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電動汽車車身輕量化設計對環(huán)境的貢獻

面對汽車原材料大量消耗以及排放問題日益嚴重的問題，電動汽車成為一種新的選擇。研究表明，只有在一定條件下電動汽車的性能才能在生態(tài)環(huán)境方面超越傳統(tǒng)汽車。通過考慮原材料的提取、加工、使用和再循環(huán)，并從整體角度來分析電動汽車結構輕量化帶來的利益。

車輛空載質(zhì)量是影響油耗、排放等生態(tài)問題的重要因素之一。電動汽車結構設計可以分為傳統(tǒng)化設計和輕量化設計。以VW Golf車型改裝成電動汽車車型為研究案例。

（1）傳統(tǒng)化設計是在傳統(tǒng)汽車結構基礎上，按照電動汽車動力系統(tǒng)特點對原車結構進行改造，取消原發(fā)動機、離合器等部件，在汽車后座下方和前后軸之間放置動力電池、電機等部件，并增加電池包固定結構。采用該種設計的電動汽車，其空載質(zhì)量增加了32kg。

（2）輕量化設計是從資源消耗和能量利用率的角度重新對電動汽車結構進行輕量化設計。基于結構優(yōu)化方法，利用先進的生產(chǎn)制造工藝生產(chǎn)汽車框架。其中，汽車車身含有大量管型鋼結構以確保其足夠的剛度和強度，并采用超薄塑料、鋼板、鋁板。整電動汽車的設計以需求設計目標，底盤結構設計考慮動力電池包設計。采用該種輕量化設計的電動汽車，其空載質(zhì)量較傳統(tǒng)化設計減輕了25%。

兩種結構設計下的電動汽車動力性一致。

生命周期分析（LCA）方法是分析產(chǎn)品對生態(tài)環(huán)境影響的重要方法。LCA方法包括確定設計目標、制定產(chǎn)品詳細的生命周期目錄、產(chǎn)品環(huán)境影響評估、評估解釋。根據(jù)產(chǎn)品生命周期目錄分析和環(huán)境影響評估得出產(chǎn)品評價結果，并給設計者提供一定建議。

基于LCA方法，從產(chǎn)品生產(chǎn)、使用和再循環(huán)3個方面對比分析了輕量化設計和傳統(tǒng)化設計下車輛結構特點，得出了輕量化設計的電動汽車結構具有巨大優(yōu)勢。

刊名：Advanced Materials Research（英）

刊期：2014年第907卷

作者：Günther Schuh et al

編譯：謝秀磊