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锦程观丨一辆新能源汽车是如何炼成的?量产下线的4大阶段上百道流程


发展新能车是国家战略,是中国从汽车大国迈向汽车强国的重要机会。你可能并不一定知道电动汽车是如何研发的。


锦程新能源汽车整车生产具备:冲压、焊接、涂装、总装工艺。下面将详细介绍一款全新电动汽车的研发全过程,希望让你对其有些了解。



车型策划阶段


决策阶段的工作分为如下步骤:


提出准确的市场预测和技术可行性报告。


市场调研是为了确定产品的预期市场占有率,同时也是为了全面了解市场对该类产品的功能、性能、安全、寿命、外观等方面的需求。


技术调研包括对目前市场上同类产品的技术水平,所使用的新技术、新材料和新工艺等进行预测。




评审通过后列入企业产品开发计划,然后编写产品开发任务书。


任务书一般包含如下内容:产品设计和立项的依据、产品的用途和使用范围、产品的总体方案和关键性技术方案、总体布置及主要结构概述、技术参数和性能指标;确定产品的开发周期和团队名单;对产品的试制试验周期和上市日期的估算等。


车辆设计阶段


设计阶段是指通过设计确定总体方案、造型方案进行设计计算,绘制设计图纸,编写设计文件,试验和设计评审等,整车设计分为如下步骤:


概念设计阶段确定产品的目标定位,确定整车、各大总成的性能参数,制定各大总成设计任务书,规定设计控制数据,完成可行性研究报告。


概念设计是汽车设计中最重要的阶段,许多整车参数都在此阶段确定。这些参数决定了整车结构尺寸的详细设计。

概念设计阶段定量地分配强度、刚度、质量等设计控制指标,决定了车辆整体结构性能,要求设计者具有丰富的设计和制造工艺经验。



A、制定设计原则


这一阶段的主要任务是制定设计方针,明确目标,确定是全新产品设计还是改型设计,是自主设计还是反求设计等。


通过对产品方案进行性能和成本分析,确定合理的设计方案。通常要绘制或提供多套总体方案,要求各个方案的特点要突出,思路明确,然后对这些方案进行分析、评价,区分各方案的差别并改进,形成最终方案。


B、选型和制定设计任务


这一阶段主要是正确地选择整车和各总成的结构形式以及主要的技术特性,确定性能参数,形成整车概念,并进行总体布置和选型工作,编制设计任务书。主要包括以下内容:



在汽车造型审定后,就可以着手进行汽车结构设计,确定整车、部件(总成)和零件的结构。主要内容如下:



这一阶段的工作取决于汽车的性能目标,关键在于建立完善的分析方法和评价策略,主要包括以下分析内容:


A、碰撞分析


目的在于提高产品的被动安全性能,通过正面、侧面、后面、翻滚等各种实车安全性能方面的模拟分析,在产品设计阶段及时发现产品被动安全性能方面的缺陷,提出改进措施。


B、NVH评价


NVH性能是评价车辆舒适性的重要指标,直接关系到产品的市场形象。NVH分析有助于匹配产品结构中各子系统的振动频率特性,合理分布各子系统的振动频率和振型,以降低产品的噪音,提高产品的舒适性能。


噪音、振动分析包括动力总成的刚体模态、点的传递函数、静负荷强度及动态响应、BIW动态稳定性,整车各子系统的刚度频率匹配等。


自主品牌的汽车和国外知名品牌的汽车竞争,NVH性能是关键的衡量指标之一。


C、系统整体优化


在工程样车试制之前,基于多柔体系统理论,解决汽车机械系统设计和动态性能的优化设计问题,将车辆作为一个完整的控制系统进行分析研究,可以建立整车动力学模型,制定优化策略。


它可让设计人员掌握部件结构参数和整车性能的关系本质规律,并对其性能进行预测、可行性研究和优化设计。车辆多体分析内容包括悬架振动、车辆操稳性能和舒适性能等。


D、流体分析


流体分析在汽车工业中主要考虑车外流场对汽车的阻力和升力、车内空调系统通风口的设计、发动机舱的散热、制动系统的散热等,考察整车外形是否流畅,空调系统是否快速调节车内温度,发动机舱和制动片是否散热良好等。

