搜索
乘用汽车的轻量化星级评价规则研究路洪洲,王智文,马鸣图,陈一龙,路贵民目录1一、前言二、方法的建立三、乘用汽车的轻量化星级评价方法四、讨论及验证五、结论一、前言2汽车轻量化已经成为汽车行业的发展趋势.汽车轻量化的主要目的和宗旨是节能减排.但迄今汽车轻量化评价尚未形成行业规范、尚未广泛实施评价，一定程度上阻碍了汽车轻量化发展进程。一、前言3国外以汽车轻量化系数（Lightweightcoefficient）为衡量标准，考虑白车身重量、投影面积和静态扭转刚度.问题1：汽车轻量化系数作为一个学术概念，没有被设计开发人员广泛接受。•有必要形成一个行业（或国家）的评价标准或规范。问题2：为什么用静态扭转刚度？•动态刚度不好测量和模拟。问题3：为什么用白车身重量（不带四门两盖），而不用车身重量？•车身覆盖件的轻量化不能够被体现，如铝合金覆盖件的应用，更高强度的、更薄的覆盖件的应用。问题4：没有贯彻到汽车开发流程中去，没有形成一个汽车开发性能指标。•与安全、模态、油耗等关联起来，作为一个综合性能指标。问题5：只评价了白车身的轻量化，没有与油耗、排放等关联，消费者不易看懂，国家也没办法支持。•汽车轻量化的最终目的是节能减排，应该让购车者明白轻量化的车-节油、车身技术水平高！•不直观；消费者有疑问：我买的车轻量化系数低，但油耗却很高！！迄今最被认可的评价公式目录4一、前言二、方法的建立三、乘用汽车的轻量化星级评价方法四、讨论及验证五、结论二、方法的建立5基于此，就需要建立一套汽车轻量化评价方法。从易到难——建立传统乘用车的轻量化评价方法！整车厂可以控制（车身轻量化技术提升）车身和整车重量降低？油耗降低？是否影响安全、模态和刚度？考虑汽车的尺寸消费者理解充分体现汽车轻量化的目的：节油、减少排放、提高车身制造技术；同时不影响汽车的安全、舒适度、刚度。出发点二、方法的建立：轻量化综合评价指数E的提出67二、方法的建立：轻量化综合评价指数E的提出二、方法的建立：轻量化与安全、刚度、模态的关系8一般认为刚度与材料的厚度、杨氏模量、以及构件的几何结构相关，通常认为刚度只依赖于材料的杨氏模量而与材料的屈服强度无关，即对于一个给定构件，如果构件的厚度降低而结构不变，则刚度也随着降低。几何结构、材料类别、厚度等都影响汽车的刚度汽车轻量化主要通过：结构优化、材料变化、制造工艺变化来实现。二、方法的建立：轻量化与安全、刚度、模态的关系9一般认为构件的频率只与几何结构最相关，但文献研究表明，汽车在运动中的一些关系可以得到材料的厚度、强度、重量与构件以及车身固有频率的关系如下：A恒定屈服强度的结构（同一种材料）:当厚度减小时，应力值增大，固有频率降低。B恒定循环载荷值的结构:屈服强度增大，固有频率增大。C要求重量减轻（厚度降低）的结构:当厚度减小10%-20%，同时50%屈服强度增加，可使固有频率恒定。汽车轻量化主要通过：结构优化、材料变化、制造工艺变化来实现。Source:A.S.Kasper.KineticModulusofSteel:ANewAutomotiveDesignParameter.SAETechnicalPaper790003,1979几何结构、材料、材料强度等都影响汽车构件的频率二、方法的建立：轻量化与安全、刚度、模态的关系10汽车轻量化主要通过：结构优化、材料变化、制造工艺变化来实现。几何结构、材料、材料强度、厚度、连接方式、制造工艺、整车重量等都影响汽车构件的安全但汽车重量减轻是否影响汽车的被动安全？（1）两车对碰（2）侧碰；（3）追尾；（4）与障碍物碰撞；二、方法的建立11汽车轻量化不能用重量的绝对值来作为判据！趋势上看，一般汽车越大越重！汽车轴距×轮距的值与整车重量关联二、方法的建立12不把整车油耗关联起来的轻量化评价，意义何在？！轻量化评价要与车身重量、整车重量、整车安全、整车油耗、车型尺寸、车身模态、车身刚度耦合起来。目录13一、前言二、方法的建立三、乘用汽车的轻量化星级评价方法四、讨论及验证五、结论三、乘用汽车的轻量化星级评价方法14评价方法的原则：（1）评价体系不能过于复杂；（2）相关参数的测定要有可操作性；（3）整车企业可以从评价结果中获得有用信息；（4）能够对公众购买节能汽车起到一定的参考作用；（5）不违背国家及部委的相关政策法规，并可作为补充。