電動(dòng)車的輕量化設(shè)計(jì)思路

王濤

1.湖北工業(yè)大學(xué) 湖北省武漢市 430068 2.上海軒創(chuàng)汽車科技有限公司 上海市 200000

摘 要：目前燃油車對環(huán)境的破壞越來越嚴(yán)重，很多城市把此原因歸為霧霾的主要引發(fā)原因，不管書不是主要原因，說明汽車尾氣污染確實(shí)引起了人類的重視，隨著家庭轎車越來越普及，車子尾氣排放每日以噸計(jì)的單位釋放在空氣中，印象者人類的健康，電動(dòng)汽車作為新能源汽車的一種發(fā)展趨勢，日益受到人類的關(guān)注，電動(dòng)汽車

是目前解決環(huán)境污染的一個(gè)好辦法。

關(guān)鍵詞：輕量化；電動(dòng)汽車

電動(dòng)車在最初設(shè)計(jì)的時(shí)候基本上是走低速路線，隨著特斯拉等外國高速電動(dòng)車的出現(xiàn)，對國內(nèi)市場造成了很大的沖擊，中速甚至高速電動(dòng)車已經(jīng)成了時(shí)代發(fā)展的趨勢，即能節(jié)能降耗，減少環(huán)境的破壞，又能速度不輸于傳統(tǒng)燃油車，確實(shí)會(huì)受到大眾的喜愛。

目前電動(dòng)車這塊基本上會(huì)采取輕量化車身，電池配置這塊會(huì)占據(jù)很大比重，沒有了發(fā)動(dòng)機(jī)，車身內(nèi)外板基本上就是單板結(jié)構(gòu)，取消加強(qiáng)板結(jié)構(gòu)。輪胎小輪胎等等減輕重量的方法，為了達(dá)到速度提高，鋁鎂合金，甚至碳纖維車身也在大量普吉，鉛酸大吃向鋰電形式的轉(zhuǎn)變，無不在說明，電動(dòng)車時(shí)代到來了。

下面就來介紹一款電動(dòng)車，屬于鉛酸低速電動(dòng)車，車子長度尺寸也就 2.75米，兩排座，可以承載 5人（前排 2人，后排 3人），這是款吉普電動(dòng)車，前后開發(fā)周期大概一年半時(shí)間，從前期概念設(shè)計(jì)到最后量產(chǎn)。前期市場調(diào)研的時(shí)候效果圖改了不下五遍，領(lǐng)導(dǎo)也是非常關(guān)注外感好看，認(rèn)為這款車雖然低成本，但是造型這塊要突出獨(dú)特的個(gè)性，所以整個(gè)團(tuán)隊(duì)一直在努力，所以根據(jù)造型做了很多次前期造型工程性分析。當(dāng)然這段時(shí)間的分析還不是最忙的時(shí)候，所以會(huì)有很多閑的時(shí)間，同步也找了很多對標(biāo)車進(jìn)行基本的前期總布置工作。

首先是底盤的前期選型，前面基本上就是獨(dú)立懸架，后面已回拖曳臂，已回板簧，最后選擇了板簧式非獨(dú)立懸架，對于車架這塊客戶要求用鋼質(zhì)型材，因?yàn)榍捌谝呀?jīng)有一款他們自己設(shè)計(jì)開發(fā)的車型用的就是剛型材，矩形結(jié)構(gòu)，也給提供了斷面尺寸，我們就開始大致的型材縱梁結(jié)構(gòu)布置，對標(biāo)車這塊由于沒有參考，只能找鈑金車身作為縱梁參考，承載式車身這塊由于要改成矩形型材，所以焊接方式只能二保焊連接。上車體這塊就按照正常的車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。前后臉區(qū)域由于可以比較關(guān)注，造型改了不下十遍，即使在工藝數(shù)據(jù)后期也是一直在改。數(shù)據(jù)造型定義到不知階段階段搞了三個(gè)月時(shí)間，這個(gè)時(shí)期的數(shù)據(jù)基本上就是未未倒角數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)提交給客戶的。工藝階段搞了 2個(gè)月時(shí)間，這期間本來定義好的時(shí)間是一個(gè)半月，中間由于方案變更，拖延了半個(gè)月，也是沒有辦法，這個(gè)階段的下車體數(shù)據(jù)就是管型材，數(shù)據(jù)做出來，感覺車子好重，這個(gè)階段客戶倒沒有提各種意見，按照既定計(jì)劃在走。到 NC階段，又花了 2個(gè)月時(shí)間，這個(gè)時(shí)期的數(shù)據(jù)，基本上附件都布置差不多了，發(fā)揮余地很少，而這個(gè)階段，供應(yīng)商介入也是最多的，各種提交物也開始源源不斷的被提出來。各種法規(guī)，各種底盤參數(shù)報(bào)告，各種總布置報(bào)告，車身，內(nèi)外飾報(bào)告，還有 A面報(bào)告都源源不斷的提出來。交付給客戶作為預(yù)審，因?yàn)檫@確實(shí)屬于前期報(bào)價(jià)文件的定義。這個(gè)時(shí)候，四大工藝（車身，焊接，涂裝，總裝）供應(yīng)商不斷過來，作為設(shè)計(jì)同步工程對接，當(dāng)然這種型材車架也是爭論最多的，對車架的方案梗概也是在模具反饋后 2個(gè)月后開始進(jìn)行方案的重新更改的。因?yàn)榭蛻糇灾餮邪l(fā)的車型在現(xiàn)在夾具上焊接時(shí)遇到了很多很多的問題，焊接精度差，焊接變形，焊接定位不準(zhǔn)，然后就慢慢的提出來說能不能改成傳統(tǒng)縱梁結(jié)構(gòu)。

