第一篇：汽車研發(fā)：輕量化之車身新材料簡介及應用!

汽車研發(fā)：輕量化之車身新材料簡介及應用！

重要的事說三遍我很輕！我很輕！我很輕！我還省油、省材料……還像下面這位小姐姐一樣省布料為什么輕而省呢？因為我們用新材料啊今天就和漫談君一起來看看輕量化之車身新材料簡介及應用漫談君說

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一、汽車新材料簡介現(xiàn)代對汽車性能要求越來越高，輕量化、節(jié)能降耗和降低排放污染是現(xiàn)在汽車發(fā)展的趨勢，而輕量化必須從改進汽車的材料出發(fā)，研制性能更好更輕的汽車材料從而減少能源消耗，進而降低排放污染，汽車材料的發(fā)展是汽車技術發(fā)展的重要方面，新材料新工藝對于汽車工業(yè)的發(fā)展是至關重要的，而汽車車身輕量化并非是簡單地將汽車重量減輕，而是在保證車身的強度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車車身質(zhì)量，同時要保證汽車車身的制造成本在合理范圍內(nèi)。

二、車身新材料的種類1鍍鋅鋼板隨著汽車工業(yè)發(fā)展，為了提高車體使用壽命和增強車體材料的抗腐性能，鍍鋅鋼板得到廣泛使用。由于在目前汽車車身制造中，主要采用電阻點焊方法，與無鍍層鋼板相比，鍍鋅鋼板的點焊過程中還存在一些問題：1）先于鋼板熔化的鋅層容易分流，致使焊接電流密度減?。?）鋅層表面燒損、污染電極而使電極壽命降低；3）鋅層電阻率低，接觸電阻??；4）容易產(chǎn)生焊接飛濺、裂紋及氣孔等缺陷。2高強度鋼板從前的高強度鋼板，拉延強度雖高于低碳鋼板，但延伸率只有后者的50%，故只適用于形狀簡單、延伸深度不大的零件?，F(xiàn)在的高強度鋼板是在低碳鋼內(nèi)加入適當?shù)奈⒘吭?，?jīng)各種處理軋制而成，其抗拉強度高達420N/mm2，是普通低碳鋼板的2～3倍，深拉延性能極好，可軋制成很薄的鋼板，是車身輕量化的重要材料，對減重和改進車身性能起到了良好的作用。低合金高強度鋼板的品種主要有含磷冷軋鋼板、烘烤硬化冷軋鋼板、冷軋雙相鋼板和高強度IF冷軋鋼板等，車身設計師可根據(jù)板制零件受力情況和形狀復雜程度來選擇鋼板品種。1）含磷高強度冷軋鋼板含磷高強度冷軋鋼板主要用于轎車外板、車門、頂蓋和行李箱蓋升板，也可用于載貨汽車駕駛室的沖壓件。主要特點為：A.具有較高強度，比普通冷軋鋼板高15％～25％；B.良好的強度和塑性平衡，即隨著強度的增加，伸長率和應變硬化指數(shù)下降甚微；C.具有良好的耐腐蝕性，比普通冷軋鋼板提高20％；D.具有良好的點焊性能。2）烘烤硬化冷軋鋼板經(jīng)過沖壓、拉延變形及烤漆高溫時效處理，屈服強度得以提高。這種簡稱為BH鋼板的烘烤硬化鋼板既薄又有足夠的強度，是車身外板輕量化設計首選材料之一。3）冷軋雙向鋼板具有連續(xù)屈服、屈強比低和加工硬化高、兼?zhèn)涓邚姸燃案咚苄缘奶攸c，如經(jīng)烤漆后其強度可進一步提高。適用于形狀復雜且要求強度高的車身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件，如車門加強板、保險杠等。4）超低碳高強度冷軋鋼板在超低碳鋼（C≤0.005%）中加入適量的鈦或鈮，以保證鋼板的深沖性能，再添加適量的磷以提高鋼板的強度。實現(xiàn)了深沖性與高強度的結(jié)合，特別適用于一些形狀復雜而強度要求高的沖壓零件。5）輕量化迭層鋼板這種鋼板是在兩層超薄鋼板之間壓入塑料的復合材料，表層鋼板厚度為0.2～0.3mm，塑料層的厚度占總厚度的25%～65%。與具有同樣剛度的單層鋼板相比，質(zhì)量只有57%。隔熱防振性能良好，主要用于發(fā)動機罩、行李箱蓋、車身底板等部件。3鋁合金與汽車鋼板相比，鋁合金具有密度?。?.7g/cm3）、比強度高、耐銹蝕、熱穩(wěn)定性好、易成形、可回收再生等優(yōu)點，技術成熟。德國大眾公司的新型奧迪A2型轎車，由于采用了全鋁車身骨架和外板結(jié)構，使其總質(zhì)量減少135kg，比傳統(tǒng)鋼材料車身減輕43%，使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奧迪A8通過使用性能更好的大型鋁鑄件和液壓成型部件，車身零件數(shù)量從50個減至29個，車身框架完全閉合。這種結(jié)構不僅使車身的扭轉(zhuǎn)剛度提高60%，還比同類車型的鋼制車身車重減少50%。由于所有的鋁合金都可以回收再生利用，深受環(huán)保人士的歡迎。

