电动汽车结构轻量化共性关键技术研究与应用实施方案汇报
新能源汽车轻量化技术路线和应用策略
新能源汽车轻量化技术路线和应用策略近年来，环境保护日益崭新，车辆轻量化成为重要发展趋势。
新能源汽车作为未来汽车发展的主要趋势之一，轻量化技术在其中发挥着重要作用。
本文将围绕新能源汽车轻量化技术路线和应用策略，展开阐述。
（1）材料轻量化技术新能源汽车的轻量化主要通过改变材料和结构实现。
在材料方面，当前主要采用铝合金、镁合金和高强度钢等轻量化材料来替代传统汽车的钢铁材料。
其中，在电池、电机、变速器等关键部位使用更加轻薄的材料，如高性能的混合材料、超级纤维材料等。
此外，未来材料的发展重点也将放在寻求新型材料，如碳纤维、高分子复合材料等。
结构轻量化技术主要是通过改变汽车的结构设计实现目标。
目前，新能源汽车采用的多是高强度且针对汽车设计的材料，这样可以在设计上尽量减少汽车的自重，提高车辆的整体效率。
在未来，随着计算机辅助设计的发展和先进的制造技术的应用，汽车的结构设计能够更加快速、轻便、高效。
（1）在设计上注重轻量化在汽车设计之初，应该就以轻量化为导向。
设计师们应该在产品设计之初就将轻量化考虑进去，尽量减少汽车各个部位的重量。
要注重整体设计，避免使用重量大、结构臃肿的零部件。
（2）提高材料利用率材料利用率的低下是造成资源浪费和成本高昂的主要原因之一。
在新能源汽车轻量化的过程中，应该注重提高材料的利用率，避免过多浪费和不必要的损耗。
例如，利用三维打印技术，可以在汽车设计中上重大的作用，实现高效、精准、小批量生产。
（3）不断追求新技术针对新能源汽车轻量化技术的不断发展，应不断追求新技术。
企业应该在不断尝试新技术的基础上，在产品研发中利用先进的工艺技术和专业技术，构建材料与加工技术相结合的研发平台，加速新技术的研发转化，开展新材料的研制，以满足轻量化技术不断升级的需求。
（4）注重经济性在新能源汽车轻量化的过程中，需要兼顾经济性和实用性。
过分强调轻量化，会增加生产成本，影响车辆的性能。
因此，在轻量化的过程中，应该注重经济性，保证车辆的实用性同时实现轻量化的效果。
新能源汽车轻量化的关键技术
新能源汽车轻量化的关键技术摘要：随着科学技术的进步，新能源汽车轻量化技术已成为新能源汽车行业的重要发展趋势，它通过减少零部件的数量和尺寸，大大延长了汽车的使用寿命。
为此，本文着眼于新能源的核心价值，深入探讨了它的关键技术。
随着全球社会越来越关注可持续能源的利用，汽车制造商也开始越来越注重汽车的质量和安全性。
但是，汽车的质量始终成为影响汽车应用推广的一个关键障碍。
为解决这个问题，汽车制造商应该采用汽车轻量化技术，降低车身的质量，从而推进汽车行业的可持续发展。
关键词：新能源汽车；轻量化；关键技术前言：随着新一代电动汽车的普及，它们给传统的汽车行业带来了巨大的变革。
尽管由于电池使用寿命的限制，新能源汽车的推广略受限制，但随着电池容积和重力学特性的改善，未来的汽车行业将会由电动驱动的轿车来主宰。
随着科学的发展，轻量化已成为当今汽车市场的关键性因素，国际和国内的汽车制造商都应该加大对此领域的投入，以推动其发展。
1新能源汽车研究现状1.1新能源汽车现状随着现代社会的快速发展，工业的进步为我们提供了重要的支持，但同时也带来了严重的环境污染问题。
这些问题主要表现在工业排放的大量有害物质，如雾霾、温室气体排放等。
为了减少这些污染，发展新能源汽车是一个有效的解决方案。
随着汽车行业成为全球碳排放量的主要贡献者，新能源汽车的发展对于减少环境污染具有至关重要的意义。
新能源汽车的R&D可以从三个方面进行：一是实现汽车轻量化，即利用新能源技术来提升汽车的性能；二是提高汽车的可靠性和安全性；三是改善汽车的内部结构和功能。
