近日，由中國汽車工程學(xué)會（以下簡稱“中汽學(xué)會”）組織上汽集團(tuán)、江淮汽車、北汽股份、奇瑞汽車、中國汽研、吉林大學(xué)等汽車及相關(guān)行業(yè)30余家單位聯(lián)合申報(bào)的“電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)輕量化共性關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目正式列入首批國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的“新能源汽車”試點(diǎn)專項(xiàng)，并獲得5000萬元的專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持。中汽學(xué)會是成立于1963年的科技社團(tuán)，推動(dòng)汽車工業(yè)科技進(jìn)步是其建設(shè)宗旨之一。近年來，在協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制探索、產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目實(shí)施、汽車產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)研究等方面開展了大量工作并積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。“電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)輕量化共性關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目的實(shí)施，將進(jìn)一步推動(dòng)我國電動(dòng)汽車輕量化技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新能力的提高。

一、項(xiàng)目的目的和意義

輕量化由于可以有效提高電動(dòng)汽車的續(xù)航能力，從而受到全球汽車企業(yè)的高度關(guān)注。國外近年出現(xiàn)了以全新設(shè)計(jì)和多種輕量化材料混合應(yīng)用為特點(diǎn)的新型電動(dòng)汽車，如寶馬汽車公司2013年推出的i3電動(dòng)汽車應(yīng)用了大量的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、特斯拉公司的model s電動(dòng)汽車則采用了全鋁電池框架和非全承載式車身的全新構(gòu)架。

我國目前在電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)開發(fā)上仍然沿用傳統(tǒng)汽車設(shè)計(jì)理念，在碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、鋁合金、鎂合金以及高強(qiáng)度鋼等輕量化材料的應(yīng)用方面也明顯落后。該項(xiàng)目將以全新架構(gòu)電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)，異種材料連接以及碳纖維復(fù)合材料、鋁合金、鎂合金、超高強(qiáng)度鋼等應(yīng)用的共性關(guān)鍵技術(shù)為研究目標(biāo)，為我國新一代電動(dòng)汽車正向設(shè)計(jì)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐和保障，具有十分重要的意義。

二、項(xiàng)目的總體目標(biāo)

該項(xiàng)目將碳纖維復(fù)合材料、鋁合金、鎂合金、超高強(qiáng)度鋼動(dòng)態(tài)性能、典型復(fù)雜零部件成形技術(shù)、性能評價(jià)方法和多材料連接技術(shù)等進(jìn)行深入研究，揭示碳纖維復(fù)合材料界面與零部件結(jié)構(gòu)不同鋪層設(shè)計(jì)導(dǎo)致的各向異性對零部件性能影響的規(guī)律性，建立碳纖維復(fù)合材料與鋼、鋁合金、鎂合金連接結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型及連接性能與疲勞失效的數(shù)值分析和評價(jià)方法，掌握全新架構(gòu)電動(dòng)汽車車體和電池倉框架指標(biāo)分解、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和性能集成方法，構(gòu)建全新架構(gòu)電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)-材料-性能一體化多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和電動(dòng)汽車整車、典型零部件輕量化評價(jià)方法，建立電動(dòng)汽車輕量化共性技術(shù)數(shù)據(jù)庫，制訂電動(dòng)汽車輕量化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)鋼與輕合金在兩款車型上應(yīng)用、碳纖維復(fù)合材料在一款車型上應(yīng)用，為新一代全新架構(gòu)電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)輕量化正向設(shè)計(jì)開發(fā)提供理論與技術(shù)基礎(chǔ)。

三、項(xiàng)目的研究內(nèi)容

一是通過一體化設(shè)計(jì)理論方法及全新架構(gòu)電動(dòng)汽車車體倉和底盤車架建模與設(shè)計(jì)分析研究，建立全新架構(gòu)電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)-材料-性能一體化多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。二是通過開發(fā)碳纖維復(fù)合材料一體式地板，建立碳纖維復(fù)合材料大型車身結(jié)構(gòu)件集成設(shè)計(jì)及成形與性能評價(jià)方法。三是通過開發(fā)薄壁壓鑄鋁合金減振器支座、鍛造鋁合金車輪，突破并掌握復(fù)雜薄壁壓鑄鋁合金零部件成形與應(yīng)用的關(guān)鍵共性技術(shù)。四是通過開發(fā)耐蝕鎂合金鍛造車輪、鎂合金前端支架，建立耐蝕鎂合金汽車零部件設(shè)計(jì)及成形與評價(jià)方法。五是通過開發(fā)1.2GPa冷成形車門防撞梁、1.5GPa溫成形B柱加強(qiáng)板、1.8GPa熱成形B柱加強(qiáng)板，突破并掌握超高強(qiáng)度鋼汽車零部件成形與應(yīng)用的關(guān)鍵共性技術(shù)。六是通過研究6種異種材料連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)模型及靜動(dòng)態(tài)性能，建立多材料連接建模分析及疲勞設(shè)計(jì)與性能評價(jià)方法。七是針對全新架構(gòu)電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)，研究并建立電動(dòng)汽車整車及車身輕量化的評價(jià)方法。八是通過梳理碳纖維復(fù)合材料、鋁合金、鎂合金和超高強(qiáng)度鋼材料的靜動(dòng)態(tài)性能數(shù)據(jù)，制訂相關(guān)零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及成形和性能評價(jià)與異種材料連接的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并建立電動(dòng)汽車輕量化共性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

四、項(xiàng)目的預(yù)期效益

項(xiàng)目取得的輕量化材料靜動(dòng)態(tài)性能分析、典型零部件成形與異種材料連接等關(guān)鍵共性技術(shù)，以及全新構(gòu)架電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)一材料一性能一體化設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)，能夠增補(bǔ)國內(nèi)空白，改變我國當(dāng)前電動(dòng)汽車的開發(fā)理念。

項(xiàng)目建立的電動(dòng)汽車輕量化數(shù)據(jù)庫和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將服務(wù)于全行業(yè)電動(dòng)汽車產(chǎn)品的研發(fā)；建立的電動(dòng)汽車輕量化評價(jià)體系，能夠用于電動(dòng)汽車輕量化水平的評價(jià)；形成的電動(dòng)汽車輕量化技術(shù)研究報(bào)告，將為政府和企業(yè)的科學(xué)決策提供有力支撐。

項(xiàng)目由中汽學(xué)會牽頭實(shí)施，突破的電動(dòng)汽車輕量化共性關(guān)鍵技術(shù)，將首先在本項(xiàng)目參與單位的目標(biāo)車型上獲得應(yīng)用，之后將在這些企業(yè)的其他電動(dòng)汽車上推廣應(yīng)用，并通過參與項(xiàng)目的高校和科研單位在行業(yè)中進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新效率的最大化。