轻量化原则和标准,对于整个汽车进行分析时,首先要明确人们对于整个计算机技术的了解和分析,运用CAD技术的同时按照整体汽车的结构进行进一步的优化。在满足布局升级的要求同时,对于轻量化设计中的材料和部件进行修改和更新。再次,要在设计初期对于整个部件的刚强度进行进一步的分析。为了避免测量的麻烦,再省略步骤的同时可以从计算机信息数据库中直接查询到零件的钢长度和具体的数据显示。将整体的工作步骤从繁到简,更快的完成生产工作,再提升整体工作质量和效率的同时,运用该种设计方法能够更好地满足新能源汽车轻量化设计的要求。

在设计工作完成之后,整个结构成型的情况下,制造人员只需要根据系统中的图纸进行下一步的生产投入即可,此时不需要进行二次修改和反复的核对。这种轻量化的设计,制造工艺能够更好的节约人力和物力的支出,避免成本浪费在提升。工作效率的同时也减少了繁杂的多余工作量。在新能源汽车轻量化设计实现的同时,也会出现一定的缺陷。在实现过程中,设计工作人员必须具备非常专业的工作经验,在更新新能源汽车数据库的同时,对于轻量化的设计不能过于理想。如果前部分只是理论设计,后期并没有进行实际的实践和假设,是在后期真正制造和生产过程中,整个验证过程就会非常的复杂。文章从汽车轻量化途径和评价角度出发,对于整个轻量化的必要实现途径进行分析,再采取可代替材料应用的同时,根据整车轻量化研究提出其优缺点。从而更好地提出汽车新能源未来发展的道路,以此更好地在轻量化设计的同时满足环保绿色发展的整体目标。

2.1 轻量化的设计和分析

在目前新能源汽车设计轻量化实现路途中,人们更倾向于非常环保,绿色的新型材料应用在具体的实际设计图中。新型的环保材料占据整个轻量化设计的2/3,在市场欢迎度逐渐提升的情况下,人们不断地对于整个汽车车身的零件和材料进行实验和研究。在目前对于整个轻量化汽车新型材料应用的种类上分为两大类,一种是高强度的不锈钢材料和镀钢材料,另外一种是较为轻质的材料,比较代表性的例如复合材料和陶瓷塑料等等。这两种材料各有优点和缺点,无论是哪一种材料,都能够在一定程度上实现绿色,环保,轻量化的设计目标。其主要的车身轻量化技术路线图如下所示。

目前汽车车身使用轻量化材料较为广泛,市面上大部分的汽车都是采用碳纤维作为汽车车身的材料。由于碳纤维单体壳车身具有轻量化、高扭转刚度、高整合度以及高安全等优势在汽车领域得到了广泛使用。就目前新能源车的车身来讲,新能源企业开始选择铝、镁合金材料。

2.2 优化设计理念,从根源提升生产质量

零部件生产过程中,质量体系保证了生产质量的稳定,包括对生产材料的选用和采购,生产加工环节以及销售环节的质量把控。质量体系的主要环节应包含相关技术人员的培训、设备检修、产品检验等。质量体系决定了产品生产的效率,体系的执行将决定产品生产的质量。完善的质量体系能够大大提高生产效率与产品合格率,降低损耗,稳定把控产品质量,进而不断满足客户对产品的要求,不断提高企业的生产效率,为企业带来更高的经济效益。没有任何一个体系是完美的,这就要求我们在执行过程中不断对体系进行完善,让体系变得更加科学合理,如此才能对产品质量有所保证,不断为企业创造价值,提升企业核心竞争力,扩大企业知名度和影响力。汽车零部件质量控制的源头是生产初期的设计方案,设计方案决定了零部件在正式投入制造后的每一个生产环节。想要提升零部件的质量就必须从源头抓起,积极吸纳和培养相关技术人才,不断引进优秀的设计理念,结合实际需求对选材环节、生产环节和验收环节进行严格把控。比如汽车连杆需要该部件具有一定的抗拉强度和较好的韧性,针对这一需求对该部件的选材进行把控,选择合适的毛坯种类,制造过程中注意模具的设计和温度的把控,使模具精度与部件质量得到提高。汽车性能的多样性由零部件的多样性组成,不同部件之间的功能各有不同,因此选材与工艺等方面也大有不同,生产技术决定了零部件的质量水平。为了全面提升生产质量,应不断提高生产技术,对相关技术人员进行专业、系统的培训,进一步使生产技术水平得到提升。世界先进的制造技术比如智能控制技术,智控技术较传统机床操作而言具有更加精准的准确度,且运行效率高。自动化的生产技术将降低材料损耗,提高效率的同时降低了生产成本,产量提高的同时保证了产品质量。

图1 车身轻量化技术路线图

2.3 采用自动化检测技术,加强在线质量检测

传统质量检测方式主要以人工检测为主,人工操作无法达到高精度、高效率的检测水平,作为产品质量的最后一道保证,人工检测无法满足生产需求。随着计算机技术的发展,自动化检测技术逐渐成为更佳合适的生产检测方式。自动化检测技术可以通过高精度的传感器对生产过程中的零部件进行全方位的实时监测,并通过检测终端进行分析,能够准确、高效地将质量不合格的次品剔除。其判断产品质量是否合格的方式是通过传感器对零部件进行扫描,并在检测终端对此进行比对和分析。自动化检测能有效提高产品质量,配合生产线高效运转。

3 结语

为了跟上汽车行业迅速发展的脚步,零部件制造业也应该对制造技术、制造工艺、检测技术进行不断提高,制造企业要想抓住发展机遇,就要经得住这样的考验。企业要建立并不断完善管理体系,吸纳和培养技术人才,引进先进的研发轻量化技术、制造技术与检测技术等,统一质量标准并严格执行,全面地、系统地提高生产水平,为零部件行业的蓬勃发展做出贡献。



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