陳 波

(1.湖南瀟湘技師學(xué)院；2.湖南九嶷職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 永州 425100)

1 汽車輕量化的必要性

當前國內(nèi)外輕量化的研究方法主要是對新能源汽車進行輕量化方面的研究和設(shè)計，保證新能源汽車發(fā)展更加快速，可以滿足當前人們出行的需求。另外就是對當前的新型材料進行研究，將這些材料應(yīng)用到新能源汽車當中，探索合金以及碳纖維等新型材料是否可以保證新能源汽車的輕量化關(guān)鍵技術(shù)完善。最后就是制造廠商通過自己較為先進的研究工藝保證新材料加工而成的輕量化結(jié)構(gòu)用材。當前世界的統(tǒng)一觀點為輕量化是解決當前汽車節(jié)能減排的最有效措施，也是當前汽車工業(yè)追求可持續(xù)發(fā)展的趨勢。汽車的整體質(zhì)量減少10%，汽車的油耗也會減少6%～8%，同時也會減少二氧化碳和其他氮化物等有害物質(zhì)的排放，這樣可以很大程度提升環(huán)境作用。當前傳統(tǒng)燃油車輕量化研究已經(jīng)取得了一定的成果，新能源汽車輕量化可以在傳統(tǒng)燃油汽車研究的基礎(chǔ)上進行新能源汽車輕量化的研究。新能源汽車的輕量化可以保證提升自身的動力性，來解決自己的續(xù)航問題，也平衡自身的輕量化材料成本。

2 當前新能源汽車輕量化的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 集成化新能源汽車

新能源汽車的輕量化需要使用成熟的電池以及電機驅(qū)動技術(shù)，關(guān)鍵的技術(shù)主要體現(xiàn)在半承載式全塑料車身以及將車身組裝成型設(shè)備的研發(fā)，全塑料車身是當前新能源汽車輕量化的關(guān)鍵技術(shù)，全塑料車身的設(shè)計是一體化和模塊化還有整體的設(shè)計思路。同時將新能源汽車應(yīng)當凸顯的優(yōu)點和關(guān)鍵技術(shù)與輕量材料高度集成，這樣可以減少組裝零部件的數(shù)量，也減少了組裝的難度，降低了生產(chǎn)成本，實現(xiàn)了車身輕量化的目標。輕量化新能源汽車主要的組成部分就是驅(qū)動電池單元、行駛系統(tǒng)以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，還有各種新材料制成的車身、構(gòu)架和塑化地板，當前最先進的輕量新能源汽車的整體質(zhì)量大概為850kg。

2.2 集成化纖維增強熱塑性地板

熱塑性地板和塑料車身以及鋁制車架通過通孔和孔槽以及成型預(yù)埋金屬件來實現(xiàn)熱塑性地板以及塑料車身和框架之間的連接，這樣就構(gòu)成了封閉的車身結(jié)構(gòu)，這些基本的機構(gòu)來承載工作載荷，可以互相吸收以及傳遞能量。集成化纖維增強熱塑性地板主要是通過旋塑成型設(shè)備精密成型，加入纖維增強微分發(fā)泡材料，使用縱向和橫向雙軸帶動模具旋轉(zhuǎn)加熱，使得材料逐漸加熱熔融并且均勻涂抹在表面，通過空氣冷卻或者是水冷工藝來對這些模具冷卻，最終就形成了集成化地板。輕量化新能源汽車集成化塑料板是當前的主要關(guān)鍵技術(shù)，可以解決當前新能源汽車運行過程當中的過熱情況。

2.3 車身的材料選擇

新能源汽車要想實現(xiàn)輕量化技術(shù)，全塑車身的成型工藝是旋塑成型工藝，采用多次加料工藝，實現(xiàn)了車身的實心和發(fā)泡的完美集合，新能源汽車的車身是一次整體成型，采用的材料一般情況是纖維增強微分發(fā)泡材料，主要的優(yōu)勢是這些高分子的復(fù)合材料有著更強的自由度，可以發(fā)揮出的產(chǎn)品上線也很高，使用這些高分子的復(fù)合材料可以保證新能源汽車有更多復(fù)雜多變的形狀，滿足不同消費者的需求。另外也可以減少生產(chǎn)過程當中各種零部件的數(shù)量以及額外的加工工藝，這樣可以很大程度節(jié)省新能源汽車的組裝時間。在新能源汽車組裝的過程當中需要注意車輛安全性檢測的過程當中進行車輛的碰撞實驗需要保證行人和乘員的傷害，對當前全塑車身按照新能源汽車碰撞標準體系來進行碰撞模擬分析，車身材料的選擇是新能源汽車輕量化技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。

2.4 復(fù)合塑料車身

通常情況下，復(fù)合塑料車身所選擇的材料具有獨自的優(yōu)點，通過不同材料的有效融合可以彌補材料的缺陷，充分挖掘和發(fā)揚材料的優(yōu)點，大大提高復(fù)合材料的性能。復(fù)合塑料車身一般選擇了旋塑成型工藝，而且將多種加料工藝融入到車身的制作中，大大提高了車身性能。與傳統(tǒng)的金屬車身材料進行對比可以發(fā)現(xiàn)，復(fù)合塑料車身所選擇的復(fù)合材料具有可塑性和靈活性的特點，不僅可以降低車身的制作難度，而且還能夠滿足不同車身形狀制作特點，從而有效提高新能源汽車生產(chǎn)效率。

2.5 使用碳纖維技術(shù)

在進行新能源汽車生產(chǎn)過程中，一般是以塑代鋼為主，尤其是碳纖維技術(shù)，其可以有效提高新能源汽車生產(chǎn)效率和整體性能。通常情況下，碳纖維屬于人工合成的產(chǎn)品，主要是借助片狀石墨微晶按照纖維軸向方向來給予層層堆砌，然后通過石墨化和碳化處理后，就獲得了微晶石墨材料。碳纖維具備良好的力學(xué)性能，其比重僅為鋼材的1/4，但是在抗拉強度上，碳纖維樹脂復(fù)合材料是鋼材的7倍，可以達到3500MPa，而抗拉彈性高達23000MPa。此外，碳纖維還具有明顯的電磁屏蔽性、耐腐蝕性，因此在新能源汽車輕量化處理階段，碳纖維技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，且可以提高新能源汽車的續(xù)航能力，對于新能源汽車制造而言，又是一場全新的“革命”。

2.6 全塑車身模塊化旋塑模具

對于新能源汽車而言，全塑車身模塊化旋塑模具得到了廣泛的應(yīng)用，而作為塑料成型工藝的關(guān)鍵分支，旋塑(滾塑)成型屬于熱塑性塑料中比較常見的一種空成型方法，其具有生產(chǎn)成本較低、組織結(jié)構(gòu)較簡單的特點，因此在大型產(chǎn)品的加工中得到了廣泛的應(yīng)用，加之其制壁薄厚程度均勻，可以實現(xiàn)回收再利用，不僅可以提高新能源汽車輕量化的性能，而且還可以更好地推動新能源汽車發(fā)展。

3 結(jié)束語

當前建立新能源社會是國家發(fā)展的需求，發(fā)展新能源汽車是當前汽車產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和技術(shù)跨越的最佳技術(shù)路線之一。實現(xiàn)新能源汽車輕量化是一個長久的過程，需要對材料和設(shè)計以及制造技術(shù)等方面進行研究。