新能源汽車底盤輕量化
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-13
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底盤系統
包含了懸架、制動、轉向等子系統，在傳統意義上它影響著整車的舒適性、安全性與操控性，而對于新能源汽車而言，它的影響更加深遠。
新能源汽車的底盤設計有兩種途徑，一種是由傳統底盤改制設計，盡可能地沿用原有設計，根據需要進行部分的改制工作，開發難度小、開發成本低、開發周期短，并且能夠與傳統車共用平臺，并在很大程度上沿用傳統車的成熟零部件。
但是考慮到公用性等，在開發設計的過程中受到的限制較多，總布置的難度較大，模塊集成化較低等缺點。
另外一種是新能源專有平臺開發，沒有燃油車公用等眾多限制，新能源專有底盤的設計可以更優化、集成度更高、性能更卓越，因此專有平臺已經成為新能源汽車底盤設計的新趨勢。
新能源汽車的底盤系統需要適應于車載能源的多樣性、適用于高度集成的系統模塊，同時不限制汽車內部空間與外部造型的設計。
底盤零件新材料、新工藝和穩定性的總體要求
輕量化和新材料
汽車底盤在未來的發展方向之一便是汽車輕量化， 對于輕質合金材料和高強度鋼的需求量在未來將會大大增加；底盤上對于鋁合金的運用也會越來越多；鎂合金的需求量也呈增長的態勢。但是，也要不斷研究一些新型設計來滿足汽車零部件重量輕的需求。
底盤輕量化
新能源汽車電池的重量占全車總重量的30%，其他的是車身和配件，因此，為了提升新能源汽車的性能與能源效率要使底盤輕量化。在設計過程中，要積極采用先進的技術和材料，不斷改進和完善結構。一般情況下，可以改變尺寸、形狀或選擇空心結構來降低零件質量。同時，要盡量選擇鋁合金和鎂合金來代替鋼質材料，這樣可以降低質量，也可以引進熱成形等新型方法降低零件質量。
對TRIP鋼材料的應用
雖然TRIP鋼材料現階段在小型汽車中的應用并不多見，尤其是在底盤設計中，更是不會使用TRIP鋼材料。
展開 摘要: 汽車輕量化是目前汽車節能減排最有效途徑之一。以新能源汽車輕量化為目標，對新能源汽車輕量化進行關鍵技術的探索和研究。研究表明: 通過采用纖維增強熱塑性材料的全塑車身、纖維增強集成地板以及鋁制輕量化車身框架等技術，可以有效減輕新能源汽車的整車質量，使整車質量降至 850 kg( 包括電池) ，可改善新能源汽車的駕駛性能和行駛里程，并通過模塊化旋塑模具實現全塑車身成型制造。
關鍵詞: 超輕新能源汽車; 全塑車身; 塑化集成地板; 輕量化; 旋塑成型
汽車輕量化的目標是在保證汽車強度和安全性能的前提下，科學地降低車身整備質量，從而提高汽車的動力利用率，減少能源消耗，降低環境污染。目前汽車輕量化主要可通過采用形狀輕量化(如采用發泡材料型芯的三明治結構)、材料輕量化(如纖維復合材料和鎂鋁合金材料)、制造輕量化(如內高壓成型和整體構造成型)、設計輕量化(如結構虛擬仿真模擬分析)、功能輕量化(如功能集成和優化)綜合運用來實現。
質量輕的汽車意味著更高效的節能。新能源汽車輕量化主要從動力系統和車身系統進行突破。慕尼黑科技大學(TUM)聯合研發的 Visio. M 輕量化概念新能源汽車采用 SABIC(saudibasicindustries corporation)研發的新型 PC(polycarbonate)材料車窗等技術成功地減輕車身質量;德國德累斯頓工業大學合作開發了一款純電動 InEco 概念車，通過采用特殊的電驅系統以及高強度鋼/CFＲP 復合車身材料，使整車總質量不到 900 kg 。
展開 摘 要：以某款新能源汽車的鋼制車門為分析對象，借助HyperWorks有限元軟件，對車門進行靜力學和模態性能分析。以分析結果為參考，采用等質量替換法，建立碳纖維復合材料車門的有限元模型。以復合材料車門質量最小化為目標函數，靜態性能為約束條件，進行了自由尺寸優化、尺寸優化、鋪層順序優化。對優化結果規整后進行性能驗證。結果表明，獲得的優化方案在滿足性能要求的前提下，實現了車門減重48.3%，完成了車門的輕量化設計。
關鍵詞：新能源;碳纖維復合材料;HyperWorks;拓撲優化;輕量化;
0 引言