根據(jù)車身結(jié)構設計的需要，采用激光束壓合成型工藝，將不同厚度的鋁板或者用鋁板與鋼板復合成型，再在表面涂覆防腐蝕材料使其結(jié)構輕量化且具有良好的耐腐蝕性。4鎂合金和鈦合金鎂的密度為1.8g/cm3，僅為鋼材密度的35%，鋁材密度的66%。此外它的比強度、比剛度高，阻尼性、導熱性好，電磁屏蔽能力強，尺寸穩(wěn)定性好，因此在航空工業(yè)和汽車工業(yè)中得到了廣泛的應用。鎂的儲藏量十分豐富，鎂可從石棉、白云石、滑石中提取，特別是海水的鹽分中含3.7%的鎂。近年來鎂合金在世界范圍內(nèi)的增長率高達20%。鑄造鎂合金的車門由成型鋁材制成的門框和耐碰撞的鎂合金骨架、內(nèi)板組成。另一種鎂合金制成的車門，它由內(nèi)外車門板和中間蜂窩狀加強筋構成，每扇門的凈質(zhì)量比傳統(tǒng)的鋼制車門輕10kg，且剛度極高。隨著壓鑄技術的進步，已可以制造出形狀復雜的薄壁鎂合金車身零件，如前、后擋板、儀表盤、方向盤等。鈦的比重為4.6g/cm3，僅是鐵的1/2，但強度和硬度超過了鋼，且不易生銹。用鈦合金鑄造的汽車發(fā)動機部件更輕、更堅固和更耐腐蝕，鈦合金車身可以承受更大的作用力。5泡沫合金板泡沫合金板由粉末合金制成，其特點是密度小，僅為0.4～0.7g／cm3，彈性好，當受力壓縮變形后，可憑自身的彈性恢復原料形狀。泡沫合金板種類繁多，除了泡沫鋁合金板外，還有泡沫鋅合金、泡沫錫合金、泡沫鋼等，可根據(jù)不同的需要進行選擇。由于泡沫合金板的特殊性能，特別是出眾的低密度、良好的隔熱吸振性能，深受汽車制造商的青睞。目前，用泡沫鋁合金制成的零部件有發(fā)動機罩、行李箱蓋等。6蜂窩夾芯復合板蜂窩夾芯復合板是兩層薄面板中間夾一層厚而極輕的蜂窩組成。根據(jù)夾芯材料的不同，可分為紙蜂窩、玻璃布蜂窩、玻璃纖維增強樹脂蜂窩、鋁蜂窩等；面板可以采用玻璃鋼、塑料、鋁板和鋼板等材料。由于蜂窩夾芯復合板具有輕質(zhì)、比強度和比剛度高、抗振、隔熱、隔音和阻燃等特點，故在汽車車身上獲得較多應用，如車身外板、車門、車架、保險杠、座椅框架等。英國發(fā)明了一種以聚丙烯作芯，鋼板為面板的薄夾層板用以替代鋼制車身外板，使零件質(zhì)量減輕了50%～60%，且易于沖壓成型。7工程塑料與通用塑料相比，工程塑料具有優(yōu)良的機械性能、電性能、耐化學性、耐熱性、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性等特點，且比要取代的金屬材料輕、成型時能耗少。二十世紀七十年代起，以軟質(zhì)聚氯乙烯、聚氨酯為主的泡沫類、襯墊類、緩沖材料等塑料在汽車工業(yè)中被廣泛采用。福特公司開發(fā)的LTD試驗車，塑料化后的車身取得了輕量化方面的明顯成果。中國工程塑料工業(yè)普遍存在工藝落后、設備陳舊、規(guī)模小、品種少、質(zhì)量不穩(wěn)定的狀況，而且價格高，缺乏市場競爭力。工程塑料在汽車上的應用僅相當于國外上世紀八十年代的水平。如上海桑塔納轎車塑料用量僅為2.86kg/輛，紅旗CA7228型轎車為2.4kg/輛，而日本轎車平均為14kg/輛，寶馬則更高，為35.64kg/輛。但這種局面將很快被打破，由上海普利特復合材料有限公司投資新建、國內(nèi)最大的汽車用高性能ABS工程塑料生產(chǎn)基地日前在上海建成投產(chǎn)。此項目引進了世界先進的工程塑料生成線和試驗檢測儀器等設備，形成了年產(chǎn)15，000噸高性能ABS工程塑料的能力。8高強度纖維復合材料高強度纖維復合材料，特別是碳纖維復合材料（CFRP），因其質(zhì)量小，而且具有高強度、高剛性，有良好的耐蠕變與耐腐蝕性，因而是很有前途的汽車用輕量化材料。碳纖維復合材料在汽車上的應用，美國開展的最好。二十世紀八十年代后期，復合材料車身外覆件得到大量的應用和推廣，如發(fā)動機罩、翼子板、車門、車頂板、導流罩、車廂后擋板等，甚至出現(xiàn)了全復合材料的卡車駕駛室和轎車車身。據(jù)統(tǒng)計，在歐美等國汽車復合材料的用量約占本國復合材料總產(chǎn)量的33％左右，并繼續(xù)呈增長態(tài)勢，復合材料作為汽車車身的外覆件來說，無論從設計還是生產(chǎn)制造、應用都已成熟，并已從車身外覆件的使用向汽車的內(nèi)飾件和結(jié)構件方向發(fā)展。上海通用柳州汽車公司和東風公司計劃推出全復合材料車身的家庭用小轎車。9陶瓷材料由于陶瓷本身具有的特殊力學性能以及對熱、電、光等的物理性能，陶瓷材料特別是特種陶瓷在汽車上的應用日益受到人們的重視。我國已成功研制鈦酸鋁陶瓷-鋁合金復合排氣管、氮化硅陶瓷柴油機渦輪增壓轉(zhuǎn)子和球軸承等汽車部件。

汽車的構造材料可反映人類所應用材料的技術水平。目前，6類主要材料如鋼﹑鐵﹑塑料﹑鋁﹑橡膠﹑玻璃共占轎車質(zhì)量的90%，其余10%為其他多種材料，包括有色金屬（銅、鉛、鋅、錫等），車中裝備的液體（燃油、潤滑劑、其他油品和水基液等），油漆、纖維制品。

三、新型功能材料1稀土材料中國稀土資源豐富，居世界前列。世界已探明的稀土儲量中國占世界已探明資源的80%，為我國大力開發(fā)稀土材料提供了得天獨厚的條件。使用汽車廢氣凈化催化劑是控制汽車廢氣排放、減少污染的最有效的手段。含稀土的汽車廢氣凈化催化劑價格低、熱穩(wěn)定性好、活性較高，使用壽命長，引起了人們的廣泛關注。

汽車廢氣凈化稀土催化劑所用的稀土成分主要是氧化鈰、氧化鑭和氧化鐠等。用于汽車廢氣凈化催化劑的載體通常為蜂窩陶瓷，稀土還可以作為陶瓷載體的穩(wěn)定劑以及活性涂層材料等。2納米材料納米科技是21世紀科技產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容之一，它是高度交叉的綜合性學科，包括物理、化學、生物學、材料科學和電子學。它不僅包含以觀測、分析和研究為主線的基礎學科，還有以納米工程與加工學為主線的技術科學，所以納米科學與技術也是一個融前沿科學和高技術于一體的完整體系。納米技術將在汽車上的結(jié)構材料、節(jié)能、環(huán)保等方面獲得廣泛的應用。納米陶瓷材料的耐磨性和質(zhì)量減小、穩(wěn)定性增強。納米陶瓷軸已經(jīng)應用在奔弛等高級矯車上，使機械轉(zhuǎn)速加快、質(zhì)量減小、穩(wěn)定性增強、使用壽命延長；納米汽油是一種利用現(xiàn)代最新納米技術開發(fā)的汽油微乳化劑，納米汽油可以降低油耗10%-20%，可降低廢氣中有害氣體含量50%-80%；納米潤滑劑是采用納米技術改善潤滑油分子結(jié)構的石油產(chǎn)品，它不對任何潤滑油添加劑、穩(wěn)定劑、處理劑、發(fā)動機增潤劑或減磨劑等產(chǎn)生不良作用，只是在零件金屬表面自動形成純烴類單個原子厚度的一層薄膜。納米增強增韌塑料可以代替金屬材料，由于它們比重小重量輕，因此廣泛用于汽車上可以大幅度減輕汽車重量，達到節(jié)省燃料的目的?？梢杂糜谄嚿系谋ｋU杠、座椅、翼子板、頂蓬蓋、車門、發(fā)動機蓋、行李艙蓋以及變速器箱體、齒輪傳動裝置等一些重要部件?？棺贤饩€老化塑料能夠吸收和反射紫外線，比普通塑料的抗紫外線能力提高20倍以上，能有效延長其使用壽命。無機納米抗菌塑料加工簡單，廣譜抗菌，24h接觸殺菌率達90%，無副作用，可以用在車門把手、方向盤、座椅面料、儲物盒等易污部件。

