汪修函　孙铭潞　康拳妮　周小红

摘 要：汽车的轻量化能减小动力传动系统负荷，提高汽车的操控性，并能增加新能源汽车的续航里程，是当前汽车技术的研究热点。本文以新能源四轮汽车为基础，在结构轻量化、材料轻量化以及轻量化材料加工方面进行研究，针对车架结构、悬架系统、转向系统和制动系统等方面进行了相应优化设计，并采用有限元分析模拟了车架的强度和刚度，制作了一辆轻量化纯电动四轮汽车。制作的四轮车辆经过路试，在百米加速用时上和长距离行驶能耗方面大大减少。本作品设计中的车辆新结构、新材料和新工艺，具有技术前瞻性，对新能源汽车行业发展具有一定的学术价值。

关键词：新能源汽车 轻量化 赛车 车架 有限元分析

Lightweight Design and Production of Four-wheeled Vehicles

Wang Xiuhan，Sun Minglu，Kang Quanni，Zhou Xiaohong

Abstract：The lightweight of automobiles can reduce the load of the power transmission system， improve the maneuverability of the automobile， and increase the cruising range of new energy vehicles， which is the current research hotspot of automobile technology. Based on the new energy four-wheeled vehicle， this paper conducts research on structural lightweight， material lightweight， and lightweight material processing， and optimizes the design of the frame structure， suspension system， steering system and braking system. And using finite element analysis to simulate the strength and stiffness of the frame， a lightweight pure electric four-wheel vehicle was produced. The four-wheeled vehicle produced has undergone a road test and has greatly reduced energy consumption in terms of 100-meter acceleration and long-distance driving. The new vehicle structure， new materials， and new technology in the design of this work are technologically forward-looking and have certain academic value for the development of the new energy automobile industry.

Key words：new energy vehicle， lightweight， racing car， frame， finite element analysis

1 引言

汽車轻量化，即减少汽车质量，能减小动力和动力传动系统负荷，可在较低的牵引负荷下表现出同样或更好的性能。纯电动汽车按目前的电池技术水平，每续驶一公里需电池重量一公斤，也就是说满足汽车续驶里程 200 公里，仅汽车的电池重量就高达 200 公斤，因此对于新能源汽车，轻量化技术已是新能源汽车行业的一个关键技术。汽车轻量化技术包含：汽车结构轻量化，轻量化材料使用、以及新型的轻量化材料加工制造工艺。汽车轻量化不是一味的追求减轻车身质量，因为车身在轻量化过程需要权衡考虑多个方面，整车结构安全性因素便是其中最重要的一点。目前，在进行轻量化的过程中需要使用大量的模拟仿真，通过仿真软件对新设计材料进行结构刚度、强度、疲劳性以及碰撞等分析，从而优化设计，提高新能源汽车的可靠性和安全性。……