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    整備更輕,淺談電動(dòng)公交車(chē)的輕量化實(shí)踐

    汽車(chē)輕量化這個(gè)話(huà)題,大家討論得越來(lái)越頻繁。這說(shuō)明輕量化對汽車(chē)而言,其重要性日益凸顯。下面結合電動(dòng)客車(chē)輕量化的實(shí)踐,分享其輕量化體會(huì )。

    1.輕量化的認識

    汽車(chē)輕量化設計是指基于低油耗和排氣污染物的目的,在車(chē)輛綜合性能達標的情況下,盡可能地使車(chē)輛的整備質(zhì)量更輕,使車(chē)輛在加速和快速過(guò)彎時(shí)更加得心應手。

    ①綜合性能達標是指與汽車(chē)安全有關(guān)指標,不能因為輕量化設計而下降,否則,其輕量化技術(shù)不在提倡之列;

    ②輕量化設計以后,實(shí)施工藝應成熟,生產(chǎn)線(xiàn)的批量生產(chǎn)能力不能降低,否則,其輕量化技術(shù)不在提倡之列;

    ③輕量化設計以后,產(chǎn)品的成本原則是可以下降的,而不是上升的,否則,其輕量化技術(shù)不在提倡之列;

    ④輕量化設計以后,產(chǎn)品維護保養更便捷,否則,其輕量化技術(shù)不在提倡之列。

    2.輕量化的目標

    輕量化設計是基于低油耗和排氣污染物的目的。但是落實(shí)到產(chǎn)品設計層面,輕量化的目標,必須清晰而具體,沒(méi)有具體目標,不宜去輕量化設計,比如是零部件、是總成件、是整車(chē)結構件,是裝飾件,必須具體。目標清晰對輕量化設計的指導意義是十分重要的,不能為了輕量化而輕量化,更不能盲目嘗試新技術(shù)、新材料。輕量化設計必須要有市場(chǎng)需要,如:

    ①電動(dòng)公交車(chē),由于電池比能量太低,一次持續里程太短。電動(dòng)公交車(chē)輕量化的基本目標是能裝更多的電池;

    ②要裝更多的電池,會(huì )導致整車(chē)整備質(zhì)量超標。電動(dòng)公交車(chē)輕量化的基本目標整備質(zhì)量不能超標;

    ③要求電動(dòng)公交車(chē)輕量化后,可以裝更多的電池,但是其結構的強度要更強,韌性更柔?;疽螅罕仨毞峡蛙?chē)安全標準。

    3.輕量化的基本途徑

    基本途徑有:

    (1)機構上輕量化

    ①整車(chē)機構上;②底盤(pán)結構;③車(chē)身結構;④總成件;⑤零部件。

    主要手段是應用價(jià)值工程法,通過(guò)結構優(yōu)化,消除多余功能。

    (2)采用新材料和新工藝

    在安全性能得到保證的前提下,讓車(chē)輛重量更輕,達到省油的目的。主要做法:加入質(zhì)量更輕的新材料(諸如高強度鋼、鋁合金、碳纖維等)來(lái)替代性能普通鋼材,采用新工藝,必須更科學(xué)、合理,一定能提高產(chǎn)品質(zhì)量,保障生產(chǎn)進(jìn)度。

    (3)新材料的總成件

    ①4mm厚的側窗玻璃、塑鋼玻璃;

    ②鋁鋼輪轂、鋁質(zhì)驅動(dòng)電機外殼;

    ③拉鋁成型的電器外殼;

    ④少片簧鋼板;

    ⑤其他輕質(zhì)材料,如工程塑料零部件。

    4.輕量化導致的工藝變化

    ①鋁合金材料和高強度鋼,焊接工藝有自己的特點(diǎn),與鋼鐵焊接工藝完全不同;

