1 1. n of or of of s of to of to a in )to of on It to a of UV be in at 2 of a to an of a to (42 , 99 45 530.4 kg of 100 km/h .3 No in up 0 km/h 320 cm a 3 of s of 0% a 300,000+ to be 320, 5 is at in An of of in be is in is .1 to 0% by a of 4 in in in a s be in a . he to is As be in in to 5 of of as as a of of he is It is of 2 5% 7% in of a in is a is of as a be 6 he in of AN 2 7 To is of or to of in is or of is to a of on a 4,470 N/mm a 8,490 Nm/0 % In of on a of of of to of toin of in a 48h at up 6 km/h. a up 6 km/h be to a In a a up to up 8 km/h, is to 8h s to it a to to 8 6h 9 車身部分 ) 1 緒論 近年來(lái)，燃料電池汽車的迅猛發(fā)展和商業(yè)化的推進(jìn)席卷了整個(gè)世界，其高效節(jié)能，以及零排放或接近零排放的良好環(huán)境性能，使之成為當(dāng)今世界能源和交通領(lǐng)域開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。隨著國(guó)際各大汽車廠商和石油巨頭的積極參與，從資金到技術(shù)的大力投入，燃料電池汽車已走出實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)始商業(yè)化旅程。很多專家更是樂(lè)觀地認(rèn)為，燃料電池汽車將引發(fā)汽車工業(yè)的革命，最終取代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車成為主流。 由 來(lái)證明著眼于效率和輕便的汽車整體設(shè)計(jì)所帶來(lái)的特點(diǎn)，即技術(shù)上的可行性和社會(huì)、消費(fèi)等有競(jìng)爭(zhēng)力的效益。它被設(shè)計(jì)出來(lái)在燃油經(jīng)濟(jì)性和尾氣排放方面尋求突破，符合美國(guó)和歐洲機(jī)動(dòng)車輛安全標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也滿足嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某商椎漠a(chǎn)品要求，即容納 5個(gè)乘客的運(yùn)動(dòng)型的擁有在 5年內(nèi)能夠以有競(jìng)爭(zhēng)力的成本大量生產(chǎn)的汽車細(xì)分市場(chǎng)。（圖 圖 10 圖 空氣動(dòng)力，電力和化氫燃料電池推進(jìn)系統(tǒng)于一體的有效設(shè)計(jì)來(lái)傳遞史無(wú)前例的組合式功能： 擁有與 個(gè)成人座位 0042,99壓縮 345態(tài)氫燃料 汽車排氣管零排放 到 100km/h 車身在 10km/ 數(shù)碼牽引力和車輛穩(wěn)定性控制的四輪驅(qū)動(dòng) 地面間隙通過(guò) 半懸架系統(tǒng)可以從 130適應(yīng)負(fù)重，速度和車輛的重心和 11 地形的位置 車身強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)剛度比優(yōu)質(zhì)的運(yùn)動(dòng)型轎車高 50% 專為 300000用壽命的設(shè)計(jì) 模塊化的電子產(chǎn)品和軟件體系結(jié)構(gòu)和坎坷定制的用戶界面 具有能夠和雷克薩斯 馳 馬 時(shí)具有明顯低的生命周期成本。 這是怎樣做到的呢？在協(xié)同的方式下通過(guò)立即集成幾個(gè)先進(jìn)技術(shù)的精心的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 的一些技術(shù)概述可以在圖 圖 可用背景資料中被找到。 