新材料與工藝手冊

新能源汽車輕量化途徑及其評價

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樓主
發表于 2021-7-28 14:26:07 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式

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新能源汽車輕量化途徑及其評價

陳坤 蔡林 高豐 袁玉柱
上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545000
摘 要: 伴隨著我國經濟的不斷發展,在能源開采速度加快的情況下,目前全球的石油資源逐漸的減少,面臨著枯竭的危險。在傳統的汽車研究應用發展過程中,一般都是采用燃油的方式,但在環境保護約束和可持續性發展的重度影響下,燃油汽車并不適宜于現在當下的新時代環保策略。因此,為了更好地找出代替石油能源的新能源汽車種類,目前人們才用天然氣以及電池能源形式來代替原有的燃油汽車。這些新能源汽車成為全球未來發展方向的同時,也能夠使可持續性發展戰略在環境保護的政策下能夠更好的長效性發展。由于天然氣和電力相比于石油而言更加的純凈,不具備污染性質,所以目前純電動汽車的市場前景非常的良好,受到了人們的熱議關注。本文主要根據新能源汽車輕量化的途徑進行分析,并提出一些評價建議,以供參考。
關鍵詞:新能源汽車 輕量化 途徑及其評價
1 新能源汽車輕量化的必要性

當前我國社會經濟發展速度迅速,能源的消耗量相較于90年代而言正在日益的提升。由于各行各業對于能源的需求量飛升較快,特別是在一些重工業和產品生產方面更加促進了能源的使用速度。從整體的消耗和儲備占比而言,目前社會正處于一個能源和資源匱乏的年代,如果不能有效地規劃使用能源,那么后期在能源枯竭的情況下,整個地球的環境也會受到非常大的影響。人們在了解到,目前經濟快速的增長是自然生態為代價換取的,同時也對于整個能源的應用情況有著非常清醒的警醒意識。由此,傳統的燃油汽車在使用范圍中逐漸的縮小,人們選取更為環保綠色的可持性發展道路,研究新能源的同時,采取輕量化的設計來降低汽車行業對于整體的資源浪費情況。為了更好的增強新能源汽車發展的質量,在制造和投產過程中采取輕量化的措施必須要遵從輕量化的設計途徑,再找出影響因素的同時選擇最為科學合理的設計方案。從傳統的車身設計和用量中找出心形的系統體系,在逐步探索過程中運用新型的材料和裝備部件來代替傳統的汽車零件。由此更好地達到輕量化標準的同時,也能夠在生產制造工藝更新的情況下,對于新的材料進行二次的加工,使其能夠轉化為輕量化的結構材料。

2 新能源汽車輕量化途徑總論

新能源汽車設計中輕量化設計已成為主要的設計形式,按照整體輕量化原則和標準,對于整個汽車進行分析時,首先要明確人們對于整個計算機技術的了解和分析,運用CAD技術的同時按照整體汽車的結構進行進一步的優化。在滿足布局升級的要求同時,對于輕量化設計中的材料和部件進行修改和更新。再次,要在設計初期對于整個部件的剛強度進行進一步的分析。為了避免測量的麻煩,再省略步驟的同時可以從計算機信息數據庫中直接查詢到零件的鋼長度和具體的數據顯示。將整體的工作步驟從繁到簡,更快的完成生產工作,再提升整體工作質量和效率的同時,運用該種設計方法能夠更好地滿足新能源汽車輕量化設計的要求。

在設計工作完成之后,整個結構成型的情況下,制造人員只需要根據系統中的圖紙進行下一步的生產投入即可,此時不需要進行二次修改和反復的核對。這種輕量化的設計,制造工藝能夠更好的節約人力和物力的支出,避免成本浪費在提升。工作效率的同時也減少了繁雜的多余工作量。在新能源汽車輕量化設計實現的同時,也會出現一定的缺陷。在實現過程中,設計工作人員必須具備非常專業的工作經驗,在更新新能源汽車數據庫的同時,對于輕量化的設計不能過于理想。如果前部分只是理論設計,后期并沒有進行實際的實踐和假設,是在后期真正制造和生產過程中,整個驗證過程就會非常的復雜。文章從汽車輕量化途徑和評價角度出發,對于整個輕量化的必要實現途徑進行分析,再采取可代替材料應用的同時,根據整車輕量化研究提出其優缺點。從而更好地提出汽車新能源未來發展的道路,以此更好地在輕量化設計的同時滿足環保綠色發展的整體目標。

