试论汽车新能源及其轻量化技术的发展王彬

试论汽车新能源及其轻量化技术的发展王彬

王彬

（力神动力电池系统有限公司天津市300000）

摘要：新能源汽车的发展，特别是电动汽车已成为汽车行业健康可持续发展的必然趋势，轻量化可以显著促进电动汽车电池的使用寿命，促进其进一步发展。在此背景下，研究国内外新能源汽车的发展，本文总结了现状和发展前景，分析新能源汽车轻量化的重要性，可以应用当前新能源汽车轻量级的主要方式，研究轻质材料在汽车轻量化中的应用前景和关键技术。

关键词：汽车新能源；轻量化技术；发展

1前言

我国汽车保有量逐年增加，我国对石油的依赖逐年增加，节能降耗迫在眉睫。在国家对汽车油耗的需求逐渐减少的情况下，主要的汽车厂商掌握了新能源汽车，尤其是电动汽车的发展和推广，电动汽车的销量也在逐步上升。与传统燃油汽车相比，电动汽车动力电池的特定能量小于的具体能源燃料很多，和电池的引入大大提高汽车的质量，这使得电动汽车的范围远小于传统燃料汽车，因此加快电动汽车轻量级显得非常迫切。目前国内外对传统燃料汽车轻量化的研究较多，但对电动汽车轻量化技术的直接研究相对较少。目前，铝镁合金、高性能钢、纤维增强热塑性复合材料等轻质材料是最成熟的轻型材料。

2新能源汽车的国内外研究与发展现状与态势

2.1新能源汽车国内研究与发展现状

随着中国经济和社会的快速发展，对汽车的需求越来越大，汽车的拥有量也在快速增长。数据显示，截至2015年底，全国民用汽车保有量达到17228万辆（其中包括三轮机动车和低速卡车955万辆），增长11.5%，私家车保有量14399万辆，增长14.4%。民用汽车数量9508万辆，增长14.6%，其中私家车8793万辆，增长15.8%。其次是汽车能耗和排放量的增长。新能源汽车的发展和产业化是我国绿色经济建设和可持续发展的重要组成部分。2001年，我国启动了“863项目”电动汽车重大项目，涉及电动汽车，包括三类：纯电动和混合动力和燃料电池汽车，和“三纵”三种电动汽车动力总成控制、驱动电机、动力电池为“三横”，建立“三纵三横”的发展布局。2015年，“十三五”规划提出实施新能源汽车推广计划，提高电动汽车产业化水平。新能源汽车研发费用高，成本高。目前，中国新能源汽车产业发展尚不成熟，有很大的差距与欧洲和美国的发达国家，欧洲和美国的新能源汽车研发的经验表明，政府支持和补贴新能源汽车质量的重要因素。目前，新能源汽车在实现大众消费市场是缺乏基础设施、关键技术来克服和消费市场尚未成熟障碍，需要政府的政策支持，加快技术创新的步伐，提高核心竞争力。

2.2新能源汽车国内外研究与发展态势

目前，所有国家都在开发电动汽车，包括纯电动和插电式混合动力汽车。纯电动汽车代替燃料发动机，电能转化为动能，在过程中，依靠电能而不产生任何有害物质的排放，不污染环境，是解决日益严重的温室效应的重要途径之一。插件混合动力汽车，汽车的身体和大容量动力电池和汽车特殊的电气设备，当电池容量足以使用电池供电，当功率水平以下的移动，而不是使用燃料，通过燃料和电力相互支持，一方面，利用电能来减少排放，减少环境污染；另一方面，它可以通过燃料提供的强功率解决低功率电池供电的问题。然而，对于电动汽车来说，耐力是工业化和市场化的关键。电池技术是决定电动汽车耐久性的关键技术之一，电动汽车的重量是电池技术以外的限制因素之一。汽车的质量较低，可以组装更多的电池；另一方面，它可以有效地提高汽车的流动性。清华大学教授、汽车安全与能源国家重点实验室主任欧阳明高教授指出，全球新能源汽车发展正在经历三个技术改造：第一个是电气化的发展力量，包括动力电池和纯电动汽车的技术，燃料汽车发动机的进步，插电式混合动力电动汽车机械混合装置成熟；二是智能汽车技术的转型；第三是结构光量化技术的变化，从可持续发展的要求，汽车轻量化技术的研究已成为未来汽车发展的必然趋势。技术的创新和进步是提高燃料动力、减少消耗、减少污染的最有效途径。