新能源汽车包括电池驱动、混合动力和纯电驱动。
这些技术的发展可以通过R&D新型发动机来实现，并且在欧美国家已经取得了相当大的进步。
近几年来，中国的新能源发展取得了长足的进步，但仍有待于欧美国家的技术支持和更加完善的消费观念。
1.2新能源汽车研究意义随着科学的不断进步，新能源汽车的轻量化已经成为未来发展的必然趋势。
我国汽车轻量化现状及发展趋势
我国汽车轻量化现状及发展趋势发布时间：2021-06-29T11:13:46.213Z 来源：《基层建设》2021年第6期作者：付清洁李新雷[导读] 摘要：本文从我国汽车轻量化技术的现状及当前存在的问题，分析了我国汽车轻量化面临的困境。
山东交通技师学院山东临沂 276000摘要：本文从我国汽车轻量化技术的现状及当前存在的问题，分析了我国汽车轻量化面临的困境。
从轻量化材料发展、轻量化先进工艺技术发展和轻量化结构优化设计技术发展三方面对汽车轻量化技术发展趋势进行了研究，并提出了我国汽车轻量化发展的愿景。
关键词：轻量化节能减排现状趋势当前，能源需求与环境污染的压力日益加大，但汽车在人们的生产生活中所起的作用决定了其不可替代性，因此，如何减少汽车能源消耗与降低排放污染物成为必须面对和解决的主要问题之一。
汽车轻量化是实现汽车节能减排的重要途径，已经成为世界汽车发展的潮流。
汽油乘用车每减重100kg将节油0.39L/100Km，汽车质量每降低10%，可降低油耗6%—8%，排放下降4%。
发展汽车轻量化，是我国节能减排的需要，也是产业结构调整的需要，更是提升我国汽车产品国际竞争力、建设汽车强国的需要。
一、我国汽车轻量化技术现状经过多年发展，我国自主品牌乘用车在轻量化设计、材料和工艺的应用方面都取得了长足的进步，缩小了与合资品牌的差距。
政府、社会、企业和用户对汽车轻量化的认识也在不断加深。
在《中国制造2025》等一些列文件中，都已将支持轻量化材料的发展和应用列入其中，并在国家“十三五”重点研发计划中做出了相应的安排。
但是，由于我们起步较晚，基础较弱，跟国外发达国家的差距仍然不可忽视，汽车产品的轻量化水平仍有较大提升空间，汽车轻量化技术发展环境也需要进一步改善，主要表现在： 1.1对轻量化的认识深度。
现在，经常用车辆的整备质量或某种材料的用量来衡量一个车型的轻量化水平，因此忽略了针对不同市场或不同消费群体车辆的用材策略对产品市场竞争力的影响。
面向汽车轻量化设计的关键技术研究
面向汽车轻量化设计的关键技术研究摘要：经济的发展也带来了资源匮乏等问题，如何实现经济发展、环境保护以及资源节约之间的平衡成为关注的焦点。
在内需驱动下，实现碳中和，进行产业结构调整和能源转型势在必行。
在此次研究中主要对汽车设计的关键技术、轻量化焊接工艺、设计保障等进行了研究，以达到提高汽车的整体质量和使用效果，为汽车轻量化设计提供帮助。
同时，也希望本文的分析能为探索轻量化发展的同行提供参考经验。
关键词：汽车、轻量化、焊接工艺引言当前随着汽车工业的持续发展，很多新技术开始应用到了车辆设计以及生产领域中，轻量化设计成为必然的发展趋势，更是推动汽车工业实现节能减排的重要手段。
在轻量化设计方面总体可以划分为工艺、材料以及结构轻量化三个方面，为了实现轻量化的目标，必须在材料以及结构上进行更多的研究，致力于对关键技术进行突破。
在汽车以及航天等领域中广泛使用了基于塑性以及断裂等方式吸收或者或耗散碰撞能量的材料，此类材料显示出广阔的应用前景。
1汽车轻量化工艺简介汽车轻量化主要是通过降低车身整体质量来提高动态性能，在保证汽车安全性的同时降低对于外部环境的不利影响，节约资源，减少污染。
当前针对轻量化的研究非常多，形成了不同类型的材料，常用的主要划分为金属、非金属材料两大类，前者一般指的是铝合金以及其他的金属材料；后者则以塑料等材料为主。
