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电动汽车想要脱胎换骨,框架式车身结构是第一步

2018-12-19 10:28 来源: 雅斯顿

电动汽车想要脱胎换骨,框架式车身结构是第一步

雅斯顿原创文章|Volador

不同于燃油汽车几乎大同小异的车身结构,电动汽车要更加丰富灵活。队内对比来看,比如特斯拉和本田Clarity氢燃料电池汽车就有很大不同(氢燃料电池汽车也算电动汽车的一种),前者因为没有发动机,电机结构的布局做得更加平整,而后者因为要配备储气罐+电池板+燃料电池动力系统,对车身可谓是进行大刀阔斧的改造。

对外对比就更明显了,我们拿车身结构典型的沃尔沃S60作为对比,标准的前舱、标准的中通道结构等等,无不显示着它与以上两款电动汽车有很大差别。

电动汽车想要脱胎换骨,框架式车身结构是第一步

1为什么电动汽车车身结构更加丰富灵活?

引起这种现象的原因有很多,比如动力电池常见的就有板式和T型布局两种方式,板式布局要求地板做得极为平整,而T型布局则通过偷传统地板的空间来尽量保留原设计结构。如果再考虑到诸如燃料电池汽车这种车型,那还得再加上储气罐,结构自然更复杂了。

又或者纯电动汽车的能量主要是通过柔性的电线而不是通过刚性联轴器和转动轴传递的、电机的使用数量和布局方式也会改变前后部结构方式,等等,这些都在冲击着传统车型的设计理念。可以说,因为电动汽车的发展路线还不确定,其车身结构正在经历着“大爆炸”,变化多种多样。

电动汽车想要脱胎换骨,框架式车身结构是第一步

在变化中,我们总希望能从中找到发展规律,最好能精练成比较经典的结论。而我们确实找到了。就发展规律来看,框架式车身结构在未来会成为主流,比如上文我们提到的特斯拉、本田Clarity、奥迪R8e-tron都是采用的这套方案(就变化的复杂程度来说,奥迪R8e-tron最甚)。

2为什么框架式车身会这么火?

要聊到框架式车身结构,就得先说说常见的车身结构—承载式车身和非承载式车身。传统承载式车身的强度和质量是由金属薄板、凹进式薄板、复合板材所决定。比如下图这种,可以看到车身中存在完整的地板结构,地板是作为承载式车身的一部分而存在的。

电动汽车想要脱胎换骨,框架式车身结构是第一步

那么框架式车身的结构特点是什么呢?其实框架式车身也是承载式车身的一种,不过类比之下,它更像人的身体构造。采用了不同截面形状的梁来代替传统的钣金结构,“骨头(梁)”起到关键的支撑作用。除此外,各个“骨骼”是通过构造节点的方法来进行连接,有些类似人骨头之间接合方式。当然人骨与骨之间都是靠韧带连接的,而框架式车身则是采用的激光焊、气体保护焊和铆接等工艺。

从实用功效上来说,由于框架式车身没有过多的大面积板件结构,多是结构件,这会降低材料的生产难度,对加工要求比较高的轻型材料来说再适合不过了。比如奥迪的ASF空间框架结构技术在1994年首次推出后就备受好评,而当时他们采用这种结构的原因之一正是希望打造一种高强度的铝合金框架车身。

电动汽车想要脱胎换骨,框架式车身结构是第一步

框架式车身结构的优势还有不少,它还有着更突出的轻量化优势,相比传统的全钢车身,可以在同等刚度下最多节约40%的白车身重量。比如前途K50全铝合金框架式车身比传统钣金钢制车身减重约38%,其车身框架高强度挤压铝合金型材工艺比例达80%。

除轻量化外,它还可以基于电动汽车的结构特点进行针对性设计,无需在既有的钣金结构平台上进行改型开发。由于钣金件大量减少,不需要投入巨大的成本去开发模具,对于需要小批量生产的电动车,或是一些微型车是再合适不过的。

电动汽车想要脱胎换骨,框架式车身结构是第一步

比如奇瑞新能源推出的新一代纯电动微型车小蚂蚁(代号eQ1),就在结构上采用了”全铝空间结构+全复合材料外覆盖件“的组合形式,很好的控制了车身重量并降低了制造成本。

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