客车车身结构设计及轻量化研究

作     者：伍文博 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：那景新;罗高华

授予年度：2015年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：客车 车身结构设计 轻量化 强度 刚度 自由模态 

摘      要：目前国内对纯电动客车车身骨架结构的设计,主要是通过对传统燃油或燃气客车的动力总成进行替换,由于电池的电机的重量比传动的动力总成重量要大,在原有的车身结构上需要增加许多的加强构件,不仅影响了纯电动公交客车的性能,整车的整备质量增加了约30%,导致了纯电动公交客车续驶里程短的问题。因此,在快速发展的过程中纯电动客车受到了电池成本高及续驶里程短等问题的制约。主要措施是安装大容量电池和减轻车辆自重,以提高能源使用效率,高容量电池的研发以及客车车身轻量化设计成为了众多车企新能源车型的重要发展策略。本文以作者所在公司正在开发的12米纯电动全承载公交客车6126GBEV2的车身骨架为研究分析对象,分析纯电动客车车身骨架轻量化的研究现状,针对纯电动客车所存在的问题得出该课题的实施背景与意义,最后提出具体的方法实施。分析通过改进型钢框架的拓扑结构和壁厚的方法,确定客车车身骨架的轻量化改进方案。将改进后的整车进行可靠性试验验证和订单运营验证,满足纯电动客车行驶的安全性和可靠性。最终,经过一系列的轻量化设计与分析后,新车身骨架质量降低了10.34%,并且新车身骨架结构自由振动频率优于原车身结构,虽然改进后的车身骨架的弯曲扭转刚度有所下降,但仍在可控的范围内。优化后的新车结构在性能基本保持同一水平的同时取得了较好的轻量化效果,车辆的续驶里程提高了25公里左右,并且具有较高的安全性与可靠性。