吧 圖 設(shè)計(jì)輕巧 了降低車身重量，從而采用了不同的技術(shù)（表 車身結(jié)構(gòu)減少了近 60%的剛凈重，因?yàn)椴捎昧颂妓乩w維復(fù)合材料，鋁和加強(qiáng)熱塑性塑料的結(jié)合體。碳素纖維復(fù)合材料用于乘客安全室和專用復(fù)合材料能量吸收葉輪，鋁主要用于前端框架和車輛皮膚的加強(qiáng)復(fù)合板（圖 鋁的副框架和塑料皮膚使用標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)技術(shù)，因此在這里就不詳細(xì)討論。 12 表 圖 量餅圖 2 復(fù)合材料安全室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 使用輕質(zhì)材料最大的挑戰(zhàn)就是成本效益。由于碳素纖維復(fù)合材料每千克的成本和單位強(qiáng)度都比鋼明顯高的多，所以必從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造方法中來(lái)降低成本從而使得復(fù)合材料經(jīng)濟(jì)可行。 層： 材料總質(zhì)量最小化，單位材料最大效益化（其推論即 :確保使用到的材料產(chǎn)生最大效益） 簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程中的組裝，工裝，零件處理，庫(kù)存，成本工藝各環(huán)節(jié) 盡可能多的將實(shí)用性功能加入到汽車結(jié)構(gòu)中引進(jìn)個(gè)別 零件制造的新型制造系統(tǒng) 支持這項(xiàng)戰(zhàn)略的設(shè)計(jì)的其他一些特點(diǎn)將在下面描述。 13 計(jì)特點(diǎn) 件加固 汽車的車身主要結(jié)構(gòu)就如圖 是由 14個(gè)主要零件和總的 62個(gè)部件 相比于同等比例下的傳統(tǒng)的沖壓鋼 5%和 77%的部件。 健的，自帶夾具的技術(shù)的連接叉。同時(shí)，一小部分的部件和共同的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了組裝，比如只是一部分零件必須保持在一起直到粘合劑粘結(jié)，不需要復(fù)雜的檢具。 圖 合材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì) /復(fù)合材料前副框和外板 14 圖 合材料安全室的開(kāi)發(fā)觀點(diǎn) 乘客安全單元設(shè)計(jì)中所使用的材料的中間體是以碳素纖維和低粘度尼龍熱塑性材料。為了提高工藝性，材料使用不連續(xù)纖維的碳素材料。跟連續(xù)纖維的碳素材料相比，沒(méi)有蜷曲和屈曲，因?yàn)樵诠に嚵鞒讨蓄A(yù)制品可以拉伸。因此，纖維足夠長(zhǎng)到維持最后部分的鋼的強(qiáng)度的連續(xù)纖維等級(jí)。 件設(shè)計(jì) 每個(gè)零件是在低成本制造和組裝下 設(shè)計(jì)的。所有零件利用的是整體復(fù)雜性而不是局部復(fù)雜性。比如：當(dāng)部件具有表面幾何圖形，這些組件較深較淺的有一些尖銳的折彎和繪畫，最小化的加工成本，可重復(fù)性頻率的提高和勞動(dòng)密集型的售前和成型件的過(guò)程的加快。 盡管每個(gè)獨(dú)立零件的幾何尺寸相對(duì)簡(jiǎn)單，但是所有部件要結(jié)合成一個(gè)擁有所有必需的復(fù)雜度和幾何尺寸的完整結(jié)構(gòu)。 對(duì) 態(tài)分析顯示了 14470 N/8,490 Nm/剛度 兩組數(shù)據(jù)都比優(yōu)質(zhì)運(yùn)動(dòng)轎車的強(qiáng)度高出 15 50%。從碰撞性能角度看， 許多失事中，很多就是質(zhì)量較重的車輛。比如，在前端的碰撞中，計(jì)算機(jī)分析表明 定的固定障礙碰撞時(shí)速應(yīng)該達(dá)到 486 km/h。此外，前端在 56 km/夠在沖撞后便于乘客逃脫和簡(jiǎn)化維修。在一次迎頭而來(lái)的汽車 沖撞最大相當(dāng)于其兩倍的質(zhì)量，各個(gè)時(shí)速達(dá) 48h， 8頭固定障礙標(biāo)準(zhǔn)。因此，是由于相對(duì)于其碰撞伙伴的輕巧度沒(méi)有危機(jī)乘客的安全。 圖 端在 56 km/