四、新材料應用的發(fā)展趨勢1新材料回再用性的研究研究汽車新材料的最終處置問題至關重要，從某種程度上講，關系到它的生存與發(fā)展。目前，汽車上約占自重25%的材料無法回收再用，其中三分之一為各種塑料，三分之一為橡膠，還有三分之一為玻璃、纖維。鑒于這種情況，世界各國都花費大量的人力、物力進行材料的回收再生問題的研究?，F(xiàn)在可以通過三種途徑進行回收：1）顆粒回收，重新碾磨；2）化學回收，高溫分解；3）能源回收，將廢棄物作為燃料。2減少材料的品種未來汽車在工程塑料類型的選擇上將會發(fā)生巨大的變化。目前汽車使用的塑料由幾十種高分子材料組成，當前世界各大汽車公司致力于減少車用塑料種類，并盡量使其通用化。這將有利于材料的回收再生和生態(tài)環(huán)境的保護。3降低成本制約汽車車身新材料應用的重要因素是價格。作為主要新材料的高強度鋼、玻璃纖維增強材料、鋁和石墨增強，其成本分別為普通碳鋼的1.1倍、3倍、4倍和20倍。所以只有大幅度降低這些新材料的制造成本，才可能使諸多新材料進入批量生產(chǎn)。如玻璃纖維增強材料將在成本上成為鋼材的有力競爭者，雖然它的重量減輕有限，但價格卻能為用戶接受。石墨合成材料盡管性能良好，但因其成本居高不下，目前它在汽車工業(yè)上很難有所作為。

五、結(jié)語伴隨著我國工業(yè)汽車的全面發(fā)展，社會擁有量的大量增加。汽車在國民中的地位顯得越來越重要，汽車新材料的發(fā)展和應用是促進汽車工業(yè)技術發(fā)展的重要因素。由于大量采用新型材料，傳統(tǒng)的車身結(jié)構及其設計方法可能不再適用，取而代之的是一種基于生物學增長規(guī)律的形狀優(yōu)化設計法，這種設計方法即能減少零件質(zhì)量，又延長了零件的使用壽命。

第二篇：汽車車身輕量化技術(精)（寫寫幫推薦）

汽車車身輕量化技術

[摘要]介紹了車身輕量化的重要意義和相關車身性能。從輕質(zhì)材料、結(jié)構設計和制造工藝3個方面闡述輕量化技術的主要途徑，并通過實例重點分析采用熱成型工藝的輕量化效果，最后對比3種輕量化技術的特點和應用范圍。

[主題詞]輕量化，車身，汽車

0 引言

安全、節(jié)能和環(huán)保已成為消費者最關心的汽車性能指標。如何開發(fā)出更安全、節(jié)能、環(huán)保的汽車也是當今汽車廠商的重點技術發(fā)展方向。汽車安全的重要性不言而喻，涉及到人身安全；節(jié)能和環(huán)保，不僅影響到用戶的用車成本，也關系到可持續(xù)發(fā)展。目前，各國已有諸多安全和排放法規(guī)來強制規(guī)范汽車產(chǎn)品的安全和環(huán)保性能。

研究資料表明，汽車的燃油消耗與汽車的自身質(zhì)量成正比，汽車質(zhì)量每減輕1%，燃油消耗降低0.6%-1.0%，燃油消耗下降，排放也隨之減少。因此減少汽車自身質(zhì)量成為提高節(jié)能環(huán)保性能的有效途徑。而白車身作為車身骨架一般占整車質(zhì)量的22%—25%，其輕量化對降低整車質(zhì)量意義重大。因此，汽車車身輕量化技術成為現(xiàn)代汽車開發(fā)技術一個重點課題。車身輕量化的基礎

車身輕量化必須在保證汽車安全性的前提下，同時達到車身剛度、疲勞耐久性、操控穩(wěn)定性和振動舒適性等要求。

1.1 車身結(jié)構安全

車身結(jié)構安全屬于汽車的被動安全范疇，目的在于保護車內(nèi)乘員的安全。

自20世紀50年代起，許多國家陸續(xù)開始制定汽車被動安全法規(guī)。目前各國汽車被動安全法規(guī)有：美國聯(lián)邦機動車法規(guī)體系(FMVSS)和歐洲法規(guī)體系(ECE／EEC)。而我國強制性汽車被動安全標準(GB)主要是參考歐洲法規(guī)體系。另外還有各國的新車評價體系(NCAP)全面地為消費者提供汽車安全性能方面的信息。

車身結(jié)構安全直接影響到汽車是否滿足這些被動安全法規(guī)。其包括正面碰撞、側(cè)面碰撞、后面碰撞、翻滾和低速碰撞等。車身結(jié)構在設計上一般分為低速行人保護區(qū)，相容吸能區(qū)和乘員保護區(qū)。

1.2 車身剛度

評價車身結(jié)構力學性能的主要指標是車身剛度，包括動態(tài)剛度和靜態(tài)剛度，靜態(tài)剛度又包含扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度兩個方面。在車身輕量化中，必須保證達到車身剛度的要求，這樣才能使汽車的疲勞耐久性和振動舒適性等不受影響。

1.3 車身輕量化系數(shù)

為了評價輕量化的效率，引申出了車身輕量化系數(shù)的概念，其可通過如下公式計算：

式中，Lq為輕量化系數(shù)；MBIW為白車身質(zhì)量；CT為白車身靜態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度；A為白車身投影面積，由整車軸距與輪距相乘獲得。輕量化系數(shù)Lq值越小，表示車身輕量化做得越好。車身輕量化的途徑

2.1 采用輕質(zhì)材料

2.1.1 超高強度鋼板

按照抗拉強度的不同，鋼材一般分為普通鋼、高強度鋼和超高強度鋼?？估瓘姸刃∮?10MPa的稱為普通鋼；抗拉強度在210—550MPa之間的成為高強度鋼；抗拉強度超過550MPa的稱為超高強度鋼。

超高強度鋼主要有：相變誘導塑性鋼TRIP，雙相鋼DP，復相鋼CP，以及馬氏體鋼Mart等。由于馬氏體鋼抗拉強度約為1200MPa，其一般采用滾壓成型工藝制造，用于車門防撞桿和門檻加強板等零件。目前車身上使用的超高強度鋼，主要是稱為先進高強度鋼(AHSS)的，其是利用金相組織強化得到的鋼種，具有強度、延伸和塑性的各方面優(yōu)良的綜合性，其抗拉強度范圍為500—1500MPa。另外還比較多地采用熱成型鋼，成型后零件的材料抗拉強度達到1800MPa。

圖1為目前某一較新車型的不同強度鋼材分布，可以看出，目前該車型的超高強度鋼比例已經(jīng)達到11%，高強度鋼比例為11%，普通鋼只占27%。而從保證車身碰撞安全性的角度來看，高強度鋼的用量將直接決定車身輕量化的水平。

2.1.2 鋁合金

鋁合金是在汽車輕量化中應用相對成熟的輕質(zhì)材料。奧迪汽車公司最先在Audi80和Audi100兩款車型上采用了鋁車門。1994年開發(fā)了第一代全鋁空間框架結(jié)構(ASF)。ASF車身超過了現(xiàn)代同類鋼板車身的車身剛度和被動安全性，但汽車自身質(zhì)量卻減輕了大約40%。