2.1 輕量化的設計和分析

在目前新能源汽車設計輕量化實現路途中,人們更傾向于非常環保,綠色的新型材料應用在具體的實際設計圖中。新型的環保材料占據整個輕量化設計的2/3,在市場歡迎度逐漸提升的情況下,人們不斷地對于整個汽車車身的零件和材料進行實驗和研究。在目前對于整個輕量化汽車新型材料應用的種類上分為兩大類,一種是高強度的不銹鋼材料和鍍鋼材料,另外一種是較為輕質的材料,比較代表性的例如復合材料和陶瓷塑料等等。這兩種材料各有優點和缺點,無論是哪一種材料,都能夠在一定程度上實現綠色,環保,輕量化的設計目標。其主要的車身輕量化技術路線圖如下所示。

目前汽車車身使用輕量化材料較為廣泛,市面上大部分的汽車都是采用碳纖維作為汽車車身的材料。由于碳纖維單體殼車身具有輕量化、高扭轉剛度、高整合度以及高安全等優勢在汽車領域得到了廣泛使用。就目前新能源車的車身來講,新能源企業開始選擇鋁、鎂合金材料。

2.2 優化設計理念,從根源提升生產質量

零部件生產過程中,質量體系保證了生產質量的穩定,包括對生產材料的選用和采購,生產加工環節以及銷售環節的質量把控。質量體系的主要環節應包含相關技術人員的培訓、設備檢修、產品檢驗等。質量體系決定了產品生產的效率,體系的執行將決定產品生產的質量。完善的質量體系能夠大大提高生產效率與產品合格率,降低損耗,穩定把控產品質量,進而不斷滿足客戶對產品的要求,不斷提高企業的生產效率,為企業帶來更高的經濟效益。沒有任何一個體系是完美的,這就要求我們在執行過程中不斷對體系進行完善,讓體系變得更加科學合理,如此才能對產品質量有所保證,不斷為企業創造價值,提升企業核心競爭力,擴大企業知名度和影響力。汽車零部件質量控制的源頭是生產初期的設計方案,設計方案決定了零部件在正式投入制造后的每一個生產環節。想要提升零部件的質量就必須從源頭抓起,積極吸納和培養相關技術人才,不斷引進優秀的設計理念,結合實際需求對選材環節、生產環節和驗收環節進行嚴格把控。比如汽車連桿需要該部件具有一定的抗拉強度和較好的韌性,針對這一需求對該部件的選材進行把控,選擇合適的毛坯種類,制造過程中注意模具的設計和溫度的把控,使模具精度與部件質量得到提高。汽車性能的多樣性由零部件的多樣性組成,不同部件之間的功能各有不同,因此選材與工藝等方面也大有不同,生產技術決定了零部件的質量水平。為了全面提升生產質量,應不斷提高生產技術,對相關技術人員進行專業、系統的培訓,進一步使生產技術水平得到提升。世界先進的制造技術比如智能控制技術,智控技術較傳統機床操作而言具有更加精準的準確度,且運行效率高。自動化的生產技術將降低材料損耗,提高效率的同時降低了生產成本,產量提高的同時保證了產品質量。

圖1 車身輕量化技術路線圖

2.3 采用自動化檢測技術,加強在線質量檢測

傳統質量檢測方式主要以人工檢測為主,人工操作無法達到高精度、高效率的檢測水平,作為產品質量的最后一道保證,人工檢測無法滿足生產需求。隨著計算機技術的發展,自動化檢測技術逐漸成為更佳合適的生產檢測方式。自動化檢測技術可以通過高精度的傳感器對生產過程中的零部件進行全方位的實時監測,并通過檢測終端進行分析,能夠準確、高效地將質量不合格的次品剔除。其判斷產品質量是否合格的方式是通過傳感器對零部件進行掃描,并在檢測終端對此進行比對和分析。自動化檢測能有效提高產品質量,配合生產線高效運轉。

3 結語

為了跟上汽車行業迅速發展的腳步,零部件制造業也應該對制造技術、制造工藝、檢測技術進行不斷提高,制造企業要想抓住發展機遇,就要經得住這樣的考驗。企業要建立并不斷完善管理體系,吸納和培養技術人才,引進先進的研發輕量化技術、制造技術與檢測技術等,統一質量標準并嚴格執行,全面地、系統地提高生產水平,為零部件行業的蓬勃發展做出貢獻。



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