电动车碳纤维车身的结构设计与分析文献综述
2020-04-14 16:27:49
汽车的发展有着非常悠久的历史,随着经济的迅猛发展和人们收入水平的不断提高,汽车的需求量越来越大。当前社会上的大部分汽车都是燃油汽车,燃油汽车的噪声污染和尾气污染给全球环境造成了很严重的不良影响,能源枯竭和环境恶化严重阻碍了经济的可持续发展。在这种背景下,电动汽车行业的发展越来越多的受到人们的重视,以美国和欧洲为代表的发达国家花费大量的人力、物力、财力来研究电动汽车。中国作为最大的发展中国家,近几年发展速度非常快,在各个领域都取得了好的成果。随着经济水平的提高,人们对汽车的需求量越来越大,相应的,汽车销售量逐年增长。但是汽车的销量增加导致对石油的需求大幅增长,同时也使环境污染越来越严重。这些都促使汽车行业向清洁、环保、节能减排方向发展,因此电动汽车的发展就具有很大的现实意义。
电动汽车的发展可以减少对石油资源的依赖,同时也可以减轻对环境的污染,有利于环境保护和国家的可持续发展。当前,“绿色汽车”理念深入人心,各大汽车制造商非常乐于贯彻“绿色”理念,研发电动汽车。电动汽车将成为未来汽车产业的制高点。电动汽车问世一个多世纪以来,销量逐年增长,迅速普及全球,2016年全球电动汽车销量首次突破200万辆,销量增长主要来自美国和中国。2010年—2017年全球电动汽车迅猛增长,增速非常快。据外媒报道,到2017年11月底,全球电动汽车保有量超过300万辆。 根据2019年1月长城汽车的产销快报,当月长城汽车销量为11.17万辆,其中,哈佛销量增长10%,电动车品牌欧拉销量为3785辆,环比增长258.77%。电动车业务开始发力。
我国电动汽车虽然发展迅速,但仍然面临电池的比能量,比功率低的问题。2014年国内第一台采用碳纤维符合材料制成车身的民用客车研制成功,这种客车比传统的大巴车要轻,在同样的电耗情况下,每小时可多行驶5公里,这为电动汽车的发展提供了全新的思路。
随着电动汽车在各先进国家的不断发展,为了满足车体各结构的苛刻要求,在车身结构设计中越来越广泛应用到复合材料,研究表明,碳纤维复合材料可作为车身实现轻量化的最理想材料而运用。同时随着各大汽车厂商的研究与应用,碳纤维复合材料逐渐被接受。
宝马i系列车型量产体现了国外对于碳纤维在电动车身上的应用。宝马汽车集团在2011年2月发布的最新一款宝马汽车-i3纯电动汽车使用了非常多的碳纤维复合材料。宝马i系列由“Life”和“Drive”两个相对独立的部分组成,即采用了他们的模块组合形式-“Life-Drive”,其中“Drive”模块由悬架、驱动系统、蓄电池组和碰撞防护系统共同组成,《Life》则是由超轻量化、高强度的碳纤维复合材料制成,表示乘员舱部分。
与国外相比,我国对碳纤维复合材料的研究和应用处于滞后状态,但是对碳纤维复合材料的消费量却与日俱增。近年来,我国碳纤维工业飞速发展,航天卫星、飞机制造等各个领域大量应用碳纤维复合材料,碳纤维生产能力及成型制造技术不断提高,但相比国外发达国家,我国国内企业仍未完全掌握碳纤维生产的核心技术,碳纤维产品在技术、质量和生产规模等方面均与国外发达国家存在较大差距,绝大部分高性能碳纤维复合材料都长期依赖进口,价格非常昂贵。 我国目前消耗量最大的碳纤维应用领域是体育器材。尽管如此,我国碳纤维的技术创新,产业化能力也在不断的提高。据2013年《加快推进碳纤维行业发展计划》,到2016年我国碳纤维复合材料在各个行业的应用已初具规模。到2020年我国碳纤维的综合竞争能力将达到国际水平。另外,根据前瞻产业研究院发布的《中国复合材料行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》预计,2015—2020年,我国碳纤维行业需求量将保持15%左右的增速。
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2. 研究的基本内容与方案
{title}研究的基本内容:
第一章 绪论。论文主要论述了课题的研究背景和研究意义以及国内外现状;介绍了复合材料的应用和研究现状;阐述了纯电动汽车发展现状及趋势;
第二章 车身结构概念设计方法的研究。通过查阅大量书籍文献,研究了现代主流车身结构设计流程及方法,并阐述了将碳纤维复合材料应用到纯电动车车身结构设计中设计准则及方法。
第三章 确定复合材料车身结构设计指标。