如何实现电动汽车轻量化?

最佳答案 匿名用户编辑于2023/05/08 17:01

电动汽车轻量化通过材料应用、结构设计和制造工艺的轻量化来实现。

1)材料应用轻量化:钢铁在车身用材所占比例约为 70%,提高钢材强度并降低厚度可有效降低车重,并提升汽车大 变形冲击强度及被动安全性能。钢的强度范围宽,因此适用于所有覆盖件和结构件;铝、镁、塑料、碳纤维密度 低,是轻量化的理想材料,其中,铝合金可以增加复杂截面部件的刚度,碰撞过程中可降低材料的消耗;镁能在 铝减重基础上再减轻 15%~20%,作为目前质量最轻的金属结构材料,镁合金比强度高,比刚度大,耐冲击,可 重复利用且加工、铸造性能好;塑料广泛应用于汽车保险杠、发动机冷却风扇、内饰等,在减轻车身质量和碰撞 吸能方面发挥重要作用;碳纤维增强塑料性能普遍优于玻璃钢,应用于发动机罩时,可使发动机减重 6 kg 以上, 可采用混杂纤维的方式降低碳纤维制品的成本。这些轻量化材料在车身结构中常常混合使用。

2)结构设计轻量化:包括尺寸和形状的优化,以及拓扑优化。尺寸优化指在保证结构件的整体性能的前提下,对截 面面积以及厚度等进行优化;形状优化指示对结构件以及孔洞的形状进行优化,使材料达到更好的使用效果,减 少受力不均现象;拓扑优化先根据结构件与其旁边构件的方位关系来划分设计区域,在不对其他零件产生干涉的 前提下,根据力学性能参数建立符合约束条件的目标函数,最后得到材料的最优分布状况和传力最佳途径,是轻 量化最有潜力的方法之一。

3)制造工艺轻量化:包括激光焊接、液压及热成型。激光拼焊采用高密度热量的激光做热源,将厚度、材质、冲压 性能以及表面处理方式不同的结构件进行焊接;液压成型通过高压液体传递压力,让工件产生塑性变形,成形质量高、精度高、可靠性好、生产周期短,相比一般的焊接,应用面更广。