整车和零部件的轻量化 降低本钱, 一个也不能少!

愿意本钱添补10欧元(约80元人民币)国内一家自助品牌车企愿意本钱添补20元人民币 。愿意本钱添补10欧元(约80元人民币)国内一家自助品牌车企愿意本钱添补20元人民币 。当前汽车市场销量下滑、竞争激烈在添补整车本钱的基础上轻量化已经不是多数车企的可选科目了尤其是新能源汽车虽然电动机代替了内燃机、减速器代替了变速箱重量有所下降但是也添补了电池包以及高压线束、逆变器、功率分配器、车载充电器等较重的子系统导致新能源汽车的轻量化压力剧增!轻量化的同时又要降低本钱怎么做呢?先来分析一下重量和本钱的函数关系(见图1)

轻量化汽车轻量化,汽车降低本钱汽车本钱

图1 重量和本钱的函数关系在图1中纵轴是本钱、横轴是重量从横轴来看可以分为三个区域。在第一个区域随着重量的降低本钱也在降低这一区域重量还是处于一个较高的阶段;在第二个区域重量进一步减少本钱也会降低一直到一个本钱最低的极点这是轻量化的一个最好点过了这个极点重量再进一步降低本钱却又要添补了横轴也从第二区域进入第三区域;在第三区域轻量化进一步深入重量却也急剧添补。

  下面用些实战案例暴露怎样既轻量化、又降低本钱:

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图2 保险杠左下本体

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图3 中冷器的翅片当轻量化进入第二区域时使重量进一步减少 需要深入分析的 首先就是设计安全系数38元 (见图4)。

  

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图4 一款suv的前副车架横梁(设计安全系数的优化)当谈到轻量化时 最先提到的就是转变材质 。这里举一个线束的例子7kg/dm3,9kg/dm3) ,1元。

  

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图5 起动机的线束另外一个实例蓄电池的支架通常是用钣金材料转变成玻纤加强的塑料(pp lgf30)后降低重量约500克降低本钱约20元(见图6) 。

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图6 蓄电池支架如果再进一步轻量化就可能已经到了第三区域典型的例子就是使用碳素纤维材料本钱急速添补。在第二和第三区域交界的附近有一个实战案例“塑料后背门”(见图7)它是由塑料内板和外板组成铰链和一些支架仍旧是钣金材料。

  这样的设计可以轻量化约7公斤本钱的变化介于0至150元之间(对比纯钣金的后背门)优化喷漆工艺减少废品率可以实现减轻重量7公斤本钱保持不变。

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图7塑料后背门总结轻量化势在必行怎样做到减轻重量的同时又降低本钱作者认为可以从优化几何尺寸(拓扑优化) 、优化设计安全系数 、优化材料着手而不是一谈到轻量化大家就先想到改用轻型材料比如碳素纤维、铝合金、镁合金等本钱较贵的材料 。设计工程师首先要考虑的是零部件的实际载荷它符合客户平常使用的工况吗?设计安全系数是不是过高?如果把本钱和重量看成零部件或者整车的目标函数系统(见图8)的话那么功能、性能、耐久性等就是这个目标函数系统的边界条件。轻量化的同时、又要降低本钱就需要运用最优化法计算出目标函数的极点。

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图8 重量和本钱的目标函数系统搜索复制