汽车轻量化关键技术的应用及发展.ppt

汽车技术发展与轻量化 汽车技术发展与轻量化 汽车的技术挑战与发展 汽车电动化与智能化 汽车轻量化 汽车的技术挑战与发展 节能 环保 安全 方便 舒适 汽车挑战的相关性 节能与减排大方向是一致的 “吃得多，排得多” 节能与减排也有一点矛盾： 最佳工作点的不一致 安全与节能、减排基本是矛盾的 汽车传统技术的挑战 发动机和底盘电控技术的进一步发展。燃烧控制、稳定性控制、防撞控制、导航、通讯… 柴油机: 继续向轿车发展 欧洲柴油轿车市场 约占一半 汽油机:在不断进步,仍是轿车的主流 新汽油机的升功率都在50千瓦以上，甚至70千瓦 传动多档化。轿车6档已是常见，重卡有16档 无级变速的近期发展：原有的AT、AMT、CVT 向DCT和勒布莱提尔6AT/8AT取代的趋势 DCT（双离合器变速箱） 多档变速与自动变速技术 节能排放要求增加档数 减少驾驶员疲劳 非职业驾驶员的增加 AMT,DCT,CVT,新一代AT 　(勒布莱提尔6AT/8AT) 新6AT与流行5AT的比较 汽车电动化与智能化 内燃机还在进步，电动化已是趋势 纯电动车有待蓄电池的突破 我国纯电动大巴已在08奥运会成功使用 成本仍高，但利用峰谷电差价可有效益 混合动力车正在迅速发展 轻混：本田 Insight，已批量生产 重混：丰田 Prius ，已批量生产 “超重混”：以纯电动为主。比亚迪- “双模”F3DM 已投放市场 燃料电池汽车。燃料电池的成本、寿命、重量尚待成熟 我国已有研发样车（同济轿车、清华大巴） 超级电容无轨电车。上海交大最早开发。现已在上海、烟台试运行 提高动力—传动系效率 减轻自重与阻耗 怠速停机 部分停缸。本田 车身外形流线化。目前轿车CD值 为0.30～0.35，可降至0.20～0.25 轮胎低阻化，由f=0.007-0.009降至f=0.0055,约可提高燃料经济性6～8% 混合驱动。Atkinson循环 燃料电池 制动能量回收。超级电容、液压混驱 超越传动-惯性节能 混合驱动 串联式，成本较高 并联式，由ISG膨胀而成，目前应用最多。分为“弱混驱”与“强混驱” 按驱动形式分为“共驱式”与“分驱式” 液压混驱。适合公交，制动能量回收效率高 FORD： 混合驱动发动机 A. “弱混”，如本田《Insight》 电动功率约小于25% 有怠速关机系统 部分制动能量回收 很少单独电驱动 电池小，充电简单 B.“强混”，如丰田《Prius》 电动功率约占30～50% 部分单独电驱动（短距离） 怠速减速关机 更多的制动能量回收 汽车的轻量化 不断追求的目标 轻量化与节能 汽车运动消耗的能量基本都与汽车的总重密切相关。汽车自重每减少10％，燃油消耗可降低6％～8％ 发改委于2004年颁布的《汽车产业发展政策》第十条明确提出：2010年前，乘用车新车平均油耗比2003年降低15%以上”。 《中国汽车工业“十一五”发展规划》；到2010年，汽车整备质量减轻10%；新产品的回收利用率超过80%，其中材料再利用率超过75%” 减轻自重是汽车发展的基本要求 近二十年来，国外乘用车平均每十年减重8%～9%，商用车减重10%～15%；未来十年里轿车自质量还将减少20% 我国目前自主品牌轿车的自重约比发达国家同类轿车重8%～10%，商用车重10%～15% 节能和新能源汽车开发中，尤其是电动汽车（包括纯电动、混合动力和燃料电池汽车）开发中，汽车轻量化问题也十分突出 确保车辆安全性是汽车减重后面临的最主要问题之一 近期颁NCAP碰撞评价结果：进口轿车与合资品牌轿车大都为4～5星级，自主品牌车极少数车能够达到3星级，绝大部分车为1～2星级，自主品牌产品的安全性亟待大幅度提高，意味着自重的进一步提高 轻量化设计方法 汽车系统轻量化的相关性。动力系与承载系 拓扑优化理论的应用。对汽车白车身、副车架、动力总成壳体和悬置支架等关键零部件进行轻量化设计与应用 开发承载系统新结构，减轻承载部件静动载荷 承载系统动力学优化 空气悬架与多轴悬架 消扭悬架 高强度钢的应用 目前发达国家轿车车身高强度钢板用量已经占到整车自质量的40%～50%，而我国自主品牌产品目前平均不到10%，个别车型达到20%。 国外在大量应用高强度IF钢、烘烤硬化钢、强度590MPa级以上的双相钢（DP钢）、相变诱导塑性钢（TRIP钢）和复相钢及马氏体钢，有效提高了车身的抗弯扭刚性和抗碰撞能力 车门B柱和车门内防撞杆多用强度级为1500Mpa的热成形马氏体钢 在商用车领域，发达国家已普遍分别采用屈服强度为700MPa高强度钢和1400MPa级弹簧钢制作悬架变截面弹簧；我国商用车大梁板多用345MPa级钢板，弹簧板多用屈服强度为1100MPa以下强度钢，两大总成