沒有辦法，只能接受這種挑戰(zhàn)，這個(gè)時(shí)期 NC數(shù)據(jù)基本上已經(jīng)完成，從整車開發(fā)流程上講屬于設(shè)計(jì) NC第一階段，即使更改，也是小零部件的更改，模具沖壓問題梗等基本更改，型材更改為縱梁結(jié)構(gòu)，確實(shí)是需要重新合計(jì)工作量和時(shí)間的，但是既然客戶提出來了，沒有辦法，只能接受！從改成縱梁方案到最后數(shù)據(jù)大體方案客戶認(rèn)可，中間至少花了 3個(gè)月時(shí)間，這期間也做了大量的縱梁輕量化等減薄方案，客戶目標(biāo)就是整個(gè)車身 200公斤以內(nèi)，最終做下來的是 199公斤，也算基本上滿意。

在低速電動(dòng)車設(shè)計(jì)的整個(gè)開發(fā)周期內(nèi)，內(nèi)部也出現(xiàn)了各種各樣的分歧，一個(gè)是燃油車的設(shè)計(jì)思路，一個(gè)是低速電動(dòng)車輕量化的思路，這期間也參加了南京新能源車展，也看到了各種各樣的輕量化市場車型。只有想不到，沒有做不到，但是每款車其實(shí)是不能復(fù)制的，他有他特殊的造型定義和歷史根源。設(shè)計(jì)必須按照實(shí)際情況去分析考量。還是有一定的設(shè)計(jì)心得的，總結(jié)如下：

1-設(shè)計(jì)前期造型階段：必須明白他的參考樣車是和何種搭接方式，這會(huì)關(guān)系到后期的工程斷面結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)數(shù)模結(jié)構(gòu)，有很多情況是參考樣車并不能完全反應(yīng)設(shè)計(jì)新車的造型結(jié)構(gòu)需求，這個(gè)時(shí)候需要找尋各種參考資料進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，資料越多，考慮問題也就越全面，也就會(huì)讓你的造型工程可行性更容易實(shí)現(xiàn)，更會(huì)考慮到低成本工藝，簡單工藝的實(shí)現(xiàn)，不給將來設(shè)計(jì)造成隱患，給后期生產(chǎn)減少麻煩。

2-布置階段：這個(gè)階段是很多設(shè)計(jì)想法，工程方面斷面實(shí)現(xiàn)的初級階段，很多這個(gè)階段會(huì)做各種各樣的修改，底盤，總布置，電器介入的比較多，車身及內(nèi)外飾設(shè)計(jì)會(huì)改動(dòng)最多，內(nèi)部專業(yè)交流溝通也會(huì)很頻繁，因?yàn)檫@個(gè)階段就是方案階段，方案就是前期的宏觀概念想法得到工程驗(yàn)證的階段，斷面只是創(chuàng)藝，雖然很多人說看斷面就可以看到實(shí)際階段，其實(shí)斷面會(huì)有很多真正結(jié)構(gòu)體現(xiàn)不出來的東西，這個(gè)就需要實(shí)際數(shù)據(jù)去體現(xiàn)他。

