项目七 汽车未来（课件）-《汽车文化》同步教学（人民交通出版社）

项目七 汽车未来 单元一 汽车质量轻量化技术 单元二 汽车电子控制系统技术 单元三 汽车新能源技术 学习目标 1．了解未来汽车的发展趋势； 2．了解汽车质量轻量化技术的途径； 3．了解汽车电子控制系统的发展历程； 4．了解新能源汽车的类型和发展特点。 项目 未来汽车的发展趋势为： 1.绿色环保低碳成为主流，汽车排放控制标准更加严格，降低油耗成为传统燃油车首选研究课题，以求达到节能、减排的目的。 2.汽车安全标准将会更加严格。 3.车辆生产企业对轻量化重视程度越来越高。 4.车辆电动化进入实用阶段。 5.车辆智能化和网联化成为发展的必然趋势。 汽车轻量化是指汽车在保持原有行驶安全性、耐撞性、抗震性以及舒适性等性能不降低，且汽车本身造价不被提高前提下，有目标减轻汽车自身重量，它是设计、材料和先进的加工成形技术的优势集成，是一个系统工程。 一、材料轻量化 1.板材材料的轻量化 通过钢板的替代材料或者轻金属材料来使车身轻量化，替代材料是以高强度钢板替代普通低碳冷轧钢板，其性能多方面优于普通低碳冷轧钢板，成本低于铝镁合金，成为未来汽车结构材料的主体。 高强度钢板主要用于制作车身外板，车身内板以及车身结构件。其材料强度提高增加了安全性，覆盖件抗凹性改善提高了商品性，板厚减薄使汽车结构轻量化。目前国际主流车型高强度钢占车身的比例已普遍达到70%以上。 轿车自重的25%在车身，车身材料的轻量化举足轻重。 图7-2　新马自达6的车身高强度钢使用 单元一 汽车质量轻量化技术 2.零部件的材料轻量化 1）铝合金。 图7-3 北极星V8铝合金发动机 图7-4　马自达铝合金轮毂 图7-5　奥迪全铝车身框架 图7-6 捷豹XJ铝合金车身 单元一 汽车质量轻量化技术 2）镁合金。　　 3）钛合金。 　　　图7-7　镁合金车轮轮辋铸件 　　图7-8　钛合金汽车连杆 　　　　　图7-9 钛合金排气系统 单元一 汽车质量轻量化技术 　4）其它材料 陶瓷材料。主要包括特种陶瓷、纳米陶瓷和陶瓷基复合材料三种。　 图7-10 陶瓷爆震传感器 图7-11　三菱汽车活塞环表面 　　　　渗纳米陶瓷层 图7-12　保时捷PCCB复合陶瓷制动盘 单元一 汽车质量轻量化技术 工程塑料。以塑代钢的塑料零部件可减轻整车质量，是汽车轻量化的重要轻质材料，其中75%塑料可以循环再利用，大幅降低能源消耗和推动环保进程。许多国家已将汽车用塑料量的多少，作为衡量汽车设计和制造水平的一个重要标志。　 　图7-14　工程资料应用于汽车照明组件 　　图7-15　工程塑料应用于汽车门窗升降器、进气歧管以及发动机罩盖 图7-13　工程塑料应用于汽车内饰　 单元一 汽车质量轻量化技术 纤维增强材料。纤维增强材料主要分为玻璃纤维增强塑料（GFRP）、碳纤维增强塑料（CFRP）和纤维增强金属（FRM）三种。玻璃纤维增强塑料（GFRP）常用的有片状/块状模压复合塑料 (SMC/BMC)、玻璃纤维毡增强热塑性材料(GMT)和树脂传递模塑材料 (RTM)等。 图7-17　ASTON MARTIN跑车的RTM车身侧围板 图7-16　GMT材质的汽车保险杠 图7-18　CFRP座椅　 　　图7-19　宝马CFRP车身 单元一 汽车质量轻量化技术 蜂窝夹芯复合板材。蜂窝夹芯复合板材是由两层 薄而强的面板材料，中间夹一层厚而极轻的蜂窝夹芯 组成。钢质蜂窝夹芯板可用于汽车零件，质量可减轻 35%左右；可用于开发防弹材料，应用于运钞车、装甲 车等；还可做散热器芯和减震夹芯板；夹芯结构在汽 车上已经有了较多应用，大部分是用于车身外蒙皮、 车身结构、车架结构、保险杠、座椅、车门等处。 具有刚性大，质量减轻效果明显，抗振、隔热、隔音 性良好，非常合适承受非集中载荷。 其它非金属材料。 图7-21　玛莎拉蒂MC12承载式底盘采用 　　碳纤维和NOMEX蜂窝夹层结构制造 　　　　　　图7-20　蜂窝夹芯复合板典型结构 单元一 汽车质量轻量化技术 二、结构轻量化 1.通过CAD来优化设计汽车结构，减少车身重量和钢板厚度，使部件薄壁化、中空化，小型化及复合化达到轻量化目的，采用CAE技术计算汽车强度和刚度，确保减重整车的性能。 2.开发设计车体和部件更趋合理化的中空型结构。