如何实现轻量化，提高整车质量和性价比，是车企的关键指标之一，随着新材料、新技术、新工艺的推广，将会有更多新型轻量化材料应用于整车生产。
大量的车企重视在此领域的研究，将这些新材料以及新工艺逐步能够到了车辆生产中，改善了车辆的安全性，降低了重量，取得了一定的突破。
近年来，广泛使用的典型轻量化连接工艺主要包括以下几个方面。
自冲铆接：该技术实际上属于一种冷连接技术，具备了较高的适用性，可以实现多种材料的连接，包括金属和非金属材料。
该板被致动器刺穿，首先穿过上部，然后穿过下部。
下板成功穿透后，铆钉的尾部会继续向外延伸，从而获得更稳定的接头。
新能源汽车车身轻量化设计方法研究
新能源汽车车身轻量化设计方法研究内容摘要：随着社会的发展以及科技的进步，汽车逐渐成为人们日常生活中不可或缺的交通工具。
但即使如此，汽车在应用过程中由于油耗以及能源问题逐渐成为制约其发展的首要问题。
为此，为了更好地提升汽车的整体性能以及安全性，满足社会发展需求，新能源汽车逐渐成为人们关注的重点，同时并加强了对轻量化技术的应用。
而轻量化技术则是通过应用新材料、新设计来对汽车相关功能进行优化升级，从而提升汽车的整体性能，促进新能源汽车行业的长久稳定发展。
关键词：新能源汽车车身轻量化设计研究引言对于汽车行业的发展而言轻量化技术的应用具有重要作用，而且该技术还符合了现代可持续发展的相关要求。
通过轻量化技术的应用不仅有效的优化了汽车设计理论，而且还高效地提升了汽车的整体使用性能，提升了汽车的安全以及舒适度。
根据相关研究表明，轻量化技术在汽车上的应用主要体现在对汽车转向、制动、噪音等方面的改善，进而起到优化汽车整体性能的作用。
1轻量化技术概述随着社会的发展以及科技的进步，汽车行业迎来了新的发展机遇，但与此同时也带来新的能源问题。
尤其是在全球燃油资源日益减少的背景下，新能源汽车逐渐成为汽车领域中的新宠儿。
根据我国汽车市场的相关调查发现，截止到2017年我国的新能源汽车的产量已经达到1400多万量，同比增长了近百分之三十，并在全球新能源汽车领域中占有重要位置。
而且对于我国的汽车领域发展来看，轻量化技术的应用则是其发展的重要技术基础。
轻量化技术在应用过程中主要是通过对汽车结构设计、优化汽车功能以及加强新型材料的应用等，来有效的促使汽车的自重在某种程度上得以降低，进而确保汽车原有的设计基础上提升其使用性能，确保汽车更加安全舒适。
对于我国而言，关于轻量化技术的研究已经取得了骄人的成绩，并成为汽车行业发展的主要能动力。
据不完全统计，截止到2018年，全球所生产的新能源汽车中有80%均采用了轻量化车身，为此说新能源汽车车身的轻量化以逐渐成为新能源汽车最为直观的外在表现形式，加强对轻量化的重视可以有效地推动汽车实现经济、环保以及安全的关键所在。
新能源汽车轻量化技术路线和应用策略
新能源汽车轻量化技术路线和应用策略随着环境污染的日益严重和对能源的需求不断增大，新能源汽车逐渐成为世界各国政府所提倡的节能减排、绿色出行的解决方案。
新能源汽车是指以新能源作为动力源的汽车，包括纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等。
其中纯电动汽车具有续航距离长、零排放、低噪音等优势。
但是其成本较高，续航里程有限，充电时间长等问题制约了其发展。
因此，如何提高新能源汽车的续航能力、降低成本和增加安全性，成为汽车研发人员面临的一个主要问题。
轻量化技术是指通过材料和结构设计等方式，减少汽车整车的重量，提高汽车的能源利用效率和行驶效率，从而实现节能减排。
随着轻量化技术的不断发展，新能源汽车轻量化技术也在不断地更新迭代。