3-工藝階段：這階段是數(shù)據(jù)要達(dá)到倒角狀態(tài)，附件基本上布置，底盤、電器基本上也布置完畢，車身及內(nèi)外飾需要匹配做數(shù)據(jù)完整性工作，也會(huì)存在初版 A面的替換工作，同步工程的前期分析等工作， CAE的初步介入等等，這個(gè)階段很多專業(yè)會(huì)上馬，必須考慮全面，不然會(huì)改動(dòng)很大。

4-NC階段：這個(gè)階段，是數(shù)據(jù)為工程樣車，試制養(yǎng)車做準(zhǔn)備，模具廠家，焊接、涂裝廠家真正定點(diǎn)后的參與階段，會(huì)存在工藝問題修改，這個(gè)階段會(huì)做很多反饋修改，不過總體來說這階段的更改，基本上大家思路都很清晰，包括 CAE更改，強(qiáng)制法規(guī)項(xiàng)更改等等，數(shù)據(jù)檢查工作，都屬于被動(dòng)形式的更改，這個(gè)階段會(huì)補(bǔ)充做很多報(bào)告，因?yàn)樵O(shè)計(jì)公司要考慮項(xiàng)目的整體時(shí)間及成本，會(huì)安排做此類報(bào)告的完備等等。

5-試裝階段：就是裝車問題的整改，這個(gè)階段開始伴隨做 2D圖紙，做好同步對接，生產(chǎn)準(zhǔn)備部門也開始慢慢介入，設(shè)計(jì)公司會(huì)和制造公司經(jīng)常去車間現(xiàn)場為設(shè)計(jì)的真實(shí)化，滿足真正的模具件開發(fā)，后期的大批量生產(chǎn)做些優(yōu)化工作，這個(gè)時(shí)期的反饋要迅速，畢竟模具開發(fā)周期整車這塊車身 3個(gè)半月，內(nèi)外飾 2.5-3個(gè)月，時(shí)間不多了，所以必須快速響應(yīng)，很多公司會(huì)在這個(gè)階段讓供應(yīng)商做方案更改，因?yàn)檫@時(shí)候也有很多廠家供應(yīng)商沒有真正定點(diǎn)，只是把供應(yīng)商喊來，讓給方案，這也很正常，車子在開模具之前，投入生產(chǎn)線之前，動(dòng)輒上千萬，上億，很多廠家確實(shí)很謹(jǐn)慎，設(shè)計(jì)本來就是各個(gè)方面平衡的結(jié)果。好的設(shè)計(jì)就是最低成本，最簡單工藝，最輕量化，保證高強(qiáng)度車身，達(dá)到最優(yōu)質(zhì)量。

6-設(shè)計(jì)的部門溝通及對接：汽車整車開發(fā)是一般來講，車身，內(nèi)外飾，底盤，電器，總布置， CAS，效果圖等都要介入，項(xiàng)目經(jīng)理作為真?zhèn)€項(xiàng)目的組織者必須用時(shí)刻保持清醒來規(guī)避設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，但是設(shè)計(jì)又會(huì)存在各種爭議，汽車設(shè)計(jì)過程中，每個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)定義都不一樣，或者每個(gè)人的項(xiàng)目背景都不一樣，同樣一款車，每個(gè)人設(shè)計(jì)出來效果都不一樣，都可以生產(chǎn)制造出來，都屬于成熟結(jié)構(gòu)，但是呢，現(xiàn)場生產(chǎn)條件卻大不同，國有企業(yè)，民營企業(yè)，合資企業(yè)的開發(fā)思路和流程，或者結(jié)構(gòu)參考都不一樣，為了功能，會(huì)放棄成本。為了成本，又會(huì)選擇低價(jià)設(shè)計(jì)方案，工程師雖然作為設(shè)計(jì)的執(zhí)行者，也會(huì)有各種各樣的尷尬，每個(gè)工程師都有自己的設(shè)計(jì)情況，項(xiàng)目經(jīng)理，客戶經(jīng)理，都會(huì)有各種各樣的考慮，所以就會(huì)有各種各樣的爭論，妥協(xié)。再修改，反反復(fù)復(fù)，這就是設(shè)計(jì)的流程。如果說一個(gè)車，沒有爭論，沒有修改，完全按照設(shè)計(jì)開發(fā)周期去設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)也不會(huì)有各種各樣的延期，包括供應(yīng)商這塊也是會(huì)各種各樣的變化。很多因素的結(jié)果，為了做好一款車，這就是設(shè)計(jì)的意義。