3整车轻量化技术

3.1整车轻量化

电动汽车轻量化的重点是车身和底盘，这主要是由于整个电动汽车的质量。电动汽车的整车部分主要由内外饰件、电池、车身、电机、底盘、动力传动机构、刹车系统和轮胎组成。对电动汽车的各个部分进行量化和有效的量化是必要的。重点是车身和底盘的重量轻。与传统的燃料汽车相比，电动汽车应注重轻量材料的应用。因为根据以往的钢材材料和技术的使用，在所有产品和相关措施的基础上，最多只能减少10%的质量，因此不能有效地满足电动汽车对实际减肥的需要。最理想的电动汽车采用轻量级技术作为身体结构和轻质复合材料是金属或碳纤维车身，底盘的材料，同时，也可以互补和完美的制造工艺，精细结构设计作为轻量级的核心技术，是目前最现实和理想的电动汽车车辆的轻量级技术。

3.2车身的轻量化

电动汽车的轻重量主要集中在新材料的应用和模具设计、结构设计及相应的制造过程。目前的低密度、高强度光体有很多材料，但最适合的是复合材料。目前主要有以下机构：一是铝合金车身，铝材具有可回收、高安全性、轻质量的特点。第二种是高强度钢体，虽然这种材料的主体可以有效的降低钢板的厚度，从而降低车身的质量，从而达到轻型电动汽车的目的。三是改性塑料体，具有比金属本体更大的技术和市场优势。四是碳纤维增强复合体，具有强度大、重量轻的优点。

3.3电池轻量化技术

对电动汽车电池的轻量化技术就是需要有效提高现今电池的单位能量比或者是能够开发出更加先进、环保、节能的电池。电动汽车的性能是由电池的体积比能量与质量比能量所决定的，一方面，当前的电动汽车电池的实际比能量跟理论相比较，还是存在较大差距。与此同时，有效提升现有电池的比能量需要从实现电动汽车管理系统的优化及系统比能量更低两个方向出发。在另一方面，氢氧电池是当前社会公认的最好电源，不仅高效节能，而且还清洁无污染。目前电动汽车制造商正在着手研发金属燃料电池，金属燃料电池与其它电池相比，具有效率高，机动灵活的优点。所以，未来的电动汽车电池技术轻量化的发展方向极有可能是金属燃料电池。

3.4整车的新型制造工艺

汽车的新制造工艺主要包括：附着力、铆接工艺、简化的涂装工艺、模块化装配工艺和天然纤维部件等。简化的涂装工艺可以有效地解决高能耗、高成本的问题，同时可以有效地减少环境污染。电动汽车轻量化的技术特点是能够充分利用复合材料本身的优点直接在相应的涂层或模具内，仅在表面涂层中，从而有效地节省电泳技术和磷化成本。在电动汽车零部件中使用天然纤维可以有效降低汽车零部件的质量，降低成本，增加材料的强度，减少噪音，同时也能有效降低汽车的挥发性有机化合物含量。

4结束语

新能源汽车的研发和应用是缓解汽车工业带来巨大的资源消耗和环境污染压力的主要方法，研究和发展新能源汽车是困难的，成本高，需要政府的支持，国家正在制定和出台大量的相关政策，促进新能源汽车的发展。新能源汽车的轻量化可以有效降低车身重量，提高机动性，减少消耗，提高耐久性。铝镁合金加工和成型工艺的优化，提高碳纤维增强复合材料的产业化水平，可以平衡新能源汽车的研发成本和轻质材料的应用，从而促进新能源汽车的产业化和市场化。

参考文献：

[1]白俊涛.电动汽车轻量化技术[J].南方农机，2015，46（12）：37+42.

[2]陈辛波，杭鹏，王叶枫.电动汽车轻量化技术研究现状与发展趋势[J].汽车工程师，2015（11）：23-28+57.

[3]程一卿，莫凡，彭亚南.新能源汽车发展态势及其轻量化[J].科技创新导报，2016，13（12）：41-45.

[4]吕鹏辉，陆科，叶茂，成英，钟永恒.我国新能源汽车及其轻量化材料科技成果计量分析[J].现代情报，2011，31（07）：93-97.