目前，新能源汽车轻量化技术主要包括四种模式，即一次轻量化模式、计划轻量化模式、协作轻量化模式和系统轻量化模式。
一次轻量化模式是将已生产的汽车整车进行轻量化改造。
该模式的特点是改变较小，成本和周期较低，但是轻量化效果不明显。
计划轻量化模式是在汽车设计阶段就考虑轻量化，采用轻量化新材料，优化传动系统和悬挂系统等手段实现轻量化目标。
该模式的特点是轻量化效果显著，但成本和周期较高。
协作轻量化模式则是设计、生产和整车厂之间的协作，通过降低零部件重量、优化结构和设计、加强过程控制等方法实现轻量化目标。
该模式的特点是资源共享、周期较短，但是需要协调各部门工作。
系统轻量化模式是通过整体的系统分析和优化，综合考虑整车的轻量化目标，利用先进的模拟方法、优化方法和制造技术等手段实现轻量化。
该模式的特点是综合考虑整车的轻量化，降低成本和周期。
针对新能源汽车轻量化的应用策略可从以下几个方面进行考虑：一是采用轻量化新材料。
如碳纤维、铝合金等。
这些材料具有重量轻、强度高、刚度高等特点，可以大幅度减轻汽车整车重量，提高耐久性和安全性。
二是采用轻量化新技术。
如复合材料制造技术、钣金自由成形技术等。
这些新技术可以大幅度降低生产成本，减少冷冲压工艺。
简述电动汽车轻量化的主要路径
简述电动汽车轻量化的主要路径电动汽车轻量化是指通过减少车辆重量来提高电动汽车的续航里程和性能。
轻量化是电动汽车发展的重要方向之一，可以从多个方面实现，包括使用轻量化材料、优化车辆结构、改进动力系统等。
下面将简要介绍电动汽车轻量化的主要路径。
1.轻量化材料的应用轻量化材料是最重要的轻量化路径之一。
目前在电动汽车中常用的轻量化材料包括碳纤维复合材料、铝合金、镁合金等。
这些材料具有密度低、强度高、刚度好的特点，能有效减轻车身重量。
例如，使用碳纤维复合材料可以使车身重量减轻30%，铝合金的使用可以使车身重量减轻10%。
轻量化材料的应用可以提高电动汽车的续航里程和加速性能。
2.结构优化设计优化车辆的结构设计也是实现电动汽车轻量化的重要手段。
通过采用合理的结构设计，可以减少车辆的重量且不影响车辆的强度和刚度。
例如，可以采用骨架式结构，通过提高材料使用效率来减轻车身重量。
此外，还可以通过优化零部件的设计和减少嵌套层数来达到轻量化的目的。
3.电动汽车电池的轻量化电池是电动汽车的核心组件，也是电动汽车重量较大的部分。
因此，电池的轻量化是实现电动汽车轻量化的关键。
目前，电池的轻量化主要通过两个途径来实现：一是采用高能量密度的电池材料，例如锂离子电池和固态电池；二是改善电池的结构设计，例如采用多层薄片结构或纤维增强结构来减轻电池的重量。
4.动力系统的优化电动汽车的动力系统也是轻量化的重要方向之一。
例如，替代传统内燃机的电机可以减少整个动力系统的重量。
此外，可以通过优化电机的设计和减少电机的负载来减轻动力系统的重量。
同时，还可以采用高频变压器等新的电子元件来减小变频器的尺寸和重量。
5.车辆生产工艺的改进车辆的生产工艺也是轻量化的关键。
通过改进车辆的制造工艺，可以减少车辆的材料使用量，从而减轻车辆的重量。
例如，采用先进的冲压技术可以减少车身的焊接点，减少材料的使用量；采用激光焊接和胶粘剂焊接等新的连接技术可以减轻车身的重量，并提高车身的刚度。
简述纯电动汽车的关键技术
简述纯电动汽车的关键技术
纯电动汽车是指完全依赖蓄电池等电能储存装置进行驱动的汽车。
其关键技术包括以下几个方面：
1. 蓄电池技术：蓄电池是纯电动汽车的关键部件，直接影响车辆的续航里程、充电速度和寿命等。
目前主要使用的蓄电池技术包括锂离子电池、镍氢电池和钠离子电池等。
2. 电机技术：电机是纯电动汽车的动力来源，关键技术包括电机的设计、控制算法和高效能量转换等。
提高电机的功率密度和效率，可以提升纯电动汽车的加速性能和续航里程。