在产品设计阶段就可以预测产品的空气动力学特性,确保产品制造出来后符合设计时的空气动力学的要求。通过流体动力学分析验证和改进流体及热传导对产品性能的影响。


E、产品疲劳寿命分析


产品疲劳寿命是现代设计的一个重要指标。它有助于提早发现产品结构的强度及疲劳耐久性方面的问题,对高应力区域提供优化解决方案。


通过合理地分配结构中的各种载荷,从而改善其疲劳耐久性能,提高产品的可靠性能。疲劳寿命设计需要了解产品的使用环境。疲劳耐久性分析包括悬挂组件强度、车门强度、引擎盖强度、行李箱盖强度等。


F、冲压仿真分析


冲压成形仿真有助于确定产品的可制造性,优化冲压方向,工艺补充,坯料估算和排样。


它可以在设计阶段预测产品冲压成形中可能出现的质量缺陷(如起皱、开裂等), 进而对产品设计进行优化, 以消除成形缺陷。


由于此时还处于产品设计阶段, 产品的修改代价最小。此部分成熟的应用软件有ETA公司的DYNAFORM 和LSTC公司的LS-DYNA。


由于汽车车身上金属覆盖件占的比例最高,钣金件的模具成本是整个制造过程中最大的成本之一。工艺过程仿真是降低废品率压缩生产成本的有效方法。



试制试验阶段



试制试验阶段的主要工作包括以下三个方面。



样机试制是指根据设计图样生产零部件,进行样机组装试制。汽车的样机试制不仅是按汽车零部件图纸生产,还需要对生产所用到的一些辅助模具、检具进行设计。


生产样机的数量应根据产品的类型和试验需要来确定。试制样机的主要目的是为了验证设计产品的结构、性能和工艺性等,考核产品图样和设计文件的质量,同时为试验提供必要的车辆。



这一阶段要求技术设计的开发团队进行必要的跟踪和服务,将反映出来的问题一一记录,为技术或工艺的改进提供最直接的参考。为验证样车是否符合设计要求,必须进行试验。


在试验过程中,设计人员要及时地与试验人员沟通,及时分析和解决出现的问题,取得相应数据,对设计的改进提供原始资料。

A、当前最常用的整车试验验证方式有:整车道路(公路)试验;场地道路试验;整车台架试验;整车动、静态主观评价试验;计算机仿真验证分析。


B、整车开发各阶段的试验验证及目的:建立目标阶段伴随有对标样车的试验、评价;设计开发阶段伴随有数字样车的数据仿真验证分析;生产准备阶段伴随有ET(工程)样车的耐久试验验证和评价及标定和法规认证确认。


C、考核类型、试验方法和设备仪器:考核类型主要分为,功能;强度;耐久性及可靠性。


根据考核类型确定试验方法:整车公路试验——实际环境考核耐久和可靠性;整车场地试验——考核性能和耐久和可靠性;整车台架试验——主要考核性能;整车动静态主观评价——以对比打分的形式评价性能。



小批试制是在样机试制试验的基础上进行的,它的主要目的是考核产品的工艺性,验,证正式生产全部工艺文件及工艺装备质量,并进一步验证产品的性能、结构和经设计改进后的产品设计文件及图样的正确性和合理性。


小批量试制在工艺上为批量生产做准备,因此应按工艺管理的有关规定进行。小批试制应依据样机试制阶段经确认的全部技术文件及图样进行。


小批量试制完成以后,提交经过修改、改进并最终通过评审的设计资料、工艺文件和全部图样,最终形成完整的产品文件。


整车生产阶段



工程调试——设计验证阶段。


冲、焊、涂、总四大工艺及检验的人、机、料、法、测已准备完成,设计确认车完成规定的可靠性和耐久性试验项目。

  


生产调试——生产验证阶段。


所有的零部件和总成件都是用批量生产的设备及工装模具制造出来,整个生产过程可在不连续的条件下按试生产阶段图纸进行生产,从而对各工序是否适当以及生产线的制造可行性、装配可行性、通过性、批量生产的适宜性进行实际验证。


试生产(预生产)。


初期量产,典型要求:工艺规范化、物流规范化,包装规范化、工位器具规范化、节拍符合设计要求、 人员与训练组织到位。



小批量生产阶段。


各项验证完成,进入投放市场的 小批量生产。


典型要求:按设计节拍实现标准化作业。得到国家和地方认证后,电动汽车还需要通过调试、验证阶段。产品将在实际产线上进行初产验证,目标达成后,将进行大批量的生产。


大批量生产阶段


一辆新能源汽车是如何炼成的?看似简单的4大阶段,其实隐藏着上百道流程,数百道工序,是科技与匠心的高度融合。






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