但是鋁材價格相對較高，是鋼材價格的3倍左右，且鋁制產(chǎn)品成型工藝相對復雜，這是制約鋁合金輕量化應用的因素。除開發(fā)低成本的鋁合金和先進的鋁合金成型工藝，發(fā)展回收再生技術以進一步降低鋁的成本之外，擴大鋁合金應用的另一個研究方向是開發(fā)新的各種聯(lián)接技術，如鑄鐵—鋁連接、鋁—鋼連接、鋁—鎂連接等。

2.1.3 鎂合金

鎂合金是比鋁合金密度更小的輕質(zhì)材料。其耐熱耐壓耐腐蝕且易于回收利用。歐洲正在使用和研制的鎂合金汽車零部件有60多種。駛多飛集團與德國大眾合作，準備將其專利產(chǎn)品鎂合金MnE21替代某車型白車身上的多個鋼板零件，如前后保險杠、車頂橫梁和車門防撞桿等。如果替代成功，將大大減輕該車的車身質(zhì)量。

2.1.4 工程塑料

目前已有采用工程塑料的車身翼子板，其相比金屬可以實現(xiàn)40%的減重，且其能耐侵蝕和輕微碰撞，在低速碰撞的情況下無需維修，從制造角度相比金屬有更大的造型自由度提升，也便于零件集成，從滿足行人保護方面考慮，也是理想的選擇。

2.2 結(jié)構優(yōu)化設計

利用有限元法和優(yōu)化設計方法可對結(jié)構力學性能進行分析和優(yōu)化設計。在車身結(jié)構優(yōu)化設計中，通常采用的優(yōu)化方法有：拓撲優(yōu)化、形貌優(yōu)化、形狀和尺寸優(yōu)化。其中拓撲優(yōu)化在結(jié)構的概念設計階段應用較多。形貌優(yōu)化可以對加強筋的形式、走向和位置深度等參數(shù)進行優(yōu)化，形狀和尺寸優(yōu)化可以對飯金件的型面和板厚進行優(yōu)化。

一般優(yōu)化問題可以通過下列關系表述：

式中

在設定優(yōu)化變量時，可以通過車身鈑金零件的靈敏度分析，選擇對目標函數(shù)貢獻較大零件尺寸參與優(yōu)化設計計算，作為優(yōu)化設計變量。變量的變化范圍則結(jié)合實際經(jīng)驗中的零件尺寸限制而定。

在發(fā)動機艙蓋內(nèi)板和車門防撞桿的設計中，可以應用拓撲優(yōu)化、形貌優(yōu)化和形狀優(yōu)化的組合，選擇更合理的內(nèi)板上開孔位置、筋的走向和深度，優(yōu)化車門防撞桿的型面。

為一個n維向量，XL和XU分別是設計變量的上限和下限。

2.3 制造工藝

2.3.1 熱成型

熱成型工藝中，是將材料加熱到再結(jié)晶溫度以上，使板料在奧氏體狀態(tài)時進行成形，降低板料成形時的流動應力，由此來提高成形性。把材料放在加熱爐加熱5+10min使其溫度達到900—950℃，之后進行沖壓加工及冷卻。

通過熱成型工藝加工出的零件優(yōu)勢明顯，其具有很高的強度和延伸性，可以大幅的減輕零件重量，能保持高的形狀精度，沖壓時無回彈，可加工成復雜形狀。在車身中采用一定數(shù)量的熱成型零件后，可以大幅提高車身防撞安全性能。

圖2為某車型熱成型零件分布，該車型采用熱成型的零件有：前保險杠橫梁、前圍下框前地板橫梁、中央通道左右B柱加強板、左右A柱加強板。8個零件所在區(qū)域正是從充分滿足碰撞安全性要求而設計布置的，保險杠可增強正面碰撞和低速碰撞安全性，而其它7個零件其構成乘員保護區(qū)，在側(cè)面碰撞和正面碰撞中都可以很好地保護車內(nèi)乘員。

如圖3和圖4所示，原方案采用B柱加強板和B柱加強內(nèi)板兩個零件組合，板厚均為2.5mm；而熱成型方案采用B柱加強板一個熱成型零件，板厚為1.85mm。左右兩側(cè)B柱都采用熱成型方案之后，可減重接近10kg。從設計選擇的過程可知，其輕量化效果十分顯著，采用更多的熱成型零件，尤其在乘員保護區(qū)采用熱成型零件，是車身輕量化設計的方向。

2.3.2 液壓成型

液壓成型，是指利用液體作為傳力介質(zhì)或模具使工件成型的一種塑性加工技術，也稱為液力成型。其按介質(zhì)可分為水壓成型和油壓成型兩種；按加工坯料分為管材液壓成型、板料液壓成型和殼體液壓成型。液壓成型與沖壓焊接工藝比較，其僅需要凸?；虬寄?，液體介質(zhì)作為凸模或凹模，當液體作為凸模可以制造很多剛性模無法成型的復雜零件。且液體作為傳力介質(zhì)具有可控性，具有很高的工藝柔性。

車身結(jié)構中應用較多的是板料液壓成型。采用液壓成型除了能實現(xiàn)輕量化，同時增強車身剛強度和結(jié)構安全性之外，還能減少零件數(shù)量，從而也減少了模具數(shù)量和費用，減少了后續(xù)機加工和焊接等加工工序，降低了總制造費用。因此，液壓成型工藝近年來得到快速發(fā)展。

目前車身中已有儀表板橫梁、散熱器支架、座椅骨架、保險杠橫梁、頂側(cè)框等零件采用了液壓成型工藝制造。

2.3.3 變截面板技術

在車身上應用的變截面板有激光拼焊板(TWB)，連續(xù)變截面板(TRB)和搭接板(PB)。

TWB技術是指在零件沖壓成形前將兩塊或多塊具有相同厚度或不同厚度的相同鋼種材料或不同鋼種材料的板件通過激光焊接連接起來的一項新技術。

采用激光焊接板不僅是一種輕量化途徑，還可以減少汽車零部件的數(shù)量。車身結(jié)構的精度可以得到很大提高，許多沖壓設備和加工工序可以得到縮減。另外，采用激光焊接板可以提高原材料利用率，通過在落料工序中采用排料技術，將型號和板厚不同的鋼板合理組合從而降低材料廢料率。

目前，國內(nèi)合資廠已有很多車型采用激光拼焊板，主要集中在上縱梁、前縱梁、前圍板、中央通道、后縱梁、前地板、前門內(nèi)板、B柱加強板、側(cè)圍內(nèi)板等零件。

如圖5為前縱梁，前面部分板厚為1.75mm，屬于車身結(jié)構的相容吸能區(qū)，中間部分板厚為2.6mm，屬于車身結(jié)構的乘員保護區(qū)，后面部分板厚為1.35mm，這樣的板厚分布既保證了碰撞安全性，又達到了輕量化的效果。同樣地，中央通道前部板厚為1.5mm，后部板厚為1.2mm，前部屬于乘員保護區(qū)。

TRB是通過計算機實時控制和調(diào)整軋輥的間距，以獲取沿軋制方向上按預先定制的厚度連續(xù)變化的板材。

與TWB相比，TRB成型性能更佳，有連續(xù)、光滑的表面，可作車身外覆蓋件。但受設備的限制，連續(xù)變截面板厚度變化有局限，而且不能把不同材料軋在一起。因此目前激光焊接板應用更廣，將來連續(xù)變截面板的應用也會越來越多。

