一種輕量化電動汽車的製作方法
2023-05-21 22:06:31
專利名稱：一種輕量化電動汽車的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種輕量化設計的純電動汽車，尤其涉及一種小型化的2座和4座乘 用電動車。
背景技術：
目前，純電動汽車採用的動力電池主要是鉛酸、鎳氫和鋰電池等類型的電池，它們 的質量比容量分別為30-40Wh/kg、45-60Wh/kg、80-110Wh/kg，而現在以汽、柴油為代表的石 化燃料經過內燃機轉化後的驅動可用功的質量比容量3000wh/kg左右，石化燃料的質量比 容量是動力電池30-100倍。因此現階段的純電動汽車普遍存在整備質量較大、一次充電續 駛裡程短、公裡單位電耗較大的缺陷，制約了電動汽車的推廣應用。本發明通過整車的輕量 化設計，大幅度降低整備質量，可以採用較少的電池容量同時可以提高整車的續駛裡程。現階段乘用車車身普遍採用多個部件鋼板衝壓成型，採用焊接工藝將多個部件連 接成整體式車身結構。現階段乘用車的車身輕量化設計普遍採用高強度鋼、耐候鋼的減薄 有限元分析和優化設計，或者國外如奧迪公司少數高端汽油車上採用全鋁車身的結構設 計，可以達到降低整車整備質量8-12%的幅度，遠遠不能滿足電動汽車增加的電池重量普 遍達到同類型車30%左右的需求。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種輕量化電動汽車，其主要採用新型高強度復 合材料車身覆蓋件，採用高強度輕質鋁合金骨架空間結構，採用高強度高分子膠的粘接工 藝實現整車的輕量化設計、提高整車強度和抗扭剛度，以解決由於動力電池本身的質量比 容量較低帶來的純電動汽車整備質量增加、續駛裡程較短、電池成本比重較大等問題，實現 整車的節能和零排放。為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案一種輕量化電動汽車，其中 該電動汽車車身覆蓋件為高強度複合材料車身覆蓋件，車身骨架為高強度鋁合金空間結 構，所述車身覆蓋件通過高分子粘接膠與車身骨架連接。作為本發明所述的輕量化電動汽車的一種優選方案，其中底部空間結構骨架與 車身骨架之間用高分子粘接膠粘接蜂窩鋁。作為本發明所述的輕量化電動汽車的一種優選方案，其中所述高強度複合材料 車身覆蓋件包括保險槓、前艙蓋、左右前翼子板、左右車門、左右側圍、頂蓋、後艙門，所述車 身覆蓋件為兩層T200A規格的高強度編制碳纖維布夾一層高強度玻纖布，通過預浸環氧樹 脂，TRM模壓的方式成型，所述車身覆蓋件通過高分子粘接膠與車身骨架連接。作為本發明所述的輕量化電動汽車的一種優選方案，其中在下部骨架及側圍骨 架之間粘接高剛度和吸能效果良好的20-25mm厚蜂窩鋁，在前後防撞梁部分布置高吸能的 泡沫鋁。採用了本發明所述結構，其有益效果是，整車車身覆蓋件和車身骨架採用全新材料的使用，整車輕量化設計的整車和同類型的鋼質純電動整車相比較，減重達到40-45% . 在很大程度上實現輕量化的設計目的，車身模具投入成本低，採用先進的粘接工藝，可以 減少焊裝設備成本的投入，並且可以提高整體車身的強度。達到很好的節能效果，提高 了整車的續駛裡程。如市場上同級的2座和4座純電動汽車含電池的整備質量普遍在 1100-1200kg，配置的電池容量為15-18kwh，一次充電續駛裡程為80_120km。本發明實例的 輕量化純電動汽車含電池不同配置的整備質量為650-720kg，電池容量12kwh，續駛裡程達 到 150-200km。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。圖1為本發明的整車結構示意簡圖。
具體實施例方式如圖，圖中1.保險槓，2.前艙蓋，3.左右前翼子板，4.左右車門，5.左右側圍， 6.頂蓋，7.前防撞梁，8.減速箱總成，9.交流異步電機，10.前減震系統，11.動力電池， 12.蜂窩鋁，13.前懸架，14.後減震系統，15.車身骨架總成，16.後懸架。整車輕量化設計主要集中在新材料車身覆蓋件和全鋁的全承載式車身骨架，其它 集成式的動力總成也是基於輕量化設計的考慮。車身覆蓋件包括前、後保險槓1、前艙蓋2、 左右前翼子板3、左右車門4、左右側圍5、頂蓋6、以及後艙門等部分組成。車身覆蓋件採用高強度的碳纖維複合材料製成，碳纖維複合材料採用兩層T200A 規格的高強度編制碳纖維布夾一層高強度玻纖布，先預浸環氧樹脂，通過TRM模壓的方式 成型。採取該工藝方法可以減少工藝模具的投入，同時保證了部件的產品一致性而在傳統 鋼質汽車在衝壓工藝中每一個零件需要4-5道工序模具的投入。碳纖維複合材料也可以採 用ABS+碳纖的注塑成型工藝，可以大大提高生產節拍。車身骨架總成15，採用全鋁的空間結構。用作車架骨架型材材料的6082 T5鋁合 金的抗拉強度和屈服強度分別為270Mpa、230Mpa，6061 T5鋁合金抗拉強度和屈服強度分別 為M0Mpa、205Mpa，強度基本達到低碳結構鋼的強度，都具有焊接性優良、擠壓成型及切削 加工性能佳、抗腐蝕性良好、韌性高及加工後不變形等優點。