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整备更轻,浅谈电动公交车的轻量化实践

汽车轻量化这个话题,大家讨论得越来越频繁。这说明轻量化对汽车而言,其重要性日益凸显。下面结合电动客车轻量化的实践,分享其轻量化体会。

1.轻量化的认识

汽车轻量化设计是指基于低油耗和排气污染物的目的,在车辆综合性能达标的情况下,尽可能地使车辆的整备质量更轻,使车辆在加速和快速过弯时更加得心应手。

①综合性能达标是指与汽车安全有关指标,不能因为轻量化设计而下降,否则,其轻量化技术不在提倡之列;

②轻量化设计以后,实施工艺应成熟,生产线的批量生产能力不能降低,否则,其轻量化技术不在提倡之列;

③轻量化设计以后,产品的成本原则是可以下降的,而不是上升的,否则,其轻量化技术不在提倡之列;

④轻量化设计以后,产品维护保养更便捷,否则,其轻量化技术不在提倡之列。

2.轻量化的目标

轻量化设计是基于低油耗和排气污染物的目的。但是落实到产品设计层面,轻量化的目标,必须清晰而具体,没有具体目标,不宜去轻量化设计,比如是零部件、是总成件、是整车结构件,是装饰件,必须具体。目标清晰对轻量化设计的指导意义是十分重要的,不能为了轻量化而轻量化,更不能盲目尝试新技术、新材料。轻量化设计必须要有市场需要,如:

①电动公交车,由于电池比能量太低,一次持续里程太短。电动公交车轻量化的基本目标是能装更多的电池;

②要装更多的电池,会导致整车整备质量超标。电动公交车轻量化的基本目标整备质量不能超标;

③要求电动公交车轻量化后,可以装更多的电池,但是其结构的强度要更强,韧性更柔。基本要求:必须符合客车安全标准。

3.轻量化的基本途径

基本途径有:

(1)机构上轻量化

①整车机构上;②底盘结构;③车身结构;④总成件;⑤零部件。

主要手段是应用价值工程法,通过结构优化,消除多余功能。

(2)采用新材料和新工艺

在安全性能得到保证的前提下,让车辆重量更轻,达到省油的目的。主要做法:加入质量更轻的新材料(诸如高强度钢、铝合金、碳纤维等)来替代性能普通钢材,采用新工艺,必须更科学、合理,一定能提高产品质量,保障生产进度。

(3)新材料的总成件

①4mm厚的侧窗玻璃、塑钢玻璃;

②铝钢轮毂、铝质驱动电机外壳;

③拉铝成型的电器外壳;

④少片簧钢板;

⑤其他轻质材料,如工程塑料零部件。

4.轻量化导致的工艺变化

①铝合金材料和高强度钢,焊接工艺有自己的特点,与钢铁焊接工艺完全不同;

②铝合金材料必须要用配套的焊接焊接机器及焊接材料,

③铝合金材料与钢材对接,必须采用新工艺,如铆接、打楔。

但是,铆接工艺导致批量生产能力下降,打楔工艺导致型材规格太多,成型模具成批增加,基本上是非标的。

轻量化必定会导致的生产工艺的变化,一定要有应对方案。

5.轻量化后的成效

①车辆安全性基本有保障;

②整车整备质量目前基本上可以接近标准,但是成本普遍增加;

③电动客车一些总成件轻量化成果明显。

6.轻量化基本趋势

电动客车轻量化工作效果明显,电动客车整车轻量化基本趋势是,采用铝合金材料、高强度钢、工程塑料等轻质材料。高强度钢主要用在底盘结构设计上;铝合金材料主要用在车身机构上;工程塑料主要用于外观零部件上及人性化设施上。

(1)金属类材料应用的基本趋势:

①采用铝合金材料,主要用车身蒙皮和车身上部结构,

②高强度钢主要用于底盘承重件。

(2)玻璃类材料应用的基本趋势:

③4mm夹胶玻璃,主要用于前风挡上;

④塑钢玻璃,主要用于侧窗,目前塑钢玻璃可以将客车变成几乎全景、观光车了。

(3)工程塑料类材料应用的基本趋势:

主要用于:汽车后视镜外壳、汽车散热风扇、汽车空调出风口、汽车把手(扶手)、汽车电池盒、乘客座椅靠背、座板、乘客区地板等。

7.轻量化实例

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图1 扬子江汽车牌18米纯电动轻量化城市客车

基本思路是将客车生产冲压工艺提前到了型材成型环节,型材成型由由上游专业厂家去完成,拓展了铝、镁、钛合金轻质材料加工深度和广度。带来客车的传统生产工艺进行了变革,力图不采用压焊、钳铆、自冲铆接、盲铆和折叠等机械连接技术。主要做法:

①动力电池设计成抽屉式,放在底架里,底盘结构采用铝、用镁、钛合金轻质材料;

②车身骨架是一次成型的龙门结构,由上游厂家成套供应,主机厂省了焊接工艺,直接装配即可。

③其他方面轻量化采用目前大家熟悉轻质材料。

8.总结

笔者对是客车轻量化工作体会是:

(1)电动客车是目前轻量化一个比较好的场景,主要是电动客车价格比较高,有消化轻量化的成本空间。其他客车推广轻量化,目前消化空间有限。

(2)许多专家提出碳纤维是汽车轻量化未来趋势,碳纤维在客车轻量推广过程中比较困难:

①碳纤维零部件(总成件)如何化解?目前没有得到大家认可,即碳纤维是不是环保材料?

②碳纤维对大客车而言,整个外成型比较困难,后期如果被碰撞,如何修复?没有一个可行办法。

③碳纤维成型工艺目前比较复杂,而且客车个性化比较强,批量比较小,其成本比较高。

(3)工程塑料应用量会愈来愈多。主要理由是,客车上人性化零部件愈来愈多。采用工程塑料是比较理想的。

来源:第一电动网

作者:雷洪钧

本文地址:https://www.d1ev.com/kol/58107

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