PB是指將兩塊鋼板先搭接在一起然后一起放入模型進行沖壓成型的工藝。目前在某車型的門檻加強板上也得到應用，如圖6所示。這樣使車身具有更好的碰撞安全性，同時還節(jié)省了使兩個零件連接的焊接工序。結(jié)語

車身輕量化技術是輕質(zhì)材料、結(jié)構優(yōu)化設計和先進制造工藝的集成應用。得益于近年來新材料研究的迅速發(fā)展，輕質(zhì)材料可選范圍不斷擴大，但是目前高強度鋼仍是最主要的應用最多的輕質(zhì)材料。而結(jié)構優(yōu)化設計則要依托CAE的輔助，不斷采用更高效的仿真計算和優(yōu)化方法，創(chuàng)新設計出更輕量化的結(jié)構是發(fā)展方向。而通過先進制造工藝實現(xiàn)輕量化，對廠家的制造工藝水平要求較高，因此國外歐美汽車制造商和國內(nèi)合資廠運用較多。如何實現(xiàn)汽車的輕量化，達到最好的節(jié)能環(huán)保效果，應該根據(jù)產(chǎn)品定位，優(yōu)化設計能力和制造工藝水平進行整體考慮，同時考慮成本因素，在滿足車身剛度、結(jié)構安全性、疲勞耐久性、操控穩(wěn)定性等前提下，選擇最合適的輕量化途徑，最終增強產(chǎn)品的競爭力。

第三篇：2017年新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目可行性研究報告(編制大綱)

2017年新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目可行性研

究報告

編制單位：北京智博睿投資咨詢有限公司

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本報告是針對行業(yè)投資可行性研究咨詢服務的專項研究報告，此報告為個性化定制服務報告，我們將根據(jù)不同類型及不同行業(yè)的項目提出的具體要求，修訂報告目錄，并在此目錄的基礎上重新完善行業(yè)數(shù)據(jù)及分析內(nèi)容，為企業(yè)項目立項、申請資金、融資提供全程指引服務。

可行性研究報告 是在招商引資、投資合作、政府立項、銀行貸款等領域常用的專業(yè)文檔，主要對項目實施的可能性、有效性、如何實施、相關技術方案及財務效果進行具體、深入、細致的技術論證和經(jīng)濟評價，以求確定一個在技術上合理、經(jīng)濟上合算的最優(yōu)方案和最佳時機而寫的書面報告。

可行性研究是確定建設項目前具有決定性意義的工作，是在投資決策之前，對擬建項目進行全面技術經(jīng)濟分析論證的科學方法，在投

資管理中，可行性研究是指對擬建項目有關的自然、社會、經(jīng)濟、技術等進行調(diào)研、分析比較以及預測建成后的社會經(jīng)濟效益。在此基礎上，綜合論證項目建設的必要性，財務的盈利性，經(jīng)濟上的合理性，技術上的先進性和適應性以及建設條件的可能性和可行性，從而為投資決策提供科學依據(jù)。

投資可行性報告咨詢服務分為政府審批核準用可行性研究報告和融資用可行性研究報告。審批核準用的可行性研究報告?zhèn)戎仃P注項目的社會經(jīng)濟效益和影響；融資用報告?zhèn)戎仃P注項目在經(jīng)濟上是否可行。具體概括為：政府立項審批，產(chǎn)業(yè)扶持，銀行貸款，融資投資、投資建設、境外投資、上市融資、中外合作，股份合作、組建公司、征用土地、申請高新技術企業(yè)等各類可行性報告。

報告通過對項目的市場需求、資源供應、建設規(guī)模、工藝路線、設備選型、環(huán)境影響、資金籌措、盈利能力等方面的研究調(diào)查，在行業(yè)專家研究經(jīng)驗的基礎上對項目經(jīng)濟效益及社會效益進行科學預測，從而為客戶提供全面的、客觀的、可靠的項目投資價值評估及項目建設進程等咨詢意見。

報告用途：發(fā)改委立項、政府申請資金、申請土地、銀行貸款、境內(nèi)外融資等

關聯(lián)報告：

新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目建議書 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目申請報告

新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目資金申請報告 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目節(jié)能評估報告 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目市場研究報告 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目商業(yè)計劃書 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目投資價值分析報告

新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目投資風險分析報告

新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目行業(yè)發(fā)展預測分析報告

可行性研究報告大綱（具體可根據(jù)客戶要求進行調(diào)整）

第一章 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目總論 第一節(jié) 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目概況 1.1.1新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目名稱 1.1.2新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目建設單位 1.1.3新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目擬建設地點

1.1.4新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目建設內(nèi)容與規(guī)模

1.1.5新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目性質(zhì)

1.1.6新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目總投資及資金籌措

1.1.7新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目建設期

第二節(jié) 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目編制依據(jù)和原則

1.2.1新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目編輯依據(jù) 1.2.2新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目編制原則 1.3新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目主要技術經(jīng)濟指標

1.4新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目可行性研究結(jié)論

第二章 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目背景及必要性分析

第一節(jié) 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目背景 2.1.1新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目產(chǎn)品背景 2.1.2新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目提出理由 第二節(jié) 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目必要性 2.2.1新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目是國家戰(zhàn)略意義的需要

2.2.2新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目是企業(yè)獲得可持續(xù)發(fā)展、增強市場競爭力的需要

2.2.3新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目是當?shù)厝嗣衩撠氈赂缓驮黾泳蜆I(yè)的需要

第三章 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目市場分析與預測

第一節(jié) 產(chǎn)品市場現(xiàn)狀 第二節(jié) 市場形勢分析預測 第三節(jié) 行業(yè)未來發(fā)展前景分析

第四章 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目建設規(guī)模與產(chǎn)品方案

第一節(jié) 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目建設規(guī)模

第二節(jié) 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目產(chǎn)品方案

第三節(jié) 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目設計產(chǎn)能及產(chǎn)值預測

第五章 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目選址及建設條件

第一節(jié) 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目選址 5.1.1新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目建設地點 5.1.2新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目用地性質(zhì)及權屬 5.1.3土地現(xiàn)狀

5.1.4新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目選址意見 第二節(jié) 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目建設條件分析

5.2.1交通、能源供應條件 5.2.2政策及用工條件 5.2.3施工條件 5.2.4公用設施條件 第三節(jié) 原材料及燃動力供應 5.3.1原材料 5.3.2燃動力供應

第六章 技術方案、設備方案與工程方案 第一節(jié) 項目技術方案 6.1.1項目工藝設計原則 6.1.2生產(chǎn)工藝 第二節(jié) 設備方案

6.2.1主要設備選型的原則 6.2.2主要生產(chǎn)設備 6.2.3設備配置方案 6.2.4設備采購方式 第三節(jié) 工程方案 6.3.1工程設計原則

6.3.2新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目主要建、構筑物工程方案 6.3.3建筑功能布局 6.3.4建筑結(jié)構

第七章 總圖運輸與公用輔助工程 第一節(jié) 總圖布置 7.1.1總平面布置原則 7.1.2總平面布置 7.1.3豎向布置

7.1.4規(guī)劃用地規(guī)模與建設指標 第二節(jié) 給排水系統(tǒng) 7.2.1給水情況 7.2.2排水情況 第三節(jié) 供電系統(tǒng) 第四節(jié) 空調(diào)采暖 第五節(jié) 通風采光系統(tǒng) 第六節(jié) 總圖運輸

