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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操控與制動是汽車的基本功能。即便如此，相應的技術還在不斷地發展過程中。底盤技術未來所面臨的挑戰是電動化與輕量化。
排放、輔助駕駛和自動駕駛的準備是汽車工業目前所面臨的主題。但是底盤技術依然是汽車生產商開發的重點，尤其是制動和操控相關的技術。汽車工程師一直在持續努力，將最新的輕量化技術應用于底盤開發中。
采埃夫集團乘用車底盤技術主管克萊因認為，對于底盤來說，輕量化是一個真正的機會。采用新材料來替代傳統的鋼材，從而實現材料的替代。新材料包括了熱塑性塑料、熱固性聚合物、長纖維增強塑料、玻璃纖維增強塑料、碳纖維增強塑料等等，另外，還有鋁與各種高強鋼，以及基于這些材料的混合構造、三明治構造等等。
對于復雜性更好的理解
德國最新出版的《底盤技術手冊》中寫道：“通過底盤件的進一步開發，汽車生產企業與供應商對于底盤件之間復雜的相互作用有了更好更深的理解。在過去的二十年里，汽車底盤的質量和性能都得到了極大的提升。功能日益強大的開發工具、材料和制造方法都為此做出了貢獻，使得汽車底盤技術開發達到了一個機械智能化的高水準。”
汽車底盤技術所面臨的一個挑戰是要借助于功能強勁的計算機和程序所支撐的虛擬開發過程，以便于在開發過程中，充分利用對于底盤系統及其內在關系的全面理解和知識。此外，還需要加強和人體學、信息學等多方面知識領域的深入合作，以進一步改善客戶體驗。
德國最新出版的《底盤技術手冊》中，針對電動出行對于底盤技術的影響也進行了充分的討論。
“電動出行將會對整個傳動系統產生革命性的影響，尤其是電動車。電動車無須變速，或者只需要一級最多二級變速。發動機和傳動系統可以緊湊的構造放置于車的后部，這樣一來，傳動系統得到明顯簡化，空間得到更好地利用。”
展開 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 2.1.3 材料優化
設計底盤懸架部件時，“出鏡率”較高的方法是運用輕質材料，該法擁有良好的發展前景，這是因為其既能為汽車運行的可靠性提供保證，還可使底盤質量減小。在合金制造技術趨于完善的當下，以鋁合金、高強度鋼為代表的諸多材料，均已被用來制造汽車，沖焊零件固有優勢通常可因此而得到充分發揮。例如，在對B 級汽車進行設計時，有關人員選擇運用鋁合金制造控制臂及副車架，汽車質量降低幅度明顯，與此同時，底盤懸架功能的實現并未受到影響。由此可見，對中端和低端汽車而言，材料優化是輕量化設計的關鍵。
2.2 設計方法
2.2.1 集成設計
要想使汽車業具備實現持續發展目標的前提條件，將產品質量提升到更高水平，前提是對設計方案加以調整，現階段，橡膠懸架、空氣懸架均已得到推廣，二者的優勢主要是以懸架承載力達到行業要求為前提，通過對質量進行大幅降低，將制造成本控制在合理范圍內。上述提到的橡膠懸架，強調用橡膠彈簧替代鋼板彈簧，通常由推力桿、均衡梁及橡膠主（副）簧組成，其優勢往往表現在三個方面，分別是無需維護、舒適性能佳、滿足輕量化要求。在落實輕量化設計的相關工作時，有關人員往往將集成設計作為首選方案，通過細化分工的方式，使部件擁有更為理想的兼容性及實用性。在傳統觀念里，兼用性并非細化分工需要考慮的部分，因此，多數汽車的底盤部件均有明顯界限，其中，界限最為分明的部件主要是前縱梁和彈簧支架，即便空間分布十分緊湊，仍然無法達到輕量化要求。而引入集成設計理念，通常可使上述問題迎刃而解，有關人員以零件集成應用為切入點，通過系統優化的方式，獲得集成零件。事實證明，這樣做可使零件質量得到有效降低，輕量化設計初衷隨之實現。
2.2.2 等邊界設計
事實證明，將等邊界設計用于底盤懸架部件設計，對其質量的降低有突出效果。
展開 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、江蘇省科學技術協會、汽車輕量化技術創新戰略聯盟、揚州市人民政府
協辦單位
江蘇省汽車工程學會、電動汽車產業技術創新戰略聯盟、揚州市人才辦、揚州市科學技術協會、揚州市科技局、揚州市工信局、揚州經濟技術開發區、揚州大學機械工程學院、云江（浙江）汽車技術有限公司
戰略合作單位
中信金屬股份有限公司、育材堂(蘇州)材料科技有限公司、湖北博士隆科技股份有限公司
