探析電動汽車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與輕量化措施

李春輝

摘 要：基于對電動汽車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與輕量化措施的研究，首先，闡述車身主體架構(gòu)設(shè)計(jì)，包括加強(qiáng)環(huán)形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加強(qiáng)力的傳遞路徑設(shè)計(jì)等。然后，為實(shí)現(xiàn)電動汽車車身輕量化，給出加強(qiáng)對新型工藝的應(yīng)用、加強(qiáng)對新型材料的應(yīng)用、加強(qiáng)車身設(shè)計(jì)優(yōu)化等。最后，要意識到電動汽車在我國發(fā)展的重要意義，加大投入力度。

關(guān)鍵詞：電動汽車;車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);輕量化

在社會不斷發(fā)展背景下，我國的環(huán)境污染問題逐漸嚴(yán)重。環(huán)境情況的出現(xiàn)，會在很大程度上影響社會的發(fā)展與人類的生存。汽車作為人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾M成部分，在使用過程中，會帶來一定環(huán)境污染問題。因此，電動汽車的發(fā)展受到更多人關(guān)注與重視。電動汽車的推廣與應(yīng)用，可以在很大程度上緩解我國環(huán)境污染問題，從而為人們創(chuàng)造更多舒適且安全的生活環(huán)境。所以，本文將針對電動汽車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與輕量化措施相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行闡述。

1 車身主體架構(gòu)設(shè)計(jì)

在車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，車身主體架構(gòu)設(shè)計(jì)是其中的重點(diǎn)工作，同時也是第一環(huán)節(jié)工作。因此，車身主體架構(gòu)設(shè)計(jì)，對于電動汽車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作以及電動汽車的使用產(chǎn)生很大影響。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作的開展中，對于車身主體架構(gòu)要做好初步設(shè)計(jì)工作。然后，加強(qiáng)對計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)計(jì)出更為完整的結(jié)構(gòu)。在車身主體架構(gòu)設(shè)計(jì)工作的開展中，要加強(qiáng)對拓?fù)鋬?yōu)化方法的應(yīng)用，環(huán)形結(jié)構(gòu)要在最大程度上保障。與此同時，對于懸臂梁要盡量減少使用或者不使用。因?yàn)?，懸臂梁會造成支梁以及懸臂梁承受的重量不同，從而使得懸臂梁容易出現(xiàn)損害問題。在具體車身主體架構(gòu)設(shè)計(jì)中，要從以下幾點(diǎn)展開：

1.1 加強(qiáng)環(huán)形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在車身主體架構(gòu)設(shè)計(jì)工作的開展中，環(huán)形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是其中的重要組成部分。一般情況下，在車身主體架構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中，會將其分為X向環(huán)架構(gòu)、Y向環(huán)架構(gòu)、Z向環(huán)架構(gòu)。在X向環(huán)架構(gòu)中，會將其分為尾部框架三環(huán)、前端框架八環(huán)以及前圍框架十環(huán)等;Y向環(huán)主要是門框五環(huán);Z向環(huán)會將其分為上部Z向環(huán)與下部Z向環(huán)，在上部Z向環(huán)中，包含頂蓋兩環(huán)、機(jī)艙上部九環(huán)以及風(fēng)擋一環(huán)等，下部Z向環(huán)包含后地板框架四環(huán)以及前地板框架六環(huán)等[1]。除上述所說的環(huán)狀結(jié)構(gòu)之外，還含有隱式環(huán)形結(jié)構(gòu)以及立體環(huán)形結(jié)構(gòu)。

立體環(huán)形結(jié)構(gòu)主要是十一環(huán)，主要包括A柱、前圍下橫梁、機(jī)艙前上縱梁等。隱式換結(jié)構(gòu)主要是十二環(huán)，在其中包括車身梁架以及底板后副車架等。通過環(huán)形設(shè)計(jì)工作的展開，可以在最大程度上保證電動汽車性能，使得電動汽車彎扭剛度得到保障，對于車身輕量化具有重要意義。

1.2 加強(qiáng)力的傳遞路徑設(shè)計(jì)