汽車輕量化是在保證其基本的使用性能、安全性和其成本控制要求的前提下，從結構、材料、工藝等方面，應用新設計、新材料、新技術來實現對汽車整體的減重，以完成汽車向“低能耗”、“低排放”的轉變。材料輕量化是實現車身輕量化設計的主流方向之一。作為車身的關鍵部件之一，車門需要保證足夠的剛度、強度，從而使整車具有良好的安全、振動噪聲和耐久性能。碳纖維增強復合材料以其優異的綜合性能、高比強度和比模量和靈活的可設計性在眾多新型輕量化材料中脫穎而出。碳纖維增強復合材料的密度僅為鋼材密度的20%，鋁合金密度的60%，其應用可以使車身減輕30%～60%[1]，其質量僅為鋼的1/4，強度則是鐵的10倍[2]，是一種理想的輕量化替換材料。陳靜等[3]的研究表明，結構優化后的碳纖維材料電池箱在質量減少的同時，提高了剛度和模態頻率；陳偉[4]將碳纖維材料引入汽車B柱支撐板，在確保碰撞性能的情況下減重55%。商業領域中，碳纖維材料已經大量應用在寶馬、奧迪等量產車型的車身結構中[5]；薛嬌[6]基于傳統金屬材料的汽車B柱，使用等代設計的方法將原有的金屬材料替換成碳纖維復合材料，并在有限元軟件中進行仿真分析。
展開 作者： 司福建 時紅海 吳中旺 劉暢 賴興華
清華大學蘇州汽車研究院
隨著世界能源危機和環境污染問題日益嚴重，汽車輕量化越來越受到人們的重視。輕量化對汽車節能減排的效果直接而顯著，試驗證明，對于傳統燃油汽車，汽車整備質量每減輕10%，可降低油耗6%～8%，排放下降3%～4%；對于新能源純電動汽車，汽車整備質量每減少10%，電耗下降5.5%，續航里程增加5.5%。同時汽車質量的降低可減小汽車制動距離，提高安全性能。所以，無論是對傳統燃油汽車，還是對新能源汽車，汽車輕量化研究均具有重要意義。
輕量化并非簡單地將整備質量減輕，而是在保證強度和安全性能的前提下盡可能地降低整備質量并保證制造成本在合理范圍內，以實現安全性和經濟性的兼顧統一。電池包箱體作為動力電池的承載和防護機構，在電池包系統中占據重要位置，而且其整備質量目前偏大，具有較大的輕量化空間，同時政策對于電池包能量密度的要求逐步提高，使得電池包箱體輕量化發展具有很強的緊迫性。
針對輕量化過程中引入的新材料和新結構連接需求，本文對電池包箱體輕量化的發展及新型連接技術的應用進行綜述，旨在對輕量化設計和制造提供有益借鑒。
電池包箱體的輕量化發展
傳統電池包箱體一般采用低碳鋼鈑金和焊接工藝加工而成，成本較低但箱體質量較大，嚴重影響電池包系統能量密度的提高和新能源汽車的輕量化，不符合發展趨勢，需要進行輕量化改進。目前針對電池包箱體輕量化的主要手段為輕量化材料應用和輕量化結構設計。
輕量化材料的應用
電池箱輕量化材料應用主要包括鋁合金材料、高強鋼材料和復合材料的應用等，目前鋁合金替代傳統低碳鋼在電池箱上得到了大范圍的應用，鋁合金箱體成為電池箱體發展的一個重要方向。
鋁是最常用的金屬材料之一，同時也是地殼中分布最廣、儲存量最多的元素之一，占地殼質量的8.13%。
展開 摘 要：隨著社會經濟快速發展，進一步促進汽車行業發展。汽車作為人們出行常用交通工具，在給人們生活帶來方便快捷同時，其油耗排放問題也引起了人們高度重視。隨著車輛數量逐漸增多，空氣污染愈加嚴重。為減少汽車尾氣排放對環境的污染，降低汽車能耗，使得新能源汽車向輕量化方向發展。基于此，文章以新能源汽車機構優化輕量化為重點，對輕量化關鍵工藝進行分析研究，實現汽車節能減排。
關鍵詞：新能源汽車；結構；輕量化；關鍵工藝
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前言
傳統汽車尾氣排放量大、能源消耗大，嚴重污染了自然環境。因此，在汽車行業發展進程中，傳統汽車向新能源汽車發展是必然趨勢。由于新能源汽車排放量較少、能源消耗少，所以被廣泛應用在汽車生產制造中。隨著人們生活水平不斷提高，汽車已經成為代步的重要交通工具[1]。雖然汽車給人們生活帶來諸多便利，但是在使用汽車過程中產生的能源消耗也在不斷增加。為最大程度實現節能減排，不斷優化新能源汽車結構，實現汽車輕量化。
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新能源汽車結構優化輕量化應用
新能源汽車具有消耗低、排放量少等優點，因此成為汽車行業研究重點。在《節能與新能源技術路線圖》中明確指出，新能源汽車是汽車行業未來發展趨勢。同時指出汽車輕量化關鍵工藝在新能源汽車發展中的重要地位。
1.1 高強度鋼應用
