汽車輕量化這個話題，大家討論得越來越頻繁。這說明輕量化對汽車而言，其重要性日益凸顯。下面結合電動客車輕量化的實踐，分享其輕量化體會。

1.輕量化的認識

汽車輕量化設計是指基于低油耗和排氣污染物的目的，在車輛綜合性能達標的情況下，盡可能地使車輛的整備質量更輕，使車輛在加速和快速過彎時更加得心應手。

①綜合性能達標是指與汽車安全有關指標，不能因為輕量化設計而下降，否則，其輕量化技術不在提倡之列；

②輕量化設計以后，實施工藝應成熟，生產線的批量生產能力不能降低，否則，其輕量化技術不在提倡之列；

③輕量化設計以后，產品的成本原則是可以下降的，而不是上升的，否則，其輕量化技術不在提倡之列；

④輕量化設計以后，產品維護保養更便捷，否則，其輕量化技術不在提倡之列。

2.輕量化的目標

輕量化設計是基于低油耗和排氣污染物的目的。但是落實到產品設計層面，輕量化的目標，必須清晰而具體，沒有具體目標，不宜去輕量化設計，比如是零部件、是總成件、是整車結構件，是裝飾件，必須具體。目標清晰對輕量化設計的指導意義是十分重要的，不能為了輕量化而輕量化，更不能盲目嘗試新技術、新材料。輕量化設計必須要有市場需要，如：

①電動公交車，由于電池比能量太低，一次持續里程太短。電動公交車輕量化的基本目標是能裝更多的電池；

②要裝更多的電池，會導致整車整備質量超標。電動公交車輕量化的基本目標整備質量不能超標；

③要求電動公交車輕量化后，可以裝更多的電池，但是其結構的強度要更強，韌性更柔。基本要求：必須符合客車安全標準。

3.輕量化的基本途徑

基本途徑有：

（1）機構上輕量化

①整車機構上；②底盤結構；③車身結構；④總成件；⑤零部件。

主要手段是應用價值工程法，通過結構優化，消除多余功能。

（2）采用新材料和新工藝

在安全性能得到保證的前提下，讓車輛重量更輕，達到省油的目的。主要做法：加入質量更輕的新材料（諸如高強度鋼、鋁合金、碳纖維等）來替代性能普通鋼材，采用新工藝，必須更科學、合理，一定能提高產品質量，保障生產進度。

(3)新材料的總成件

①4mm厚的側窗玻璃、塑鋼玻璃；

②鋁鋼輪轂、鋁質驅動電機外殼；

③拉鋁成型的電器外殼；

④少片簧鋼板；

⑤其他輕質材料，如工程塑料零部件。

4.輕量化導致的工藝變化

①鋁合金材料和高強度鋼，焊接工藝有自己的特點，與鋼鐵焊接工藝完全不同；

②鋁合金材料必須要用配套的焊接焊接機器及焊接材料，

③鋁合金材料與鋼材對接，必須采用新工藝，如鉚接、打楔。

但是，鉚接工藝導致批量生產能力下降，打楔工藝導致型材規格太多，成型模具成批增加，基本上是非標的。

輕量化必定會導致的生產工藝的變化，一定要有應對方案。

5.輕量化后的成效

①車輛安全性基本有保障；

②整車整備質量目前基本上可以接近標準，但是成本普遍增加；

③電動客車一些總成件輕量化成果明顯。

6.輕量化基本趨勢

電動客車輕量化工作效果明顯，電動客車整車輕量化基本趨勢是，采用鋁合金材料、高強度鋼、工程塑料等輕質材料。高強度鋼主要用在底盤結構設計上；鋁合金材料主要用在車身機構上；工程塑料主要用于外觀零部件上及人性化設施上。

（1）金屬類材料應用的基本趨勢：

①采用鋁合金材料，主要用車身蒙皮和車身上部結構，

②高強度鋼主要用于底盤承重件。

（2）玻璃類材料應用的基本趨勢:

③4mm夾膠玻璃，主要用于前風擋上；

④塑鋼玻璃，主要用于側窗，目前塑鋼玻璃可以將客車變成幾乎全景、觀光車了。

（3）工程塑料類材料應用的基本趨勢:

主要用于：汽車后視鏡外殼、汽車散熱風扇、汽車空調出風口、汽車把手（扶手）、汽車電池盒、乘客座椅靠背、座板、乘客區地板等。

7.輕量化實例

圖1 揚子江汽車牌18米純電動輕量化城市客車

基本思路是將客車生產沖壓工藝提前到了型材成型環節，型材成型由由上游專業廠家去完成，拓展了鋁、鎂、鈦合金輕質材料加工深度和廣度。帶來客車的傳統生產工藝進行了變革，力圖不采用壓焊、鉗鉚、自沖鉚接、盲鉚和折疊等機械連接技術。主要做法：

①動力電池設計成抽屜式，放在底架里，底盤結構采用鋁、用鎂、鈦合金輕質材料；

②車身骨架是一次成型的龍門結構，由上游廠家成套供應，主機廠省了焊接工藝，直接裝配即可。

③其他方面輕量化采用目前大家熟悉輕質材料。

8.總結

筆者對是客車輕量化工作體會是：

（1）電動客車是目前輕量化一個比較好的場景，主要是電動客車價格比較高，有消化輕量化的成本空間。其他客車推廣輕量化，目前消化空間有限。

（2）許多專家提出碳纖維是汽車輕量化未來趨勢，碳纖維在客車輕量推廣過程中比較困難：

①碳纖維零部件（總成件）如何化解？目前沒有得到大家認可，即碳纖維是不是環保材料？

②碳纖維對大客車而言，整個外成型比較困難，后期如果被碰撞，如何修復？沒有一個可行辦法。

③碳纖維成型工藝目前比較復雜，而且客車個性化比較強，批量比較小，其成本比較高。

（3）工程塑料應用量會愈來愈多。主要理由是，客車上人性化零部件愈來愈多。采用工程塑料是比較理想的。

返回第一電動網首頁 >