新能源汽车车身结构研究

苗宝春,陈若时

长城汽车股份有限公司 河北保定 071000

摘要：随着国家政策的鼓励和人民消费观念的转变，在购买汽车的时候越来越多人选择了新能源汽车。文章主要是在能源紧张和环境污染背景下引出了新能源汽车，指出新能源汽车的车身设计特点进而重点写到影响新能源汽车车身设计的影响因素。文章主要写了国家政策和市场需求，人机工程学相关因素，空气动力学的因素，车身新材料的应用等影响因素。最后分析了未来新能源汽车车身设计趋势。

关键词：新能源汽车；车身设计；影响因素；发展趋势

前言：近年来，面对资源危机和环境污染这两大难题，传统汽车发展受到了一定的限制，新能源汽车是解决这些问题的有效途径。新能源汽车的进一步的发展离不开市场和消费者的支持，而车身造型的好坏也是消费者是否购买新能源汽车的主要影响因素。本文将论述新能源汽车车身设计影响因素的相关研究。

1、新能源汽车车身设计特点

首先，现有新能源汽车的车身设计会借鉴成熟的传统汽车车身设计，这样能有效降低新能源汽车的研发成本。其次，新能源汽车在动力系统等底盘设计方面与传统汽车有所不同，这就决定了可以根据其特有的结构和功能形成新能源汽车独特的车身造型。过去一段时间，我国一些汽车企业由于技术和经验欠缺的原因沿用外国的汽车造型风格。但是随着慢慢完善，很多的企业开始发展属于自己的车身设计特点。

2、新能源汽车车身结构的安全要求

汽车车身，特别是乘用车车身，已经成为影响整车性能的最大系统之一。特别是人们对汽车安全性能要求越来越高。和常规能源汽车一样，新能源汽车车辆的安全落脚点也在车身，车身的安全性能评价以车身碰撞测试为主要參考依据，目前全球汽车碰撞测试认可度比较高是欧洲的NCAP，5星是最高标准。具有坚硬的中段车身，具有吸能结构的前部和后部车身是一个安全的车身的基本要求。坚硬的中段车身，是驾驶员、乘员所处的位置，中段车身在碰撞中以坚硬的框架抵抗变形，给驾驶员、乘员提供生存空间。前段、后段车身也需要高的强度，低速碰撞时保证车身不产生变形；而在高速碰撞时，前后段车身特殊的材料和结构设计使前后段车身能在碰撞中产生弯曲变形或者被压溃，从而在碰撞中吸收车辆高速运动的动能，减少能力对中段车身的冲击，以保证人员的安全。车辆发生碰撞有几种情况：正面碰撞、侧面碰撞、后面碰撞以及翻滚、撞人等，各种碰撞形式的发生以及造成的死亡比例是不同的。正面碰撞事故占比最高占67%，死亡率占31%，侧面碰撞事故占比28%，但死亡占比较高34%。主动安全研究的侧重点是根据各种碰撞形式，模拟车辆在各种事故中对人员的伤害，从而有针对性的设计车身结构，提升驾乘人员在事故中生存的几率。所以正面碰撞发生比例高，但是人员死亡的相对较低。安全也可以延伸的到车辆财产的安全。在事故中人的生命是第一位的，但汽车也是一个商品，也有价值。在保证人员安全的前提系车辆本身的安全也要考虑。在事故中，我们对于安全的评价由高到低依次为：1、人车安全;2、车毁，人安全;3、车辆安全，人亡;4、车毁人亡。全球知名汽车制造企业沃尔沃将人的安全放在了最重要的位置，这样的造车理念引领了安全潮流。

3、影响新能源汽车车身设计的因素

    3.1 国家政策和市场需求

国家汽车产业整体规划是一个国家新能源汽车发展的主导力量，而市场需求是新能源汽车发展的最根本动力。相关部门对汽车尺寸相关参數进行了明确的调整。新能源汽车的市场需求主要受到新能源汽车性能和外观的影响，新能源汽车车身设计往往要去迎合大部分消费人群的审美。

    3.2 人机工程学相关因素

由于驾驶人身高、性别、年龄等生理、心理因素的不同，所以在进行车身设计时候就对这些相关参数要着重考虑。例如手握方向盘的力不一样就会引起不同程度的疲劳，转向盘的位置位于手臂和身体成七十度的位置人的臂力最大。新能源汽车车身设计要符合人机工程学原理。

    3.3 空气动力学的因素

新能源汽车的车身设计无论怎么发展都要考虑到空气动力学的要求，应注意以下几个问题：

    3.3.1 车头高度设计

车头高度能够直接影响整车的阻力系数。一般来说，车体的阻力系数与车头高度往往是成正比例关系的。传统汽车由于发动机室特殊的内部结构，前面的高度将会达到一定的值，但新能源汽车不使用发动机，因此新能源汽车车头高度可大幅度降低，从而减少气体阻力对车体的影响。

    3.3.2 车身尾部的设计

在进行新能源汽车尾部形状设计时，掌握主流的基本流程设计是最基础的，在这个基础上经过复杂的工程分析来优化现有的车尾部分的设计方案。

    3.3.3 前后扰流器设计

扰流板分为前扰流板和后扰流板。由于新能源汽车本身的结构特点，其设计风格更为灵活。

    3.3.4 新能源汽车轮腔设计

从相关的实验可以看出，在车轮腔内的车轮通常有更好的空气动力学性能。通过实验表明，新能源汽车的前轮轮腔应该大于后轮轮腔。

    3.4 传承与创新因素

文化也会影响着汽车造型，汽车公司在自己的品牌设计是都会有自己独特的造型风格，它们会代代相传的基础上也会有创新元素。车身造型不仅要传承文化，更重要的是要不断创新，来适应现在这个新时代的发展和人们的需要。

    3.5 车身新材料的应用

在材料方面，不同的车身材料将对车身的形状产生很大的影响。随着汽车轻量化的需求和技术的进步，汽车工程师们越来越多地使用了非金属的材料，使得新能源汽车的车身设计受到的限制条件减少，也使新能源汽车造型越来越丰富。

4、未来新能源汽车车身设计趋势

通过对新能源汽车车身设计相关影响因素的分析，未来新能源汽车车身设计会有以下几种趋势。

    4.1 车身造型会趋于轻量化、紧凑化

把新能源汽车做得更轻、更紧凑，不仅可以提高车辆的灵活性、提高续航里程，还能大大节约材料的使用，更加环保节能，也会降低成本。

    4.2 车身设计应充分体现电子化、科技化

电子时代下所有的产物都在不断加速更新，尤其新能源汽车是偏向于电子化的产品，更应该电子化和科技化。除了汽车内部更加电子化，车身造型也可以体现汽车外观的科技感，比如车门自动化和智能化，车灯设计也可以做出应有的改变。

    4.3 车身色彩更加个性化

车身设计给人的第一视觉就是车身颜色。汽车工程师在考虑色彩时，颜色应更加符合消费者审美，同时新能源汽车个性化颜色搭配也应该考虑。

结语：对于传统的汽车车身结构，研究人员从安全、轻量化、振动等方面都提出了很多的要求。对新能源汽车车身结构，因为高压电的存在，所以对其安全性要求更高，更苛刻。主要体现在绝缘、密封、高压电可维修性能等方面，这对车身结构提出了新的要求。由于电池本身比较重，怎么布置电池也对车身结构提出要求，需要针对车身的耐久性能做特殊的设计。

参考文献：

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