    ②鋁合金材料必須要用配套的焊接焊接機器及焊接材料,

    ③鋁合金材料與鋼材對接,必須采用新工藝,如鉚接、打楔。

    但是,鉚接工藝導致批量生產(chǎn)能力下降,打楔工藝導致型材規格太多,成型模具成批增加,基本上是非標的。

    輕量化必定會(huì )導致的生產(chǎn)工藝的變化,一定要有應對方案。

    5.輕量化后的成效

    ①車(chē)輛安全性基本有保障;

    ②整車(chē)整備質(zhì)量目前基本上可以接近標準,但是成本普遍增加;

    ③電動(dòng)客車(chē)一些總成件輕量化成果明顯。

    6.輕量化基本趨勢

    電動(dòng)客車(chē)輕量化工作效果明顯,電動(dòng)客車(chē)整車(chē)輕量化基本趨勢是,采用鋁合金材料、高強度鋼、工程塑料等輕質(zhì)材料。高強度鋼主要用在底盤(pán)結構設計上;鋁合金材料主要用在車(chē)身機構上;工程塑料主要用于外觀(guān)零部件上及人性化設施上。

    (1)金屬類(lèi)材料應用的基本趨勢:

    ①采用鋁合金材料,主要用車(chē)身蒙皮和車(chē)身上部結構,

    ②高強度鋼主要用于底盤(pán)承重件。

    (2)玻璃類(lèi)材料應用的基本趨勢:

    ③4mm夾膠玻璃,主要用于前風(fēng)擋上;

    ④塑鋼玻璃,主要用于側窗,目前塑鋼玻璃可以將客車(chē)變成幾乎全景、觀(guān)光車(chē)了。

    (3)工程塑料類(lèi)材料應用的基本趨勢:

    主要用于:汽車(chē)后視鏡外殼、汽車(chē)散熱風(fēng)扇、汽車(chē)空調出風(fēng)口、汽車(chē)把手(扶手)、汽車(chē)電池盒、乘客座椅靠背、座板、乘客區地板等。

    7.輕量化實(shí)例

    基本思路是將客車(chē)生產(chǎn)沖壓工藝提前到了型材成型環(huán)節,型材成型由由上游專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家去完成,拓展了鋁、鎂、鈦合金輕質(zhì)材料加工深度和廣度。帶來(lái)客車(chē)的傳統生產(chǎn)工藝進(jìn)行了變革,力圖不采用壓焊、鉗鉚、自沖鉚接、盲鉚和折疊等機械連接技術(shù)。主要做法:

    ①動(dòng)力電池設計成抽屜式,放在底架里,底盤(pán)結構采用鋁、用鎂、鈦合金輕質(zhì)材料;

    ②車(chē)身骨架是一次成型的龍門(mén)結構,由上游廠(chǎng)家成套供應,主機廠(chǎng)省了焊接工藝,直接裝配即可。

    ③其他方面輕量化采用目前大家熟悉輕質(zhì)材料。

    8.總結

    筆者對是客車(chē)輕量化工作體會(huì )是:

    (1)電動(dòng)客車(chē)是目前輕量化一個(gè)比較好的場(chǎng)景,主要是電動(dòng)客車(chē)價(jià)格比較高,有消化輕量化的成本空間。其他客車(chē)推廣輕量化,目前消化空間有限。

    (2)許多專(zhuān)家提出碳纖維是汽車(chē)輕量化未來(lái)趨勢,碳纖維在客車(chē)輕量推廣過(guò)程中比較困難:

    ①碳纖維零部件(總成件)如何化解?目前沒(méi)有得到大家認可,即碳纖維是不是環(huán)保材料?

    ②碳纖維對大客車(chē)而言,整個(gè)外成型比較困難,后期如果被碰撞,如何修復?沒(méi)有一個(gè)可行辦法。

    ③碳纖維成型工藝目前比較復雜,而且客車(chē)個(gè)性化比較強,批量比較小,其成本比較高。

    (3)工程塑料應用量會(huì )愈來(lái)愈多。主要理由是,客車(chē)上人性化零部件愈來(lái)愈多。采用工程塑料是比較理想的。


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