王万林，徐从昌，王震虎，王哲阳，李落星

（1.湖南大学，汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙 410082； 2.湖南大学机械与运载工程学院，长沙 410082）

前言

电动汽车的快速发展迫切需要更轻质的车身来弥补因放置电池引起的质量增加，以实现更理想的续航里程。铝合金因其密度小、性能优的特点成为各大汽车厂商青睐的轻量化车身材料［1］。

在铝合金车身的开发应用方面，国外学者已经做了大量研究。从1994年诞生的第一台奥迪A8全铝车身至今，一系列具有代表性的车型如奥迪R8、捷豹XJ、特斯拉Models S和宝马i3的相继问世标志着铝合金车身开发技术的日益成熟。同时形成了3种具有代表性的技术路线：（1）以铝板代替钢板，以自冲铆接和胶粘代替点焊的承载式铝车身结构；（2）以铝型材、板材和铸件各占一定比例的空间框架式铝车身结构；（3）“铝合金下车体＋碳纤维上车体”的车身结构［2-5］。而在国内，车身用铝合金的研究起步较晚，目前更多的体现在零部件级别，如前碰撞横梁等，而对全铝合金车身的关键技术研究微乎其微［6-8］。但随着国内电动汽车的飞速发展，对全铝车身结构设计的研究迫在眉睫。因此，为探究铝合金车身结构设计方法，本文中以铝合金下车体为例开展结构设计的关键技术研究。

与传统钢制车身相比，铝合金下车体的特点主要体现在：（1）结构布置的差异，一方面铝合金下车体要承载庞大的电池包质量，须在车体底部规划出整块电池包的安装空间，无法实现车身底部横梁和纵梁交错的结构布置，另一方面铝合金下车体的关键梁是等截面的铝型材结构，无法变截面意味着受到的空间约束更多；……