3. 充电技术：纯电动汽车需要进行定期的充电来补充蓄电池的能量。
充电技术包括充电桩的设计、充电速度和充电设施的智能管理等。
目前主要的充电方式包括交流充电和直流快充。
4. 能量回收技术：纯电动汽车通过能量回收技术可以将制动时产生的能量转化为电能进行储存，从而提高能源的利用效率。
能量回收技术包括制动能量回收系统和行程回收系统。
5. 轻量化技术：为了提高纯电动汽车的续航里程，减轻车辆的整体重量是一个重要的方向。
轻量化技术包括使用轻量材料、优化车身结构和减少不必要的装备等。
6. 充电基础设施建设：纯电动汽车的普及需要配套的充电基础设施，包括充电桩的建设、充电站的布局和充电网络的监测等。
充电基础设施的完善可以提高纯电动汽车的使用便利性和覆盖
范围。
综上所述，纯电动汽车的关键技术涉及蓄电池、电机、充电、能量回收、轻量化和充电基础设施建设等方面。
随着技术的不断推进和创新，纯电动汽车的性能和使用体验也将逐渐提升。
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汽车非金属材料应用分析
围绕整车轻量化开展整车轻量化目标制定、分解和组织行业资源针对轻量 化应用技术系统开发。
1）复合材料零部件集成设计；
2）复合材料的典型连接技术； 典型零部件的材料-结构-工艺-性
能设计、模具设计，零部件性能 评价等； 1）材料准静态、动态等性能数据； 2）材料成形工艺-结构-性能数据； 3）材料疲劳、失效等基础数据； 5）关键零部件及连接的有限元模型数据
准静态数据 动态数据 机械性能要求 材料可回收等法规 产品受环境影响 光照 接触介质
ELV
VOC 流动性 零件结构 成形技术 质感 体积感 美感等
工作环境 环保性
NVH特性
典型零部件综合成本
对化工材料
收缩率 尺寸精度 蠕变特性 成型工艺等 外观特性
成形工艺
技术要求
透明度
表面处理 光泽度
时尚感 疲劳、耐久
据中国汽车工业协会预计我国汽车产销量峰值在5000万辆左右，其中国 内4000万辆，出口1000万辆 截止2020年，我国汽车用非金属材料及其零部件潜在市场将到上千亿 元以上的。
非金属材料发展趋势与市场
短流程、低成本、高效率是汽车非金属材料成型工艺重要的技
术与产业发展趋势，由此，将带来了（原）材料体系、工艺装备
等变革。
非金属材料发展趋势与市场
1）薄壁化：提高材料性能，降低零部件厚度 2）低密度：降低零部件单位体积密度，如微发泡材料 关键 3）功能性：① 高强度、高韧性，如动力系统周边用材； 技术 方向 ② 夹层结构和夹芯材料 4）精致感知：具体良好的手感、质感等 ……………………
耐高温：发动机周边能材料 高性能工 程塑料 耐冲击、耐磨等功能材料 高性能覆盖件工程塑料
玻璃纤维增强复合材料
树脂基复合 材料 碳纤维增强复合材料 玄武岩增强复合材料 生物基增强复合材料
化 工 材 料
汽车用结构胶及局部加强发泡材料等
3
汽车非金属材料应用分析
门内板等内饰件 保险杠等外饰件 后背门等全塑零部件
14
非金属材料发展趋势与市场
1）2017年中国全年共产销2901.54万辆和2887.89万辆汽车，连续9年居 世界第一； 2）2016年10月26日由中国汽车工程学会组织发布的《节能与新能源汽 车技术路线》给出了2020年、2025年、2030年整车产销量预测值： 三个阶段整车产销量预测值 2016-2020年 整车产销量 3000 单位：万辆 2021-2025年 3500 2026-2030年 3800
资料来自：Lightweighting and Propulsion Materials Roadmapping Workshop Outbrief
