電動汽車車身輕量化設(shè)計對環(huán)境的貢獻

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電動汽車車身輕量化設(shè)計對環(huán)境的貢獻

面對汽車原材料大量消耗以及排放問題日益嚴重的問題，電動汽車成為一種新的選擇。研究表明，只有在一定條件下電動汽車的性能才能在生態(tài)環(huán)境方面超越傳統(tǒng)汽車。通過考慮原材料的提取、加工、使用和再循環(huán)，并從整體角度來分析電動汽車結(jié)構(gòu)輕量化帶來的利益。

車輛空載質(zhì)量是影響油耗、排放等生態(tài)問題的重要因素之一。電動汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計可以分為傳統(tǒng)化設(shè)計和輕量化設(shè)計。以VW Golf車型改裝成電動汽車車型為研究案例。

（1）傳統(tǒng)化設(shè)計是在傳統(tǒng)汽車結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，按照電動汽車動力系統(tǒng)特點對原車結(jié)構(gòu)進行改造，取消原發(fā)動機、離合器等部件，在汽車后座下方和前后軸之間放置動力電池、電機等部件，并增加電池包固定結(jié)構(gòu)。采用該種設(shè)計的電動汽車，其空載質(zhì)量增加了32kg。

（2）輕量化設(shè)計是從資源消耗和能量利用率的角度重新對電動汽車結(jié)構(gòu)進行輕量化設(shè)計。基于結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，利用先進的生產(chǎn)制造工藝生產(chǎn)汽車框架。其中，汽車車身含有大量管型鋼結(jié)構(gòu)以確保其足夠的剛度和強度，并采用超薄塑料、鋼板、鋁板。整電動汽車的設(shè)計以需求設(shè)計目標，底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮動力電池包設(shè)計。采用該種輕量化設(shè)計的電動汽車，其空載質(zhì)量較傳統(tǒng)化設(shè)計減輕了25%。

兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計下的電動汽車動力性一致。

生命周期分析（LCA）方法是分析產(chǎn)品對生態(tài)環(huán)境影響的重要方法。LCA方法包括確定設(shè)計目標、制定產(chǎn)品詳細的生命周期目錄、產(chǎn)品環(huán)境影響評估、評估解釋。根據(jù)產(chǎn)品生命周期目錄分析和環(huán)境影響評估得出產(chǎn)品評價結(jié)果，并給設(shè)計者提供一定建議。

基于LCA方法，從產(chǎn)品生產(chǎn)、使用和再循環(huán)3個方面對比分析了輕量化設(shè)計和傳統(tǒng)化設(shè)計下車輛結(jié)構(gòu)特點，得出了輕量化設(shè)計的電動汽車結(jié)構(gòu)具有巨大優(yōu)勢。

刊名：Advanced Materials Research（英）

刊期：2014年第907卷

作者：Günther Schuh et al

編譯：謝秀磊