汽车材料与轻量化的未来发展.pptx

1、汽车材料与轻量化的未来发展,一、汽车生态设计中轻量化的意义,三、汽车重量的极限,目 录,第 2 页,二、轻量化与汽车微环境的关系,第 3 页,中国汽车产业迎来了连续蝉联世界产销第一的黄金期,汽车产业作为国民经济支柱性产业的汽车产业规模快速壮大，产销辆逐年提升，连续六年世界新车产销第一。截至到2014年底，汽车保有量达1.54亿辆。,注：来自中国汽车技术研究中心数据,第 4 页,工业发展模式给“环境”带来巨大影响,机动车引发的污染在逐渐加剧，汽车引发的“环保”问题将成为“可持续发展”道路中的重要“阻隔”！,第 5 页,汽车生态设计将成为汽车环保问题重要战略转移技术,为落实指导意见，工信部发布了关

2、于组织开展工业产品生态设计示范企业创建工作的通知，标志着生态设计试点工作的正式启动。 为落实国务院要求，工业和信息化部、发展改革委、环境保护部联合发布了关于开展工业产品生态设计的指导意见，明确了推行工业产品生态设计的总体思路、主要目标和重点任务。,第 6 页,一、汽车生态设计中轻量化的意义,生态设计,生态设计是按照全生命周期（Life cycle assessment，简称：LCA）的理念，在产品设计开发阶段系统考虑原材料选用、生产、销售、使用、回收、处理等各个环节对资源环境造成的影响，力求产品在全生命周期中最大限度降低资源消耗、尽可能少用或不用含有有毒有害物质的原材料，减少污染物产生和排放，

3、从而实现环境保护的活动。,第 7 页,一、汽车生态设计中轻量化的意义,生态汽车,C-ECAP （China Eco-Car Assessment Programme）生态设计评价规程,生态汽车获牌比例22.07%，白金牌、金牌、银牌、铜牌的定义，将生态汽车推向行业的“领跑者”，将引起媒体及消费者的广泛关注，是品牌品质认可、形象认可的重要依据!,第 8 页,一、汽车生态设计中轻量化的意义,汽车轻量化技术,“以塑代钢”轻量化设计开发, 模块化、集成化设计开发, 结构优化设计开发,汽车轻量化的技术内涵是:采用现代设计方法和有效手段对汽车产品进行优化设计,或使用新材料在确保汽车综合性能指标的前提下,尽

4、可能降低汽车产品自身重量,以达到减重、降耗、环保、安全的综合指标。,第 9 页,一、汽车生态设计中轻量化的意义,汽车轻量化是实现节能环保的重要措施之一,决定油耗的因素,FWi- 牵引力 FR-滚动阻力 FL -空气阻力 FSt-爬坡阻力 FB -加速阻力,FWi=FR+FL+FSt+FB,减重与油耗的关系,空气阻力（对油耗贡献约25）与整备质量无关联。而大约油耗的75与整备质量有关(滚动阻力对油耗贡献约35，加速阻力和爬坡阻力对油耗贡献约40)。,汽车整备质量每减少100Kg，百公里油耗降低0.3-0.6L； 车重减小10，可降低68的油耗，降低56%的排放。,第 10 页,一、汽车生态设计中

5、轻量化的意义,生态设计,环境问题,大环境,微环境,（安全、噪声、健康）,轻量化,（节能、减排）,健康,节能,安全,轻量化与汽车微环境的关系？,一、汽车生态设计中轻量化的意义,三、汽车重量的极限,目 录,第 11 页,二、轻量化与汽车微环境的关系,二、轻量化与汽车微环境的关系,微环境：侧重于人体直接性影响，主要包含安全、噪声、挥发性三方面性能。 轻量化技术的发展，不但对于大环境具有直接影响，而且对于微环境具有严重影响,安全,人的保护,噪声,人体伤害,挥发性,人的健康,第 12 页,二、轻量化与汽车微环境的关系,安全,第 13 页,结构胶的优势：吸能+应力分散,内部与外部人员保护,将不同厚度的钢材

6、，铝材和塑料翼子板进行行人保护儿童头部碰撞分析，发现塑料翼子板的HIC值是最小的。,二、轻量化与汽车微环境的关系,噪声（NVH）,第 14 页,“结构不变，更换轻量化材料”带来的NVH问题,轻量化材料(如铝镁合金)的刚度和强度低于钢，带来NVH问题： 1）整体刚度降低 整体模态变化（K、M） 2）局部板结构振动特征变化 板与声腔耦合变化 3）加工工艺对NVH的影响 加工后,应力和厚度变化,二、轻量化与汽车微环境的关系,挥发性（VOC）,第 15 页,塑料在汽车上的用量,环境背景散发（蒸发排放）,轻量化部位：车身外饰较多，内饰梁、支架部位，对车内VOC影响较小，主要存在于车身外饰部位的环境背景VOC散发影响！,一、汽车生态设计中轻量化的意义,三、汽车重量的极限,目 录,第 16 页,二、轻量化与汽车微环境的关系,三、汽车重量的极限,1、现有轻量化技术基准？,现状,？对标车 ？竞争车,塑料后横梁的开发能够实现50%的减重效果 塑料翼子板的开发能够实现40%的减重效果 塑料发动机舱盖 能够实现50%减重。,减重的意义！,第 18 页,三、汽车重量的极限,1、现有轻量化技术基准？,减重基准？ 合理性？,降低油耗！,轻量化是技术，手段，不是目标！,排放指标！,环境影响！,第 19 页,三、汽车重量的极