骨架型材採用多空間孔結構。 受力較大的鋁板件採用6061 T6鋁合金，其抗拉強度和屈服強度分別為^0Mpa、M0Mpa，其 餘受力較小的鋁板件採用6016等鋁合金。用YZ112壓鑄件用於承力較大的T型接頭處或 重要承力部件。在下部骨架及側圍骨架之間粘接高剛度和吸能效果良好的20_25mm厚蜂窩鋁，如 圖中12所示。在前後防撞梁部分布置高吸能的泡沫鋁，如圖中7所示。通過結構上蜂窩鋁 和泡沫鋁的應用提高車身的抗扭剛度和碰撞安全性。車身覆蓋件通過高強度高分子粘接膠和車身骨架連接。選用的雙組份高分子粘接 膠具有4-6分鐘的快速固化時間，固化後抗拉強度56-60MPa，抗剪強度35MPa，車身覆蓋件 和骨架通過粘接方式連接，具有便於工藝施工和受力均勻的優點。同時，車身骨架之間採用 該高分子粘接膠粘接蜂窩鋁，形成整體受力結構，提高整車強度和抗扭剛度。整車動力驅動系統，根據不同的配置要求，採用功率為IOkw和15kw兩種規格的交流異步電機9。採用固定減速比的減速箱總成如圖中8所示。減速箱和驅動電機集成在一 體，大大減少該部件總成的重量。車輛輪胎內壁塗有耐低溫的自修補膠，在整車正常使用情況下可以減少一個備 胎，從而減輕一個備胎的重量。動力電池11布置考慮前後軸荷分布合理，布置在座椅下部和後部行李艙底部。形 成三個電池艙，電池艙布置有根據電池溫度控制的強制通風裝置和監測電池狀態及充電管 理的電池管理系統。整車前懸架採用麥克弗遜獨立懸架13，後懸架16採用隨動的縱向擺臂式獨立懸 架。轉向系統由於整車採用了輕量化設計，不需要動力轉向裝置，採用齒輪齒條轉向器。制 動系統採用前後盤式制動器，採用雙路液壓系統，同樣由於整車的輕量化設計，通過優化制 動器的參數，不需要採用真空助力裝置，可以達到理想的制動效果。本發明實例的輕量化整車，根據不同的配置要求，可以形成2座和4座的配置，整 車整備質量650-720kg，最高車速80-100km，一次充電續駛裡程150_200km(不同的工況測 試)，是一款實用的輕量化電動汽車。為減少車身整體重量，本發明的車身覆蓋件實例採用碳纖維增強的複合材料。碳 纖維是一種力學性能優異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，高強度碳纖維抗拉強度一般都 在3500Mpa以上，是鋼的10倍左右，抗拉彈性模量為200_230GPa亦高於鋼。ABS加增強玻 纖的複合材料抗拉強度達到160-180MPa，基本達到鋁合金的車身覆蓋件強度。本發明用復 合材料厚度為1. 5-2. 2mm,和同類型車的鋼質覆蓋件相比較，在車身覆蓋件部分減輕重量 50-55% ο應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳 實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術 方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本發 明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種輕量化電動汽車，其特徵在於該電動汽車車身覆蓋件為高強度複合材料車身 覆蓋件，車身骨架為高強度鋁合金空間結構，所述車身覆蓋件通過高分子粘接膠與車身骨 架連接。
2.根據權利要求1所述的輕量化電動汽車，其特徵在於底部空間結構骨架與車身骨 架之間用高分子粘接膠粘接蜂窩鋁。
3.根據權利要求1所述的輕量化電動汽車，其特徵在於所述高強度複合材料車身覆 蓋件包括保險槓、前艙蓋、左右前翼子板、左右車門、左右側圍、頂蓋、後艙門，所述車身覆蓋 件為兩層T200A規格的高強度編制碳纖維布夾一層高強度玻纖布，通過預浸環氧樹脂，TRM 模壓的方式成型，所述車身覆蓋件通過高分子粘接膠與車身骨架連接。
4.根據權利要求1所述的輕量化電動汽車，其特徵在於在下部骨架及側圍骨架之間 粘接高剛度和吸能效果良好的20-25mm厚蜂窩鋁，在前後防撞梁部分布置高吸能的泡沫ο
全文摘要
本發明公開一種輕量化電動汽車，其特徵在於該電動汽車車身覆蓋件為高強度複合材料車身覆蓋件，車身骨架為高強度鋁合金空間結構，所述車身覆蓋件通過高分子粘接膠與車身骨架連接。整車車身覆蓋件和車身骨架採用全新材料的使用，整車輕量化設計的整車和同類型的鋼質純電動整車相比較，減重達到40-45％.在很大程度上實現輕量化的設計目的，車身模具投入成本低，採用先進的粘接工藝，可以減少焊裝設備成本的投入，並且可以提高整體車身的強度。達到很好的節能效果，提高了整車的續駛裡程。
文檔編號B62D29/04GK102114873SQ20111005926
公開日2011年7月6日 申請日期2011年3月13日 優先權日2011年3月13日
發明者史踐, 趙赫, 陳杰, 韓丙乾 申請人:江蘇奧新新能源汽車有限公司