车辆工程技术7车辆技术
随着科技的发展,能源消化日益增大,石油、煤炭等不可再生能源面临短缺。为了实现可持续发展,保护环境,促进汽车产品技术进步,国家颁布有力政策鼓励企业开发和生产新能源汽车,新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等类别产品。从目前众多车企的发展重心和市场需求看,电动汽车拥有广阔的发展前景。
电动汽车在关键零部件组成、车身结构等方面与传统燃油汽车有较大的不同,传统的内外饰造型和材料虽然能够在一定程度上满足功能要求,但是未能达到匹配电动汽车的最优模式。从目前各大汽车厂商推出的电动汽车来看,大部分仍处于改造动力总成的阶段,车身结构和车身布置基本沿用内燃机汽车的特点,没有进行针对性地开发。中国汽车技术研究中心正在研究制定电动汽车相关的标准,车身结构和车身布置也在进行针对性地探索开发,相应的内外饰也需要同步开发。内饰空间是人车交流的重要平台,是直接传达产品信息的重要途径,是人们实现互动体验的主要空间。在网络技术快速发展的时代,人们对于汽车智能化程度,安全性,舒适性和环保性等要求不断提升,既是对汽车内外饰的造型,功能和材质提出了更高的期待。本文从内外饰的造型风格、新材料和功能技术三个方面分析其发展趋势,得出电动汽车内外饰在依赖传统汽车的形式基础上,朝着时尚自由、绿环保和智能交互的方向发展。
1 电动汽车的造型风格
一部车应该能够传达某种理念或语言,可以通过内外饰的造型风格让人感受到他的性格特点,或飘逸灵动或含蓄沉稳或热情豪迈。电动车内外饰在造型上要显得比传统汽车要更加的明确、前卫、充满科技感。在人与人的关系愈加复杂的社会环境中,人们更加向往舒适自由的个人私密空间。随着生活节奏的加快,无论是上班、办事还是闲暇时的出游,人在车内的时间变得更长。更加优化的内外饰造型有助于使用者缓解压力、释放自我。影响电动汽车内饰造型主要有技术因素和人文因素,为迎合当代的价值观与审美观,有机造型和有机解构造型风格或成为电动汽车内外饰造型风格的主导。
1.1 有机造型风格
有机造型从仿生学和生态美学出发,以柔美、圆润、自然、生态为特点。有机造型风格的特征[1]可以总结归纳为三点:
(1)主体多采用流线型、大弧度的形状作为型面,型面的截面线上没有突兀的起伏,在多个型面的组合中常用流畅连贯的曲面连接。
(2)整体形态和局部处的设计常模仿一些自然形态,比较容易使人联想到自然界中的相关实物,并因此感受到生态、自然、有机、环保的理念。
(3)造型语义上表达出自然的和谐统一美,注重整体的美感,并在和谐统一中蕴含随机、生长的组成特点。
1.2 有机解构风格
解构主义造型风格的主要特征为复杂解构的片体式错层形态,其核心思想为分解与颠覆。有机解构主义更多的吸收了自然元素,在传统解构主义的特征上赋予了生命力,整体造型强调灵动感、时尚感、科技感的同时体现环保性和便捷性。其特征可以总结归纳为三点:(1)整体型面处理方式习惯采用分割、错层、片体的设计特点,型面的截面线条起伏较大,在多个型面的组合中常用复杂的片体造型。
(2)用分解的观念,强调打碎、叠加、重组。更加重视个体,但互相分离的个体之间存在着本质上的内在联系和严密的整体关系,并非是杂乱无序的胡乱拼接。以形体上的突兀变化赋予造型灵动和时尚的特性。
(3)在造型上更注重个体,充分突出局部的功能特点,增强实用性。注重细节的美感,讲究个体之间的组合关系,在层叠、交错、穿插的型面造型之中寻求视觉上带来的强烈冲击力。
优秀的造型设计不仅要有自己的特点,而且要能够表达出特定的情感,赋予产品情感上的寓意,最终展现出人们对于未来生活的诉求。这两种造型风格是从传统设计风格中诞生,汲取了当代人们对于美的全新理解,或将成为未来电动车内外饰造型发展的主要趋势。
2 电动汽车新材料
目前汽车内饰主要采用以热塑性树脂为主的塑料材料,包括PP、PA、POM、ABS、PUR、PE、PVC等。为符合电动汽车绿环保的整体理念,满足更高的续航能力,电动汽车内外饰材料倾向于选择生物工程塑料、轻量化材料、可回收塑料等新材料。心艺电动车
2.1 生物工程塑料
以石油为原料的塑料会长期释放有毒的化学物质,且随着温度的升高有毒物质的释放速度也会增加,虽然有国家标准的约束但仍不利于车内成员的健康。生物塑料的原料为可再生植物,基本杜绝了未完全反应的小分子有害物质,车内应用生物塑料材料为内饰可以大幅度降低有害气体的挥发量。并且生物工程塑料可以分解并回收再利用,因此有着非常大的应用前景[2]。
