电动汽车车身结构设计与轻量化策略

2023年11月27日发(作者：英国莲花汽车标志)

电动汽车车身结构设计与轻量化策略

单位省市：河北省保定市

单位邮编：

摘要：近年来我国一直在不断加强清洁型能源的开发与利用，在这样的形势

下，电动汽车得到快速推广，并且备受广大消费者的青睐。从整体上说，电动汽

车设计对汽车性能和销量具有一定影响，能够促进电动汽车轻量化，减轻汽车自

重，有助于强化汽车续航能力。而电动汽车车身结构设计与汽车轻量化有直接关

系，因此笔者拟定以电动汽车车身结构设计与轻量化策略为论题展开相关分析，

希望能助推电动汽车设计的优化。

料时，需要选择质量轻、强度高、耐久性强的材料，这样才能在保障车身结构整

体性能良好的基础上，合理控制车身结构的质量。

从现阶段的研发情况来看，电动汽车车身结构轻量化材料研发速度较慢，在

材料供应能力、试验周期等方面的研究缺乏力度，不仅增加了研究成本，而且其

研究的重点也转移到对车身的结构造型进行改良，并未明显减小车身的整体质量，

所以仍需电动汽车行业的相关部门进行重点关注和研究。

2车身结构设计

2.1主体构架设计

车身设计初期通常会进行主体架构的设计，再进行详细结构设计。基于现代

的计算机辅助设计方法，先根据整车要求布置空间做出大概的车身主体框架，再

在主框架基础上，根据车身与相关零部件的配合关系进行详细的设计。在进行汽

车设计的时候，首先要关注主体构建设计，完成主体构架的初步定稿。使用计算

机技术来计算，使用拓扑优化来保证汽车的车身主体结构更加科学。要注意支梁

和悬臂梁的设计重难点，考虑其实际使用时可能因为承受外力而受到的损害，做

好科学调整。

根据力的传递路径分析，对于承重部位要做好防护，打造一个科学的地传递路径，

保证遇到突发事件的时候可以尽可能给予车内司机和乘客更好的保护。

2.2车身结构设计

构建完车身主体架构走势后，就开始进行车身结构设计。三维数据的建立都

要遵循点、线、面、体的过程，即由点生线、由线生面、由面生体的过程。所以

在进行车身3D数据制作前首先会制作2D数据，即常说的典型断面。车身典型断

面是车身设计过程中的一项重要工作，它能够定义零件与零件间的配合关系，指

导接下来的3D数据制作，反映运动件的运动轨迹，评估初步的工艺可行性，反

映截面的弯扭特性等。一般一个车身的典型断面会有几十个，本文主要展示了本

车的几个主要典型断面。

①门上铰链位置的典型断面，断面反映了车身此处内外板及加强板的搭接形

成型，将其融合成一个可以投入实际使用的整体，然后达成轻量化优化的目的，

并满足车辆的相关需求。

②使用新型材料。目前来说，电动汽车还在一个发展的阶段，相关的工作人

员要结合实际需求寻找合适的材料，然后将其投入实际应用。在进行轻量化改造

的时候，要根据应用特性选择质量达标而重量更轻的材料。市面上的钢铝混合材

料就是一类比较实用的新型材料。它可以运用在复合翼子板、背门、车盖等地方，

而整体的减重可以达到15%，有非常好的表现特性和减重效果。

③优化车身设计。在进行车身优化的时候，需要注意测评，做好灵敏度分析，

保证所有的配件都可以配合起来共同工作。要做好碰撞安全试验，测评耐久性，

保证车身整体指标达到要求综合轻量化的需求，完善轻量化汽车的整体性能。

结语：

为缓解因汽车数量剧增带来的环境问题，电动汽车在全国各地得到大力推广，

但我国目前的电动汽车仍处于发展初期，其车身结构质量较大，能耗、续航里程

等各项性能还有较大的提升空间，需要采用科学合理的手段对其进行优化和改进。

可以对电动汽车的车身结构进行轻量化设计，从加强新型工艺应用、新型材料应

用、优化车身设计3个方面进行设计，并结合计算机仿真模拟技术，在有效保障

电动汽车安全性能的基础上，降低其车身的整体质量，进一步提升电动汽车的实

际运行效率和运行可靠性，从本质上延长电动汽车的生命周期，切实推动我国电

动汽车行业的健康可持续发展。

参考文献：

[1]王骞,刘军,张亚军,等.基于侧面碰撞安全性的电动汽车车身结构件轻量

化设计[J].汽车技术,2017(2):7.

[2]黄志鸿.电动汽车车身结构轻量化研究[J].南方机,2020(18):108-109.