承辦單位
國汽輕量化（江蘇）汽車技術有限公司、國汽（北京）汽車輕量化技術研究院有限公司、恒興國際會展集團有限公司、中信金屬股份有限公司（車身會議）
支持單位
中國汽車工程學會汽車材料分會、國家新能源汽車技術創新中心、溫州（瑞安）智能汽車零部件工程師協同創新中心、日本汽車復合材料學會、上海汽車工程學會、安徽省汽車工程學會、河南省汽車工程學會、黑龍江汽車工程學會、陜西省汽車工程學會
支持媒體
光明網、中國汽車報、汽車工程、汽車之友、汽車工藝與材料、中國汽車材料網等
展開 這樣，沒有柳丁的外加重量，一體化的車身既美觀又能做到輕量化，而且是自動化的焊接，提高生產效益，車企何樂而不為。
除了以上幾種主流的輕量化方式，汽車工程師為了實現汽車輕量化還在其他方面進行專研。
大勢所趨
在過往，這些輕量化技術只用于F1、勒芒耐力賽等大型比賽的車型上，為應對賽車協會的要求。直到1994年，奧迪把鋁制車身用于A8上，令汽車輕量化技術在量產車型上得到普及。而現在，不管是豪華品牌還是合資品牌，都在使用輕量化技術。
近年來，大眾不斷為旗下朗逸、寶來、途觀等熱銷車型引入MQB平臺。而MQB平臺則是汽車輕量化技術的一個載體，里面包含了輕量化材質、結構以及工藝，令MQB平臺車型比上代車型整車減重40—60kg。雖然比起碳纖維這樣更高一級的輕量化技術，大眾MQB平臺的輕量化有點微不住道，但可知，輕量化技術在我們身邊無處不在。
此外，隨著國家不斷調整排放標準，最苛刻的國六排放標準將在2019年7月開始在重點城市提前實施國六排放標準，在2023年7月全國輕型車強制執行。而現今，無論是小型SUV還是中大型SUV，基本都是采用了鋁合金材質的發動機缸體與缸蓋來進行輕量化，但都不能應對國六排放標準。在首批達到國六排放標準的機動車的環保信息中，第一批僅三款SUV車型能達標。因此，除了不斷提升發動機技術之外，把汽車輕量化技術再往更深一步走也是有效應對途徑之一。
汽車輕量化技術不止在傳統燃油車上有著重要地位，在新能源汽車上也是如此。如今的特斯拉model S、蔚來ES8、榮威 marvel x等中高端新能源汽車無不例外是使用全鋁車身來提高續航里程。可這樣還是不夠，因為電池的質量與續航是個矛盾體。如果增加電池的量來提升續航里程，那隨著而來的重量也會影響續航里程。
以捷豹I-PACE為例，僅是電池系統的重量就高達613kg，快占普通中型SUV的整備質量的一半。
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★ 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
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★ 展會概況：
當今世界正經歷百年未有之大變局
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李先生編寫 152/1006/3431
主辦單位
中國汽車工程學會、
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
摘 要：為達到汽車輪轂輕量化目的，在汽車輪轂的概念設計階段對汽車輪轂進行結構尋優。用拓撲優化技術作為概念設計的方法，建立基于變密度拓撲優化方法的汽車輪轂概念設計數學模型；利用ProE三維建模軟件建立某汽車輪轂的三維模型和概念幾何模型；使用Hypermesh前處理軟件建立某汽車輪轂的概念設計有限元模型，然后引用折中規劃法解決多工況問題，在Optistruct結構優化軟件中建立汽車輪轂的優化模型和優化參數
引言
汽車踩踏板是駕駛員實現汽車加減速的重要零部件，主要包括踏板面、主體和固定部分，圖1為汽車踩踏板模型。據計算，汽車的總質量降低10%后，燃油消耗可降低6%~8%，排放污染物可降低4%，汽車輕量化設計對汽車產業可持續發展和實現“碳中和、碳達峰”具有重要意義。踩踏板是汽車工作過程中使用頻率最高的零件之一，其輕量化設計是當代汽車設計開發的重要考慮因素
當今，汽車制造業正朝著更輕、更高效、更可持續的方向發展。在這一輕量化的趨勢中，車身一體化壓鑄技術成為了一項引人注目的創新。通過將多個鋁合金零部件整合為一個無縫結構，一體化壓鑄技術不僅減輕了整車重量，還提高了結構強度和安全性能。它不僅在汽車行業取得了顯著的進展
