探析电动汽车车身结构设计与轻量化措施

李春辉

摘 要：基于对电动汽车车身结构设计与轻量化措施的研究，首先，阐述车身主体架构设计，包括加强环形结构设计、加强力的传递路径设计等。然后，为实现电动汽车车身轻量化，给出加强对新型工艺的应用、加强对新型材料的应用、加强车身设计优化等。最后，要意识到电动汽车在我国发展的重要意义，加大投入力度。

关键词：电动汽车;车身结构设计;轻量化

在社会不断发展背景下，我国的环境污染问题逐渐严重。环境情况的出现，会在很大程度上影响社会的发展与人类的生存。汽车作为人们日常生活中的重要组成部分，在使用过程中，会带来一定环境污染问题。因此，电动汽车的发展受到更多人关注与重视。电动汽车的推广与应用，可以在很大程度上缓解我国环境污染问题，从而为人们创造更多舒适且安全的生活环境。所以，本文将针对电动汽车车身结构设计与轻量化措施相应内容进行阐述。

1 车身主体架构设计

在车身结构设计中，车身主体架构设计是其中的重点工作，同时也是第一环节工作。因此，车身主体架构设计，对于电动汽车车身结构设计工作以及电动汽车的使用产生很大影响。在实际设计工作的开展中，对于车身主体架构要做好初步设计工作。然后，加强对计算机技术的应用，设计出更为完整的结构。在车身主体架构设计工作的开展中，要加强对拓扑优化方法的应用，环形结构要在最大程度上保障。与此同时，对于悬臂梁要尽量减少使用或者不使用。因为，悬臂梁会造成支梁以及悬臂梁承受的重量不同，从而使得悬臂梁容易出现损害问题。在具体车身主体架构设计中，要从以下几点展开：

1.1 加强环形结构设计

在车身主体架构设计工作的开展中，环形结构设计是其中的重要组成部分。一般情况下，在车身主体架构在设计过程中，会将其分为X向环架构、Y向环架构、Z向环架构。在X向环架构中，会将其分为尾部框架三环、前端框架八环以及前围框架十环等;Y向环主要是門框五环;Z向环会将其分为上部Z向环与下部Z向环，在上部Z向环中，包含顶盖两环、机舱上部九环以及风挡一环等，下部Z向环包含后地板框架四环以及前地板框架六环等[1]。除上述所说的环状结构之外，还含有隐式环形结构以及立体环形结构。

立体环形结构主要是十一环，主要包括A柱、前围下横梁、机舱前上纵梁等。隐式换结构主要是十二环，在其中包括车身梁架以及底板后副车架等。通过环形设计工作的展开，可以在最大程度上保证电动汽车性能，使得电动汽车弯扭刚度得到保障，对于车身轻量化具有重要意义。

1.2 加强力的传递路径设计

在电动汽车的轻量化处理中，可以通过加强电动汽车车身力传递路径设计的方式。力的传递路径，会在很大程度上影响汽车不同部位的选择工作。通过研究工作的展开，可以明确在实际设计与建设过程中，在哪些部位该使用哪一种材料。这样材料的使用效率得到保障，防止材料浪费情况产生，同时保障汽车使用材料质量，提升电动汽车性能。电动汽车力的传递路径，一般情况下，需要从前部碰撞力机舱传递到机舱下纵梁中。这样可以将承受的力，直接传递给底板纵梁与门槛中。

1.3 客车车身骨架设计

在对客车车身骨架设计过程中，可以通过构建有限元模型的构建。客车车身的骨架结构在，一般情况下，是由薄壁钢管构成，属于空间梁结构。在这一过程中，可以通过对梁单元以及壳单元的应用，还可以通过将两者之间有机结合的建模方式。在此期间，为使得其精确度与精准性得到保障，要充分利用二维壳单，实现对客车车身骨架做出科学合理的网格划分。除此之外，在车身骨架的设计中，要严格按照相应的设计标准与流程进行，在最大程度上保证客车车身骨架设计的合理性。

2 电动汽车车身轻量化措施

2.1 加强对新型工艺的应用

在实现电动汽车车身轻量化处理中，可以加强对新兴工艺的应用。比如，在实际电动汽车的设计过程中，采用铝挤出冷金属过渡连接方式，或者钢铝铆接方式。这样在不同材料连接成型期间，可以达到一定的车身轻量化效果。

2.2 加强对新型材料的应用

电动汽车在我国正处于快速发展阶段，在实际电动汽车的研发过程中，需要使用不同的材料，这样才能确保研发后电动汽车性能。因此，对于新型材料的使用，要保证不断研究与分析。不断寻求质量更高的新型材料，这样可以达到一定的量化处理效果。比如，在实际车身设计工作的开展中，可以采取钢铝混合车身结构。钢铝混合车身结构材料一般情况下，会将其应用在背门、前盖以及负荷翼子板部位中[2]。相较于传统的全钢材料，通过对钢铝混合车身材料的应用。可以减少车身重量的百分之十五，促使电动汽车能够达到良好应用效果。

2.3 加强车身设计优化

为实现电动汽车车身轻量化，还可以通过加强车身设计优化方式。在对车身整体经过设计之后，需要展开相应测评工作，确保测评各项指标在达到相应标准后。对于车身的灵敏度，要做好相应分析工作，如果在其中发现不符合灵敏度的配件，那么对于此类配件要及时做好调整工作。在对电动汽车的碰撞安全性能、NVH性能以及耐久性性能进行测试过程中，可以对轻量化迭代计算方法进行合理利用[3]。这样才车身材料的选择过程中，可以保证材料使用的科学性与合理性，提升电动汽车灵敏度，为轻量化打下良好基础。

3 结束语

综上所述，电动汽车在我国有着良好的发展前景，因此，电动汽车的发展与应用，可以在很大程度上减少环境污染问题或者能源浪费问题。基于此，对于电动汽车车身结构设计工作以及轻量化工作的展开给予更多关注与重视，从而为我国电动汽车行业的可持续发展提供保障。

参考文献：

[1]王隆宇，王帅.基于复合材料的超轻量化电动汽车[J].汽车实用技术，2019（11）：203-205.

[2]窦晓东.一款电动车身的轻量化探讨[J].时代汽车，2019（05）：77-78+81.

[3]张超宾.电动汽车车身骨架设计及分析综述[J].现代制造技术与装备，2018（02）：54+58.