第八章 資源利用與節(jié)能措施 第一節(jié) 資源利用分析 8.1.1土地資源利用分析 8.1.2水資源利用分析 8.1.3電能源利用分析

第二節(jié) 能耗指標及分析 第三節(jié) 節(jié)能措施分析 8.3.1土地資源節(jié)約措施 8.3.2水資源節(jié)約措施 8.3.3電能源節(jié)約措施 第九章 生態(tài)與環(huán)境影響分析 第一節(jié) 項目自然環(huán)境 9.1.1基本概況 9.1.2氣候特點 9.1.3礦產(chǎn)資源 第二節(jié) 社會環(huán)境現(xiàn)狀 9.2.1行政劃區(qū)及人口構成 9.2.2經(jīng)濟建設

第三節(jié) 項目主要污染物及污染源分析 9.3.1施工期 9.3.2使用期

第四節(jié) 擬采取的環(huán)境保護標準 9.4.1國家環(huán)保法律法規(guī) 9.4.2地方環(huán)保法律法規(guī) 9.4.3技術規(guī)范 第五節(jié) 環(huán)境保護措施 9.5.1施工期污染減緩措施

9.5.2使用期污染減緩措施 9.5.3其它污染控制和環(huán)境管理措施 第六節(jié) 環(huán)境影響結(jié)論

第十章 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目勞動安全衛(wèi)生及消防

第一節(jié) 勞動保護與安全衛(wèi)生 10.1.1安全防護 10.1.2勞動保護 10.1.3安全衛(wèi)生 第二節(jié) 消防

10.2.1建筑防火設計依據(jù) 10.2.2總面積布置與建筑消防設計 10.2.3消防給水及滅火設備 10.2.4消防電氣 第三節(jié) 地震安全

第十一章 組織機構與人力資源配置 第一節(jié) 組織機構

11.1.1組織機構設置因素分析 11.1.2項目組織管理模式 11.1.3組織機構圖 第二節(jié) 人員配置

11.2.1人力資源配置因素分析

11.2.2生產(chǎn)班制 11.2.3勞動定員 表11-1勞動定員一覽表 11.2.4職工工資及福利成本分析 表11-2工資及福利估算表 第三節(jié) 人員來源與培訓

第十二章 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目招投標方式及內(nèi)容

第十三章 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目實施進度方案

第一節(jié) 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目工程總進度

第二節(jié) 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目實施進度表

第十四章 投資估算與資金籌措 第一節(jié) 投資估算依據(jù)

第二節(jié) 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目總投資估算

表14-1新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目總投資估算表單位：萬元 第三節(jié) 建設投資估算

表14-2建設投資估算表單位：萬元

第四節(jié) 基礎建設投資估算

表14-3基建總投資估算表單位：萬元 第五節(jié) 設備投資估算

表14-4設備總投資估算單位：萬元 第六節(jié) 流動資金估算

表14-5計算期內(nèi)流動資金估算表單位：萬元 第七節(jié) 資金籌措 第八節(jié) 資產(chǎn)形成 第十五章 財務分析 第一節(jié) 基礎數(shù)據(jù)與參數(shù)選取

第二節(jié) 營業(yè)收入、經(jīng)營稅金及附加估算

表15-1營業(yè)收入、營業(yè)稅金及附加估算表單位：萬元第三節(jié) 總成本費用估算

表15-2總成本費用估算表單位：萬元 第四節(jié) 利潤、利潤分配及納稅總額預測

表15-3利潤、利潤分配及納稅總額估算表單位：萬元第五節(jié) 現(xiàn)金流量預測 表15-4現(xiàn)金流量表單位:萬元 第六節(jié) 贏利能力分析 15.6.1動態(tài)盈利能力分析 16.6.2靜態(tài)盈利能力分析 第七節(jié) 盈虧平衡分析

第八節(jié) 財務評價 表15-5財務指標匯總表

第十六章 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目風險分析

第一節(jié) 風險影響因素 16.1.1可能面臨的風險因素 16.1.2主要風險因素識別 第二節(jié) 風險影響程度及規(guī)避措施 16.2.1風險影響程度評價 16.2.2風險規(guī)避措施 第十七章 結(jié)論與建議

第一節(jié) 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目結(jié)論 第二節(jié) 新能源汽車車身零部件輕量化自動化生產(chǎn)線建設項目建議

第四篇：關鍵技術產(chǎn)業(yè)化實施方案2018年項目申報-新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目資金申請報告(編制大綱)

增強制造業(yè)核心競爭力重點領域關鍵技術產(chǎn)業(yè)化實施方案2018年項目申報-新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目資金申

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項目編制單位：北京智博睿投資咨詢有限公司

資金申請報告編制大綱（項目不同會有所調(diào)整）第一章 新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目概況 1.1新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目概況

1.1.1新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目名稱 1.1.2建設性質(zhì)

1.1.3新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目承辦單位 1.1.4新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目負責人

1.1.5新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目建設地點

1.1.6新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目目標及主要建設內(nèi)容

1.1.7投資估算和資金籌措

1.2.8新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目財務和經(jīng)濟評論

1.2新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目建設背景

1.3新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目編制依據(jù)以及研究范圍

1.3.1國家政策、行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、地區(qū)發(fā)展規(guī)劃

1.3.2項目單位提供的基礎資料

1.3.3研究工作范圍

1.4申請專項資金支持的理由和政策依據(jù)

第二章 承辦企業(yè)的基本情況 2.1 概況 2.2 財務狀況 2.3單位組織架構

第三章 新能源汽車車身和結(jié)構輕量化產(chǎn)品市場需求及建設規(guī)模 3.1市場發(fā)展方向

3.2新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目產(chǎn)品市場需求分析

3.3市場前景預測

3.4新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目產(chǎn)品應用領域及推廣

3.4.1產(chǎn)品生產(chǎn)綱領

3.4.2產(chǎn)品技術性能指標。

3.4.3產(chǎn)品的優(yōu)良特點及先進性

3.4.4新能源汽車車身和結(jié)構輕量化產(chǎn)品應用領域

3.4.5新能源汽車車身和結(jié)構輕量化應用推廣情況

第四章 新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目建設方案

4.1新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目建設內(nèi)容

4.2新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目建設條件

4.2.1建設地點

4.2.2原輔材料供應

4.2.3水電動力供應

4.2.4交通運輸

4.2.5自然環(huán)境

4.3工程技術方案 4.3.1指導思想和設計原則

4.3.2產(chǎn)品技術成果與技術規(guī)范

4.3.3生產(chǎn)工藝技術方案

4.3.4生產(chǎn)線工藝技術方案

4.3.5生產(chǎn)工藝

4.3.5安裝工藝

4.4設備方案

4.5工程方案

4.5.1土建

4.5.2廠區(qū)防護設施及綠化

4.5.3道路停車場

4.6公用輔助工程

4.6.1給排水工程

4.6.2電氣工程

4.6.3采暖、通風

4.6.4維修

4.6.5通訊設施

4.6.6蒸汽系統(tǒng)

4.6.7消防系統(tǒng)