三菱化学有限公司和马自达公司共同开发了一种新型生物工程塑料-生物基聚碳酸酯(PC),其具有高度可着性,优良的冲击强度、耐候性和耐划伤性,目前该材料已成功应用于多种汽车内外饰件。
聚氨酯泡沫作为一种优良的隔音、隔热、缓冲吸能材料广泛应用在车内多种内外饰中,目前研究机构已经能够以蓖麻油、大豆油、菜籽油等植物油为原料制备聚氨酯泡沫,随着工艺和设备的成熟,生物基聚氨酯泡沫凭借其优良的物理化学性能和绿环保特点,在电动汽车内外饰中具有极大的应用前景。
法国雷诺公司2012年推出的第四代超级迷你Clio使用生物工程塑料MCC树脂制造仪表盘外罩。该材料由日本化学公司三菱化学所提供,由异山梨醇加工而成,比传统的工程塑料拥有更强的耐冲击、耐高温和抗划伤性能。
2.2 轻量化材料
为了满足更高的续航能力,轻量化技术对电动车的发展有着极其重要的意义,增强塑料,高强度、低密度材料和碳纤维复合材料等轻量化材料正在逐步扩大在汽车内外饰中的应用。目前保险杠和散热器格栅灯已实现塑料化。座椅骨架大部分零件为金属,有些车型已可以使用冲压成型玻璃纤维增强热塑性复合材料替代。
碳纤维复合材料(CFRP)是由以树脂作为基材和碳纤维作为增强材料组成。汽车常用的碳纤维增强树脂基复合材料密度为1.5g/cm3~2.0g/cm3,是普通碳钢密度的四分之一左右,比常用的铝合金材料要轻大概三分之一,碳纤维复合材料的物理和化学性能强于常用的金属材料,其抗拉强度和刚度都是钢材的两倍以上。因此采用碳纤维复合材料替代原本的钢材件,可以取得明显的轻量化效果[3]。
电动汽车内外饰发展趋势
郭一凡,张新帆,黄建颖,梁 鹏,罗 琳
(广汽零部件有限公司,广州 511447)
摘 要:近年来能源短缺和环境污染成为世界面临的重大难题,汽车行业将更多的资源投入到新能源汽车的开发中,而作为主力军的电动汽车,受到各国汽车厂商的重视。内外饰作为人车的交流平台,是人车互动的基础,本文从内外饰的造型风格、功能技术和新材料三个方面分析其发展演化趋势,得出电动汽车内外饰在依赖传统汽车的形式基础上,朝着时尚自由、智能交互和绿环保的方向发展。
关键词:电动汽车;内外饰;造型;环保
车辆工程技术
8车辆技术
聚丙烯发泡板具有优良的物理、环保和安全性能,符合汽车工业轻量化、舒适性、安全性、环保性的技术发展趋势,与传统的麻毡板、木粉板等内饰基材相比有明显的性价比优势。聚丙烯发泡板可用做汽车的顶棚、门护板、行车架、风道、搁物架、行李箱等,是具有划时代意义的车用热塑性复合材料。
2.3 可回收塑料
李尔公司曾开发过一款命名为ECO™的汽车面料,是由百分百可回收的塑料瓶和涤纶纱制成的,可减少垃圾量,并保护自然资源。
表面喷涂塑料件在车用塑料中占有很大比例,但是化学涂层无法有效去除,污染较为严重,因此很难实现有涂层塑料件的收。免喷涂塑料件主要特点为一次注塑品即为最终产品,这是由于其原料中添加了金属粉,直接注塑出的产品就具备喷涂的外观效果,不需要传统塑料件的喷漆等环节,节能无污染,减少工序,降低了成本。免喷涂塑料凭借这种独特的优势被逐渐应用在汽车导航仪面板、车门把手、前/后保险杠下护板以及行李架等内外饰塑料件[4]。
但是免喷涂材料目前仍有一些技术问题有待解决,如零件结构简单,彩不够丰富,耐刮擦性能较差。但在各领域人员合作研究下,随着此类问题地解决,其优势在市场竞争中将会愈发显著。
3 电动汽车的新功能和新技术
电动汽车的消费体必定对其具备的功能技术有更多地期待,在内外饰的功能上能更多的体现出信息化、智能化、交互化的特。3.1 柔性显示技术
上海汽车>发动机盖柔性显示是指在柔性基板上制备的具备可挠曲性的平板显示器件,与传统平板显示相比,具有质轻、耐用、可以大量储存、超薄和可收卷等优点[5]。目前已经有部分车型采用了汽车柔性中控,就是通过
柔性屏+柔性传感来实现,采用此技术可以设计出雅观柔美的中控台造型。2015年宝马推出一套全新触控系统,并引入柔性屏技术。2016年CES上,全球最薄柔性屏厚度0.01mm,并在汽车内引入弧形的中控设计。整个中控屏幕表面没有任何物理按键,将传统汽车中控台的显示、按键等全部集于一体,突破了传统按键在功能上的限制,中控造型更加柔美、时尚及科技感。它也可根据需要进行弯曲,对汽车的结构设计和人车互动带来无限的可能性。
通过搭载柔性屏幕,汽车内的挡风玻璃、AB柱等区域也能够作为重要信息的显示空间,实现实时地图、时速及发动机状态等信息的显示,避免低头显示的安全风险,提升了行车便捷性;或许不久后柔性屏幕可以应用在车顶,为乘客带来真正的“星空穹顶”,开启全空间的视听享受,实现车辆的全舱透明;若应用在车身表面,人们就可以设计个性化的车身彩。