高強度鋼根據鋼屈服強度不同，分為普通鋼強度鋼和先進高強度鋼。在新能源汽車建造過程中，根據車身部位不同選擇合適的高強度鋼，提升高強度鋼應用比例。這不僅能降低車身使用零件個數，還能降低車車身自量。其主要原因是因為高強度鋼具有減薄鋼板作用，從而減輕車身質量[2]。雖然減輕了汽車質量，但是并未降低車輛行使安全性。
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欄目導語：
在我們的「高分子與新材料技術交流群」中，每天都有大量來自研發、工藝、測試一線的工程師進行技術碰撞。為了沉淀這些高價值的行業探討，我們特別開設了【群聊技術趴】專欄，用專業視角解答產業技術痛點。本期，我們將目光聚焦于新能源汽車的"神經網絡"——汽車線束。
???♂? 本期精選提問
@李工（某新能源線束企業 工藝工程師）：
"各位專家好，我是做新能源線束工藝的。以前我們主要做傳統低壓線
AUTO TECH China 2026 第十三屆廣州國際汽車輕量化技術及車用材料展覽會
The 13th International Automotive Materials and Lightweight Technology Expo
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項目背景
■ 某新能源汽車零部件企業質量管理過去依賴于傳統的質量管理方法，如紙質記錄、手動數據處理和人工審核。這些方法效率低下、容易出錯，并且難以追蹤和分析質量數據。
■ 質量管理信息通常分布在不同的部門、系統和工具中，缺乏實時數據和可視化，導致信息碎片化和溝通不暢。這使得質量問題的識別、分析和解決變得困難。
■ 質量管理平臺可以提供工具和機制來支持持續改進的流程，建立持續改進的質量文化
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汽車材料展︱2025 廣州國際汽車輕量化技術及車用材料展覽會
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展會簡稱：中國汽車輕量化展|北京輕量化技術展|北京輕量化材料展|北京交通輕量化展|北京輕量化裝備展
★ 展會基本信息：
展會時間：2025年02月21日--02月24日（展覽四天）
展覽地點：北京·中國國際展覽中心（順義新館）
招展單位：上海梵翡會展有公司
------歡迎參加亞太地區影響力的輕量化產業鏈領域的國際盛會！
★ 展會概況：
當今世界正經歷百年未有之大變局
2024第十七屆國際汽車輕量化大會暨展覽會的通知|汽車輕量化
中國汽車工程學會、江蘇省科學技術協會、汽車輕量化技術創新戰略聯盟（以下簡稱“輕量化聯盟”）和揚州市人民政府將于 2024年10月9-11日 在 江蘇省揚州市 國際展覽中心舉辦 2024（第十七屆）國際汽車輕量化大會暨展覽會 （以下簡稱“大會”）
李先生編寫 152/1006/3431
主辦單位
中國汽車工程學會、
國內汽車市場的電動化趨勢不可逆轉，集成度更高的電動化車輛正在逐漸得到用戶的認可，不斷擴大的新車銷售市場份額，進一步證明在國內市場新能源汽車電動化研發的必要性。
如何幫助國內車輛研發工程師在盡可能短的研發周期內，開發出滿足各項指標要求的新能源汽車，無疑是當前汽車企業研發工程師迫切需要解決的技術挑戰。
新能源汽車電動化從架構設計開始就需要重新合理的定義和規劃，對于各項性能指標進行平衡，對核心子系統進行有效開發
精彩直播預告
車用增強塑料的力學性能高度倚賴工藝，相關結構的輕量化與優化依賴于分析精度。目前，汽車EV化的高速推進導致輕量化需求日益提高，基于材料各向同性、部件均勻化、準靜態假設的分析方法已無法有效挖掘相關部件的減重潛力。
Digimat作為一款復合材料多尺度分析平臺，提供了多尺度材料正&逆向建模、材料數據庫、工藝結果映射及結構多尺度耦合分析、A-&B-許用值虛擬計算等眾多功能
摘 要：以某款新能源汽車的鋼制車門為分析對象，借助HyperWorks有限元軟件，對車門進行靜力學和模態性能分析。以分析結果為參考，采用等質量替換法，建立碳纖維復合材料車門的有限元模型。以復合材料車門質量最小化為目標函數，靜態性能為約束條件，進行了自由尺寸優化、尺寸優化、鋪層順序優化。對優化結果規整后進行性能驗證。結果表明，獲得的優化方案在滿足性能要求的前提下，實現了車門減重48.3%，完成了車門的輕量化設計
