純電動汽車輕量化設計途徑及實例，值得一看！
隨著環境污染、石化資源短缺等問題日益突出，各國都在大力推行新能源汽車，其中，純電動汽車和混合動力汽車是我國重點支持的項目，國內各大汽車廠商也都投入了巨大資源進行研究，某公司也于今年在某車型基礎上開發出了某型號純電動汽車。
目前，純電動汽車在技術、運行經濟、基礎實施配套、政府政策支持等方面還存在著市場化發展的瓶頸，作為汽車廠商，我們能夠做的只有在提高技術水平和運行經濟性上努力了。在選購一款純電動汽車的時候，作為消費者，要考慮的因素有很多，包括動力性、經濟性、安全性等等，純電動汽車續駛里程作為整車一個重要的經濟性評價指標，肯定也是消費者重點考慮的，擁有更長續駛里程的純電動車必然使消費者更加青睞。提高續駛里程的途徑有很多：提高動力電池能量、提高傳動系統效率、降低整車重量等，本文將從降低整車重量方面來分析對純電動汽車續駛里程的影響。
電動汽車續駛里程的計算
電動汽車續駛里程是指在動力蓄電池完全充電狀態下，以一定的行駛工況，能連續行駛的最大距離。傳統燃油汽車因加油方便，用戶對于續駛里程無特別要求。電動汽車續駛里程的計算有等速法和工況法兩種。
等速法計算方法簡便，數據直觀，能基本反映電動汽車的續駛能力；工況法的特點是能全面反映電動汽車的續駛能力，但其試驗方法復雜，必須在底盤測功機上進行。根據國標GB/T18386-2005《電動汽車能量消耗率和續駛里程試驗方法》，本文采用等速法來計算電動汽車續駛里程。
首先根據汽車功率平衡方程式，計算出電動汽車行駛時消耗的功率P為：
在一般道路等速行駛工況下，無加速阻力消耗，坡度阻力可忽略不計，故功率 計算只取前兩項。根據能量守恒的原則，求得電動汽車等速行駛的續駛里程S為：
某型純電動車計算實例
某型純電動汽車采用磷酸鐵鋰動力電池和三相永磁同步電機，詳細參數見表1
輕量化對續駛里程的影響
減輕質量取25~150kg，間隔25kg，共6檔。在電池額定總能量不變的前提下，利用式（1）和（2），計算不同質量時等速40km/h的續駛里程，然后計算減輕質量后續駛里程增加的百分比，繪制該型輕量化對續駛里程的影響曲線，如圖1所示。
由圖1可見，該純電動車續駛里程的增加與減輕質量幾乎呈線性關系。當該純電動車質量減輕25、50、75、100、125和150kg后，續駛里程分別增加1.41%、3.36%、5.44%、7.59%、9.68%和11.96%。
通過上表可見，在不考慮其它影響因素的情況下，輕量化可以有效提高純電動汽車的續駛里程，減少全生命周期對電池的消耗量，能顯著降低電池使用成本。
續駛里程的增加和電池使用成本的減少，都促使消費者購買和使用電動汽車意愿增加，從而推動電動汽車市場化進程，這使得在輕量化方面的改進更加迫切。
該純電動車輕量化設計的主要途徑
1、臨時解決途徑
1）該純電動車新增及變更零部件的布置和原車相似，主要零部件除動力電池布置在地板下方外，其余大部分都集中在前艙，包括驅動電機、電機控制器和充電機等，可以看到，我們所選用的電機控制器、充電機等零部件體積、質量都較大，與較為成熟的電動汽車Leaf、i-Miev等都有一定差距。通過主要零部件的重新選型可以起到增加總布置空間，降低整車質量的作用；
2）該純電動車現在還處于雜合車階段，前艙和地板下面為了各零部件的固定，重新設計了安裝支架，材料都是選用的厚度較大的鋼材，并且支架結構簡單。在下一輪開發過程中，可以在結構、材料上對支架重新設計，在滿足強度要求前提下，減少支架的重量；
3）該純電車基礎車的整備質量為894kg，電動車為1160kg，重量增加了266kg，幾乎和動力電池的質量（260kg）相等，相當于純電動車就是在汽油車的基礎上增加了一個電池的重量，所以能降低電池的質量就等同于降低了整車的質量。目前，電池箱體材料為Q235鋼，密度較大，以后可以考慮選用合金材料，并對整個電池結構做優化，也能夠減少整車質量。
2、其他途徑
車身、內外飾和底盤占整車大半部分質量，通過底盤和車身的輕量化可以最有效達成整車的輕量化。
鋁合金車身
強度鋼車身
改性塑料車身
碳纖維增強復合材料車身
2）底盤輕量化，主要途徑為采用輕金屬或碳纖維并配以先進結構設計。
全鋁合金的汽車車體
輕量化輪轂
3）電池輕量化
上文中所述電池輕量化是針對電池箱體而言，這里主要是說通過提高現有電池的比能量或開發更先進的電池。
電池的質量比能量和體積比能量是決定電動汽車性能的關鍵指標，當然，電池的壽命、一致性和安全性肯定更重要，但是就電動汽車長遠的發展和與傳統汽車競爭的需要以及滿足用戶長途運行的要求來說，提高電池比能量是亟待解決的問題。
雖然距離電動汽車大規模推廣還有一定距離，但是它的發展已是大勢所趨，只要電動汽車目前暴露出來的問題能夠得到解決，到時候必然能受到消費者青睞。
本文通過計算分析輕量化對該型純電動汽車續駛里程的影響，得出了積極的結果，同時也發現了很多問題，這些對提高整車性能都很有幫助。
內容來源：汽車輕量化在線