第五章 新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目建設進度

第六章 新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目建設條件落實情況

6.1環(huán)保

6.2節(jié)能

6.2.1能耗情況

6.2.2節(jié)能效果分析

6.3招投標

6.3.1總則

6.3.2項目采用的招標程序

6.3.3招標內(nèi)容

第七章 資金籌措及投資估算 7.1投資估算

7.1.1編制依據(jù)

7.1.2編制方法

7.1.3固定資產(chǎn)投資總額

7.1.4建設期利息估算

7.1.5流動資金估算

7.2資金籌措

7.3投資使用計劃

第八章 財務經(jīng)濟效益測算

8.1財務評價依據(jù)及范圍 8.2基礎數(shù)據(jù)及參數(shù)選取

8.3財務效益與費用估算

8.3.1年銷售收入估算

8.3.2產(chǎn)品總成本及費用估算

8.3.3利潤及利潤分配

8.4財務分析

8.4.1財務盈利能力分析

8.4.2財務清償能力分析

8.4.3財務生存能力分析

8.5不確定性分析

8.5.1盈虧平衡分析

8.5.2敏感性分析

8.6財務評價結(jié)論

第九章 新能源汽車車身和結(jié)構輕量化項目風險分析及控制

9.1風險因素的識別

9.2風險評估

9.3風險對策研究

第十章 附件

10.1企業(yè)投資項目的核準或備案的批準文件； 10.2有貸款需求的項目須出具銀行貸款承諾函； 10.3項目自有資金和自籌資金的證明材料； 10.4環(huán)保部門出具的環(huán)境影響評價文件的批復意見；

10.5城市規(guī)劃部門出具的城市規(guī)劃選址意見（適用于城市規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的投資項目）；

10.6有新增土地的建設項目，國土資源部門出具的項目用地預審意見；

10.7節(jié)能審查部門出具的節(jié)能審查意見； 10.8項目開工建設的證明材料；

10.9根據(jù)有關法律法規(guī)的規(guī)定應提交的其他文件；

第五篇：汽車電子技術的新應用--可視電話

汽車電子技術的新應用——車載移動通信電話系統(tǒng)的實現(xiàn)

發(fā)布日期:2005-11-19 作者:徐欣欣 葉敦范 來源:微計算機信息

摘要：本文通過對車載移動通信電話系統(tǒng)的設計和應用描述，開拓了汽車電子領域的新視野，在增加實用性的同時降低成本，達到了方便汽車消費者的目的。關鍵詞：車載電話；汽車電子；語音芯片 1.汽車電子的發(fā)展前景

汽車工業(yè)的長足進步是以電子技術（特別是計算機、集成電路技術）為動力而實現(xiàn)的,自２０世紀９０年代以

來,汽車電子技術進入了其發(fā)展的第三個階段,這是對汽車工業(yè)的發(fā)展最有價值、最有貢獻的階段,也將是優(yōu)化人—汽車—環(huán)境的整體關系最為重要的階段。超微型磁體、超高效電機及集成電路的微型化,為集中控制汽車提供了基礎（例如制動、轉(zhuǎn)向和懸架的集中控制以及發(fā)動機和變速器的集中控制）;同時,智能化集成傳感器和智能執(zhí)行機構將付諸應用,數(shù)字式信號處理方式將應用于聲音識別、安全碰撞、適時診斷和導航系統(tǒng)等。采用電子技術是解決汽車所面臨的諸多技術問題的最佳方案。

現(xiàn)代汽車電子產(chǎn)品分為兩大類,一類是車載汽車電子裝置,例如車載電話等,它們和汽車本身的性能無直接關系,屬于汽車的附加部分;另一類是汽車電子控制系統(tǒng),例如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動防抱死控制系統(tǒng)（ＡＢＳ）、電子控制懸架系統(tǒng)等,它們直接影響著汽車的性能。

在今后的十幾年內(nèi),推動汽車電子產(chǎn)品發(fā)展的動力仍將是汽車安全、節(jié)能、環(huán)保等的需要。汽車電子系統(tǒng)的發(fā)展將主要集中在汽車用局域網(wǎng)系統(tǒng)ＬＡＮＳ和處理器ＣＰＵＳ、發(fā)動機控制、機-電接口、ＡＢＳ和行駛控制、電子控制傳動系統(tǒng)、抬頭顯示系統(tǒng)ＨＵＤＳ、聲音識別技術、行車導駛系統(tǒng)及多媒體技術和撞擊傳感技術等方面。汽車電子產(chǎn)品與系統(tǒng)近期的主要發(fā)展趨勢是:車載局域網(wǎng)將逐步替代單獨控制器;車載計算機的處理能力將有顯著提高。多媒體顯示系統(tǒng)將為駕駛者提供更多的相關信息,包括圖像信息。聲音識別技術可望在近幾年內(nèi)有重大突破,并應用于汽車領域。比ＣＤ-ＲＯＭ存儲量大６～７倍的ＤＶＤ-ＲＯＭ將大量用于汽車的導駛系統(tǒng)和多媒體系統(tǒng)。汽車電子系統(tǒng)的成本將進一步大幅下降。本文對一款最新的車載移動通信系統(tǒng)作了簡單的介紹。2.車載移動通信系統(tǒng)的設計

⑴基本方案及主要功能

該車載移動通信系統(tǒng)采用模塊化設計，由主機與后視鏡兩部分組成。系統(tǒng)整體結(jié)構框圖如下： 整個車載電話系統(tǒng)由主機、天線、麥克風、鍵盤及后視鏡、耳機、喇叭（共用車內(nèi)喇叭）和線束組成，主機是整套系統(tǒng)的中心，系統(tǒng)的主要功能都依靠它來完成，后視鏡用于顯示撥打和接受電話號碼，同時還用于接受無線鍵盤信號和進行溫度控制，麥克風用于拾取語音信號，線束用于把各部分連接起來成整套系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構框圖

⑵系統(tǒng)各單元分析

①主機

主機主要由GSM模塊、語音合成模塊、單片機主控制單元模塊、功率放大模塊、消回音模塊組成。

主機原理框圖如下：

由汽車配電箱產(chǎn)生的12V直流電給后視鏡與主機供電，由外界溫度的變化（由溫度傳感器通過單片機控制繼電器的通斷）控制主機的供電（如果溫度過高將自動切斷主機電源，若溫度降至安全界限內(nèi)則恢復供電）。12V直流電經(jīng)過變壓電路轉(zhuǎn)換為5V與3.6V ,分別為主機的GSM模塊、語音合成模塊、單片機主控制單元模塊供電。單片機主控制單元控制GSM模塊的開啟、主機SIM卡與后視鏡SIM卡之間的切換處理，汽車音響與車載電話（主機免提聲音及耳機聲音）之間的切換，接聽電話音量的控制，短消息與來電號碼的緩沖存儲（通過異步串行接口由GSM模塊向單片機發(fā)送AT指令實現(xiàn)）及與語音模塊間的串行通信。正常接聽電話時，首先由GSM模塊通過UART接口向單片機發(fā)送AT指令，單片機接到來電號碼則判斷是不是看門狗芯片中預存的八個電話號碼中的一個，若是則發(fā)送顯示數(shù)據(jù)到后視鏡顯示來電號碼與姓名，同時該數(shù)據(jù)經(jīng)過單片機加工處理后通過UART接口向語音合成芯片傳送經(jīng)過語音合成后轉(zhuǎn)化為模擬聲音信號經(jīng)過功放最后由汽車音響放出或由耳機放出，若振鈴連續(xù)八次無人接聽則自動接聽。