在電動汽車的輕量化處理中，可以通過加強(qiáng)電動汽車車身力傳遞路徑設(shè)計(jì)的方式。力的傳遞路徑，會在很大程度上影響汽車不同部位的選擇工作。通過研究工作的展開，可以明確在實(shí)際設(shè)計(jì)與建設(shè)過程中，在哪些部位該使用哪一種材料。這樣材料的使用效率得到保障，防止材料浪費(fèi)情況產(chǎn)生，同時保障汽車使用材料質(zhì)量，提升電動汽車性能。電動汽車力的傳遞路徑，一般情況下，需要從前部碰撞力機(jī)艙傳遞到機(jī)艙下縱梁中。這樣可以將承受的力，直接傳遞給底板縱梁與門檻中。

1.3 客車車身骨架設(shè)計(jì)

在對客車車身骨架設(shè)計(jì)過程中，可以通過構(gòu)建有限元模型的構(gòu)建。客車車身的骨架結(jié)構(gòu)在，一般情況下，是由薄壁鋼管構(gòu)成，屬于空間梁結(jié)構(gòu)。在這一過程中，可以通過對梁單元以及殼單元的應(yīng)用，還可以通過將兩者之間有機(jī)結(jié)合的建模方式。在此期間，為使得其精確度與精準(zhǔn)性得到保障，要充分利用二維殼單，實(shí)現(xiàn)對客車車身骨架做出科學(xué)合理的網(wǎng)格劃分。除此之外，在車身骨架的設(shè)計(jì)中，要嚴(yán)格按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與流程進(jìn)行，在最大程度上保證客車車身骨架設(shè)計(jì)的合理性。

2 電動汽車車身輕量化措施

2.1 加強(qiáng)對新型工藝的應(yīng)用

在實(shí)現(xiàn)電動汽車車身輕量化處理中，可以加強(qiáng)對新興工藝的應(yīng)用。比如，在實(shí)際電動汽車的設(shè)計(jì)過程中，采用鋁擠出冷金屬過渡連接方式，或者鋼鋁鉚接方式。這樣在不同材料連接成型期間，可以達(dá)到一定的車身輕量化效果。

2.2 加強(qiáng)對新型材料的應(yīng)用

電動汽車在我國正處于快速發(fā)展階段，在實(shí)際電動汽車的研發(fā)過程中，需要使用不同的材料，這樣才能確保研發(fā)后電動汽車性能。因此，對于新型材料的使用，要保證不斷研究與分析。不斷尋求質(zhì)量更高的新型材料，這樣可以達(dá)到一定的量化處理效果。比如，在實(shí)際車身設(shè)計(jì)工作的開展中，可以采取鋼鋁混合車身結(jié)構(gòu)。鋼鋁混合車身結(jié)構(gòu)材料一般情況下，會將其應(yīng)用在背門、前蓋以及負(fù)荷翼子板部位中[2]。相較于傳統(tǒng)的全鋼材料，通過對鋼鋁混合車身材料的應(yīng)用。可以減少車身重量的百分之十五，促使電動汽車能夠達(dá)到良好應(yīng)用效果。

2.3 加強(qiáng)車身設(shè)計(jì)優(yōu)化

為實(shí)現(xiàn)電動汽車車身輕量化，還可以通過加強(qiáng)車身設(shè)計(jì)優(yōu)化方式。在對車身整體經(jīng)過設(shè)計(jì)之后，需要展開相應(yīng)測評工作，確保測評各項(xiàng)指標(biāo)在達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后。對于車身的靈敏度，要做好相應(yīng)分析工作，如果在其中發(fā)現(xiàn)不符合靈敏度的配件，那么對于此類配件要及時做好調(diào)整工作。在對電動汽車的碰撞安全性能、NVH性能以及耐久性性能進(jìn)行測試過程中，可以對輕量化迭代計(jì)算方法進(jìn)行合理利用[3]。這樣才車身材料的選擇過程中，可以保證材料使用的科學(xué)性與合理性，提升電動汽車靈敏度，為輕量化打下良好基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

綜上所述，電動汽車在我國有著良好的發(fā)展前景，因此，電動汽車的發(fā)展與應(yīng)用，可以在很大程度上減少環(huán)境污染問題或者能源浪費(fèi)問題?；诖?，對于電動汽車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作以及輕量化工作的展開給予更多關(guān)注與重視，從而為我國電動汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]王隆宇，王帥.基于復(fù)合材料的超輕量化電動汽車[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2019（11）：203-205.

[2]竇曉東.一款電動車身的輕量化探討[J].時代汽車，2019（05）：77-78+81.

[3]張超賓.電動汽車車身骨架設(shè)計(jì)及分析綜述[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2018（02）：54+58.