三、乘用汽车的轻量化星级评价方法15第一步:测算测量及计算所评价车型的轻量化综合评价指数值该公式可以在汽车设计阶段不断的验证E值！并且均可以从CAE分析以及常规测试中得到各参量数据！三、乘用汽车的轻量化星级评价方法16小数点后第二位以四舍五入的方式处理。第二步：初定三、乘用汽车的轻量化星级评价方法17表3的综合油耗基于中国国家标准GB/T19233-2008:《轻型汽车燃料消耗量试验方法》，作为轻量化综合评价指数的修正项，当被评价的汽车满足表3时，则保持表2的评级结果，如果评价的汽车不满足表3时，则在表2的评级结果的基础上降一级。注：整车的整备质量超过临界值5kg以内，按照CM-5kg计算！CM=1322kg,6.5L/100km第三步：修正CM=1319kg,6.5L/100km三、乘用汽车的轻量化星级评价方法18确定该车型轻量化星级第四步：定级目录19一、前言二、方法的建立三、乘用汽车的轻量化星级评价方法四、讨论及验证五、结论四、讨论及验证20四、讨论及验证21本评级没有按照GB/T19233-2008:《轻型汽车燃料消耗量试验方法》进行修正。四、讨论及验证22绝对重量与E值没有显著的比例关系四、讨论及验证23L和E两者即趋势类似又差异很大四、讨论及验证24四、讨论及验证25该车CNCAP为5星，轴距2650mm，轻量化综合评价指数为1.43，根据表2的车身轻量化综合星级评价标准，该车型为轻量化5星。荣威350整备质量为1280kg（CSA7150AC），自动挡车型，综合油耗为8.3L/100km。根据表3，综合油耗不符合节能减排要求，故按照规则星级降低一级，因而荣威350（CSA7150AC）的轻量化综合评价星级为4星。——CNCAP根据《C-NCAP管理规则（2009年版）》，综合油耗数据源自“工业和信息化部轻型汽车燃料消耗量通告”）该车型各项指标均较好，高强度钢应用达到60%。可以在白车身重量、安全水平、综合油耗方面进一步优化，尤其在整车油耗方面需要优化降低。四、讨论及验证26而对于表4中的虚拟车型为自主品牌较为中等的车型的性能水平，选择轴距仍为2650mm，CNCAP为42分，四星水平，轻量化综合评价指数为2.61，为2星，如果该车型不能满足表3要求则很可能还要降级。四、讨论及验证27车型国产自主品牌的中等以及较早开发的车型国产自主品牌的优秀车型及联盟单位近期开发车型国外汽车品牌的近期开发车型轻量化星级2星左右3~4星3~5星四、讨论：不足及优化28序号需要进一步优化原因1E值的分档星级的划分主要依照E值的分档，既要合理，要有利于自主品牌的发展2安全的评定数据来源由于CNCAP与ENCAP的评价规则仍在不断修订中，因而转化方法需要商讨确定；是否涉及知识产权？我们既能用NCAP数据，又可不提“NCAP”，自己也能测最好！3NCAP值的合理应用NCAP值中包括了即安全辅助设施得分，而该分项与本评价无关4整备质量的综合工况油耗评价指标的优化整车整备质量的综合工况油耗评价指标过于严格，以致多数车型难以维持通过轻量化综合评价指数得到的星级5各参数测定方法需要规范公式中的各参量数据的获取的需要进行统一规范，这将再进一步细化，如加载条件、测试对象的定义等等。6新能源汽车的轻量化评价新能源汽车的轻量化评价还需要进一步整合到本评价规则中。三、乘用汽车的轻量化星级评价方法29轴距/投影面积2.0WB2.32.3WB2.42.4WB2.52.5WB2.652.65WB2.72.7WB2.82.8WB2.92.9WB3.0目录30一、前言二、方法的建立三、乘用汽车的轻量化星级评价方法四、讨论及验证五、结论五、结论31（1）初步提出了乘用车整车轻量化综合评价指数，以及根据乘用车整车轻量化综合评价指数E，和整车整备质量的综合工况油耗评价指标，提出了乘用车整车轻量化综合评价星级标准。（2）该标准与整车的重量、油耗、安全，以及车身的重量、模态、刚度、尺寸关联，能够综合地评价整车轻量化水平，同时可以促进整车的油耗降低以及车身的性能提升。（3）部分细节如星级划分的E值的分档、综合工况油耗评价指标的定义等均需要进一步探讨。谢谢！32