另外，單片機主控制單元還要處理與后視鏡兩塊CPU(一塊單片機專門控制無線鍵盤紅外數(shù)據(jù)接收，另一塊則負責控制驅(qū)動數(shù)碼管的顯示)的通信，在接收由無線鍵盤發(fā)出的按鍵信息的同時發(fā)出顯示數(shù)據(jù)信息驅(qū)動數(shù)碼顯示管進行顯示。

②后視鏡（包括溫控部分）

以下為后視鏡框圖部分：

由汽車配電單元提供12V經(jīng)由變壓電路產(chǎn)生5V給主控單元供電，由無線鍵盤產(chǎn)生的按鍵信息經(jīng)由

主控單元（MCU2）處理后由UART接口產(chǎn)生鍵值信息通過總線接口送入主機MCU,主機MCU經(jīng)過處理（采用CRC校驗）后通過模擬串口向后視鏡MCU1回傳顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動數(shù)碼管顯示器顯示。同時，當接到對方電話時，主機將直接將GSM模塊中緩存的電話號碼轉(zhuǎn)化為一幀顯示數(shù)據(jù)（符合主機與后視鏡之間的通信協(xié)議）送后視鏡MCU1驅(qū)動數(shù)碼管顯示器顯示。

與此同時，考慮到汽車內(nèi)的溫度環(huán)境，該部分模塊內(nèi)置過溫保護開關在環(huán)境溫度高于69℃時自動切斷主機電源，顯示屏上將顯示“

”（表示目前環(huán)境溫度過高，主機已停止工作），當環(huán)境溫度降至59℃以下時，該保護開關將自動接通主機的電源。（此工作通過后視鏡上的一個溫度傳感器來完成）3.車載移動通信系統(tǒng)的應用

本套車載系統(tǒng)的設計極具人性化，充分考慮到汽車的內(nèi)部結(jié)構與司機的迫切要求，利用車內(nèi)電源為其供電，汽車音響為其輸出語音信號。只要司機發(fā)動汽車，該系統(tǒng)就可自行啟動，并通過GSM模塊享用G網(wǎng)資源，進行移動通信。

與此同時，司機在駕駛汽車的過程中也不用為接聽手機而分神煩惱，只需通過汽車后視鏡上的顯示屏上的來電顯示判斷是否要接聽電話，如果不想接聽，只需按下無線鍵盤上的掛機鍵，如果需要接聽，不需進行任何操作，只要耐心等待3秒鐘或者按下無線鍵盤上的接聽鍵，就可以通過汽車音響聽到對方的說話聲音。如果司機不希望其他乘客聽到對話的內(nèi)容，還可以使用耳機接聽電話。本系統(tǒng)還可以自動讀出來電號碼和接收到的中文短信，這全都要歸功于語音芯片的使用，該中文語音芯片通過異步串口接收待合成的文本，直接合成為語音輸出，為整個車載系統(tǒng)提供一套完整的物美價廉的語音解決方案。通過由單片機控制的數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)，由語音芯片輸出的模擬聲音信號還可以進行音量調(diào)節(jié)。當司機不需要撥打或接聽電話時可以通過靜音開關自動切換回汽車音響狀態(tài),即可自由享受音樂與使用?手機?的雙重快樂與便利。

此外，主機與后視鏡的雙SIM卡設計使得用戶可自動切換號碼,外卡（后視鏡SIM卡）優(yōu)先級最高，且更換方便。如果您的車需要給他人使用，您可以更換后視鏡SIM卡或者向主機SIM卡發(fā)送一條鎖定短信即可。

4.該系統(tǒng)的系統(tǒng)技術要求如下：

適用網(wǎng)絡

SIM卡類型

工作電壓 GSM900/GSM1800 3伏小型插入式 DC10V ~ DC15V 正常工作溫度

極限工作溫度-30℃ ~ +60℃

-40℃ ~ +65℃ 5.經(jīng)濟與社會效益分析

⑴可以為國家增加大量的銷售收入

通過市場調(diào)研及前景分析，我們相信我司的METE101型車載電話系統(tǒng)將具有很好的銷售前景，這將為我公司、我院創(chuàng)造很好的直接經(jīng)濟效益，同時通過推動相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為國家增加大量的銷售收入。

⑵帶動基礎元器件類電子產(chǎn)品發(fā)展

在車載電話系統(tǒng)中采用了大量先進的IC器件，如GSM模塊、語音芯片、音頻輸入輸出器件等，這樣就可以帶動基礎元器件類電子產(chǎn)品的增長，促進信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

①促進汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展

我國人均GDP近1000美元，達到了國際公認的轎車消費的啟動線。但是，我們也要看到，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，人們對汽車安全性、舒適性、經(jīng)濟性和適用性都提出了較高要求，汽車行業(yè)迫切需要應用信息技術來改善汽車消費環(huán)境，推動汽車設計、生產(chǎn)、銷售的信息化水平。電子技術在汽車上的應用，已成為汽車設計研究部門考慮汽車結(jié)構革新的重要手段。對于廣大汽車廠商，未來的利潤將不再局限于汽車本身和其它傳統(tǒng)消費配件，而是將汽車變成有輪子的通信端口，通過以數(shù)字化為核心的無線智能網(wǎng)絡，為駕車人提供所需的各種各樣信息及個性化的服務，這樣產(chǎn)生的利潤才是更持久與可靠的。電子信息應用技術正在成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大動力。車載電話系統(tǒng)作為車載智能系統(tǒng)的一部分，可以提高整車的科技含量與競爭力，促進我國汽車工業(yè)的發(fā)展。

②推動移動通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展

車載電話系統(tǒng)作為一種移動通信終端，可以使用戶在不違反交通法規(guī)的基礎上自由通信，這自然就可以增加移動通信業(yè)務量，促進移動通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

③提高交通安全，為人們生活帶來方便

新出臺的交通法規(guī)規(guī)定，在駕駛的過程不能使用手機等通訊工具，這樣有利于促進人們的安全駕駛，但同時也會給人們的生活帶來不便。車載電話系統(tǒng)可以解決這一矛盾，它采用全聲控免提技術，最大限度的解放駕駛員的手、眼就可以自由的通話，提高了駕駛的安全性，同時使人們的生活更方便。

④縮小在汽車電子方面與國際先進技術的差距

業(yè)內(nèi)專家指出，我國現(xiàn)有汽車電子產(chǎn)品水平與國際先進水平相比，還落后10至15年。我公司獨立研發(fā)生產(chǎn)的METE101型車載電話系統(tǒng)具有自主知識產(chǎn)權，采用了先進的設計思想和設計方法，取得了多項技術突破，并申請了多項專利，為國內(nèi)車載通信系統(tǒng)注入了新的活力。結(jié)束語：

本文介紹了一種利用現(xiàn)有G網(wǎng)進行無線通信的車載移動通信系統(tǒng)，與國外同類產(chǎn)品相比具有成本較低，實用性高，兼容性好，具有可升級性，可作為同類其他汽車電子類產(chǎn)品的參考。