从该企业不同阶段减重目标分析，实现减重采取技术手段，仅从结构设计、 工艺优化，很难达到减重目标，必须在材料（小型化例外）上有重大突破。
10
非金属材料发展趋势与市场
汽车非金属材料工程应用及 其发展趋势
杨 洁
中国汽车工程学会 汽车轻量化技术创新战略联盟
2018年9月13日 成都
1
一．化工材料在汽车上典型应用
二．非金属材料发展趋势及市场潜力
报告提纲
三．电动化、智能化对非金属材料影响
2
汽车非金属材料应用分析
汽 车 用 非 金 属 材 料
传统改性塑料：保险杠、门内板等用材
非金属材料发展趋势与市场
美国某汽车企业中长期（2020-2025）整车、关键系统的轻量化阶段目标：
与2012年比 车身 动力总成 底盘／悬架 内饰 整车 2020年 35% 10% 25% 5% 20% 2025年 45% 20% 35% 15% 30% 2030年 55% 30% 45% 25% 40% 2040年 60% 35% 50% 30% 45% 2050年 65% 40% 55% 35% 50%
2015年，中国汽车工程学会受工信部委托，组织了500多位行业专家，编 写了《节能与新能源汽车技术路线》，于2016年10月发布。 其中，该路线中汽车轻量化技术路线，明确了2015—2030年轻量化阶段 目标及技术路线 ： 2016-2020年 车辆整备质 量 碳纤维增强 复合材料 2021-2025年 2026-2030年 较2015年减重35%
较2015年减重10% 较2015年减重20% 碳纤维有一定使用 降低50%
碳纤维使用量占车重 碳纤维使用量占车重 5%，成本比上阶段 降低50% 降低50%
量，成本比2015年 2%，成本比上阶段
汽车非金属材料应用分析
汽车企业不断完善非金属材料相关技术要求，以及产品开发体系，并将用 户需求，纳入开发体系中，如下：
较2015年减重10% 较2015年减重20% 碳纤维有一定使用 降低50%
碳纤维使用量占车重 碳纤维使用量占车重 5%，成本比上阶段 降低50% 降低50%
量，成本比2015年 2%，成本比上阶段
非金属材料发展趋势与市场
在欧盟2000/53/EC指令（ELV）已明确要求，2015年整车回 收利用率要达到95%。 我国也将在2016年1月1日年实施的汽车回收利用法规中，整 车回收利用率95%。
整车或典型的总成件 关键复合材料零部件
材料
结构
材料性能
工艺
技术难点与关键技术
基础研究应用研究源自4）典型结构特征与力学、性能基础数据等；
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一．化工材料在汽车上典型应用
二．非金属材料发展趋势及市场潜力
报告提纲
三．电动化、智能化对非金属材料影响
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非金属材料发展趋势与市场
美国汽车材料合作伙伴组织 （USAMP）为首的研发团队，联 合开展第三代汽车钢（如中锰钢 等）、碳纤维、连接技术等，旨在 开发新材料，建立材料预测模型、 开展钢与铝合金等连接工艺应用技 术研究。
前端模块等一般结构件
B柱加强板受力件 全塑“LIFE”系统件 重量 零部件数量 连接个数
刚度
模态 碰撞
汽车非金属材料应用分析
2015年，中国汽车工程学会受工信部委托，组织了500多位行业专家，编 写了《节能与新能源汽车技术路线》，于2016年10月发布。 其中，该路线中汽车轻量化技术路线，明确了2015—2030年轻量化阶段 目标及技术路线 ： 2016-2020年 车辆整备质 量 碳纤维增强 复合材料 2021-2025年 2026-2030年 较2015年减重35%