3.2 搭载三维视线跟踪的抬头显示技术
目前,人车主要交互方式为触控和声控,但是触控时人的手会离开方向盘,声控有延迟性和方言局限性,都存在一定的安全隐患。将眼控技术引入车载抬头显示器(HUD),可以提供更好的人车交互能力,车载抬头显示器(HUD)作为一种安全辅助系统,已经成熟应用在多种车型上[6,7]。HUD主要的功能是将汽车的实时状况和路况显示到驾驶员前挡风玻璃区域,为其提供驾驶相关的实时信息。在该基础上增加眼控方式极大地提升了驾驶便捷性。眼控技术在技术上已经相当成熟,只是应用范围多在工业控制、机器人学和临床医学。在汽车上的应用还需要一定的发展时间。
3.3 智能网联技术
智能网联是涵盖了智能汽车和车联网的统称,智能汽车是指通过搭载先进的电控系统,采用AI、信息通信、大数据、云计算等新技术,具备半自动或全自动驾驶功能,从简单交通运输工具向智能移动载体变化的新型汽车。
车联网是借助全新的信息和通信技术,实现车内、车与X(车、路、人、云等)连接的网络体系,提高车辆的智能化和自动化,打造全新的交通服务模式,提升交通效率,改善驾乘体验,为使用者提供更安全、更便捷的综合服务[9]。
智能网联汽车可以实时共享车辆数据,判断道路车流状况,引导车辆选择最佳路径,使用者可以通过对应的移动终端设备检测和控制车辆,还可以通过车辆控制家居设备,将车与家完美融合[9]。
作为电动汽车在智能网联技术的应用上有天然的优势,为了更快更好的发展仍然需要车企之间与互联网科技企业之间扩大合作,并建立有效的跨行业合作平台。
4 结语
高性价比汽车电池、材料、信息等技术的进步促进了电动汽车行业的快速发展,但随着汽车市场的波动,电动汽车行业同样面临着严峻的优胜劣汰形势,行业从高速度发展迈向高质量发展,高端化趋势明显。新时代
的用户对汽车的要求不仅是简单实用的功能,也更加期待时尚的造型、绿环保的材料和智能交互的功能。
参考文献:
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[2]王国英,明立春,张迪.低VOC聚丙烯汽车内饰材料的研究[C].中国汽车工程学会汽车非金属材料分会第三届年会.中国汽车工程学会,2008.
[3]陈君.汽车内外饰材料应用研究[C].新型汽车工程塑料——正确的设计和制造工艺高研班.
[4]俞大象.免喷涂材料在汽车行业的应用[J].绿科技,2017(02): 109-110.
[5]王杏,田大垒,赵文卿,等.OLED柔性衬底封装材料研究进展[J].现代显示,2008,19(04):48-52.
[6]鲁云飞.基于三维视线跟踪的抬头显示系统研究[D].
[7]王东平.车载抬头显示系统的研究[D].2015.
[8]李克强,戴一凡,李升波,等.智能网联汽车(ICV)技术的发展现状及趋势[J].汽车安全与节能学报,20
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[9]井骁.浅析车联网技术与应用[J].上海汽车,2019,344(04):13-16.
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还可以安装机关炮、榴弹发射器和多种导弹系统等,从而使车辆具有了较强的战斗能力。cyberster
2.4 注重体系化车族化发展
外军在军用轮式车辆的发展上十分注重体系化和车族化,发展的车型系列比较完善,通用性也比较好。当前,世界各军事强国装备了大量的轮式车辆,门类繁多,规模较大,但从车型系列上来看,大多数出于同一基型平台。外军轮式车辆发展的主要经验就是基于某一基型平台,广泛开发其各种用途,派生和发展多种变型车、专用车,以尽可能少的基型平台最大限度地适应车辆装备发展的不同需求,以利于使用管理和技术保障。
3 结语
国无防不立,民无防不安。与其它军事强国相比,我军军用轮式车辆的发展还有一定的差距。研究外军轮式车辆的发展,要以“师夷长技以制夷”为目的,从中得到启迪,为我军轮式车辆装备发展提供助力。
上海大众cc
参考文献:
[1]黄政,于坤炎,黄韬,等.外军轻型战术轮式车辆发展现状与特点[J].汽车运用,2011(09):4-6.
[2]李元同,张洪,德昭,等.外军轮式车辆发展新特点[J].汽车运用,2005(05):53-56.
[3]唐庆,娄广鹏.外军军用车辆技术发展的最新动态[J].汽车运用, 2010(03):29-30.