基于工业设计的节能环保汽车设计与研究

王鹏坤

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

石油作为一种不可再生的能源，而其生产之后有大部分被用于各类交通工具，因此在方便人们出行以及对货物运输的同时，也造成了较为严重的空气污染。除此之外人们也应该意识到石油资源终有一天会被采尽，因此需要针对于此问题对现有的燃油汽车进行改造设计，为了响应国家的节能环保政策，其在设计上也应该偏向于节能环保方向。此也是对相关设计人员的一种考验，对节能环保汽车的设计也是汽车在未来必须的发展方向。

1 节能环保汽车的分析研究

1.1 发动机的分析研究

发动机在整个汽车系统中起着举足轻重的作用，其直接决定着汽车在运行过程中的耗油量。因此在对节能环保汽车在进行设计时，首先要对其发动机的结构进行改进。为了达到省油的目的，在设计的时候可以利用柴油机来代替，可是其有一个较大的缺点，就是在使用时会对周边的环境造成污染[1]。

1.2 汽车结构的分析研究

除了汽车的发动机会对其耗油量产生较大的影响以外，整个汽车的各个结构包括其转动的效率、外形以及总质量等都会间接的对其耗油量产生影响。因此为了达到省油的目的，必须要对其进行逐一地分析。首先在对节能环保汽车的转动效率在进行设计时，可以使用具有高效率的变速器来实现对转动效率的优化。而在对其外形进行设计时，也可以将其改成流线型，同时可以通过使用高强度的轻质材料来有效地减少汽车的总质量。另外由于轮胎的结构也会对汽车的耗油量产生影响，因此在对轮胎的结构进行设计时，可以使用子午线轮胎来代替传统的轮胎，以此来达到节油的效果。

1.3 对电动汽车的分析

电动汽车在行驶的过程中主要动力为车载电源，其之所以可以行进是通过电机来进行驱动的。而现今的交通工具除了汽车以外，电动车也逐渐地普及起来，因为其具有无污染以及低噪音的特点，因此相对于汽车来讲，更加环保，尤其是在城市的小巷中，电动车更是作为人们首选的交通工具。可是电动车每行驶一定的距离之后，就需要对电瓶进行充电，因此在进行对节能环保汽车的设计时，电瓶的重量是无法避免的[2]。

1.4 对太阳能汽车的分析

早在10年前，瑞士就已经开发出了一种以太阳能作为动力的汽车，其在汽车的行驶过程中将携带有太阳能电池片的挂车装载在了汽车上，因此即使是在没有太阳的阴天或者晚上，其仍然可以继续行驶300公里。有着多种优点，首先它在行驶的过程中不会排放污染空气的二氧化碳气体。其次是太阳能汽车的制作材料是一种合成的材料，其通过将一些普通的填充材料利用环氧基树脂包裹起来，然后全部掺加到碳纤维的材料里，此可以有效地满足车辆在行驶过程中对强度的要求，与此同时由于材料均是轻质材料，因此也会使得车的质量大大减轻。其在进行设计时，使用一种小巧型但是具有极高效率的太阳能光电板，将其镶入到太阳能汽车的顶部，进而有效地实现光能到电能的转化，进而将电能储存在电池中作为备用。除此之外，由于太阳能汽车在行驶的过程中不会产生污染大气的气体，所以也是传统汽车未来发展的方向。

1.5 节能环保汽车的设计理念

对于传统的汽车来讲，其在进行设计时，外形均使用的是金属外壳的材质，而且在设计过程中其结构质量也显得较为笨重，同时还以汽油作为其主要的能源，因此在行驶过程中也极易因为自身的尾气而污染到大气。现今太阳能电动车作为节能环保的汽车，在应用中的多种优点使得其可以在未来作为有效的交通工具而在社会上普及。而对于本次在工业设计基础上而设计出的节能环保汽车来讲，是对传统汽车中所有不利于节能环保的装置进行了优化，并在设计过程中添加了节能环保的理念，进而达到无污染的目的。其次是为了迎合大众的需求，在车身的设计上采用的是小巧型的设计，也可以使其能在较窄以及拥堵的地方行驶，在一定程度上也节省了人们的出行时间。在节约能源的设计上，使用的是太阳能，利用光电板来有效地对照射在车顶的太阳能进行到电能的转换，而新产生的电能会在电池中储存起来，进而为节能环保汽车的正常行驶提供动力。

2 基于工业设计的节能环保汽车的设计

在应用工业设计的方法来对节能环保汽车进行设计时，首先要掌握其相关的技术层面的资料，然后通过对相关领域的专家进行访谈来解决在资料理解上存在的问题，随后建立出有效的因素框架。而对其在进行设计时，主要分为以下三个部分：

2.1 外形的设计

在对设计方案的主体进行设计时，主要采用的是三角形，因为要考虑到在行进过程中受到风阻力的影响，所以对于整个车都仿照飞机的结构形式，使用流线型的结构，进而来有效地节省受到阻力时所消耗的能源。其次将车顶设置成太阳能顶盖，以此来在不消耗能源的情况下实现对车内温度的调节。而对于材质，在进行设计时，选用的是一种强度较高的复合材料，以此来有效地减轻车身的重量[3]。另外在对轮胎进行设计时，可以使用三个轮胎来代替传统的四个轮胎，此方法不仅可以达到减轻车身重量的目的，还可以更加的节能环保。对于这样的车型，更适合年轻人在城市中驾驶。

2.2 色彩的设计

在对节能环保汽车进行是色彩设计时，可以聘请专业的设计师来对其进行配色，首先设计人员可以进行相关的市场调查，以此来将人们爱好的颜色进行整合统计，之后让专业的设计师根据已经整合好的色彩信息在电脑上对其进行模拟的上色，上色结束之后，彩印出来，继续进行市场调查，以此来结合消费者的需求来设计出适合的颜色，进而保证当其投入到市场以后，可以获得消费者的喜爱，进而得到迅速的销售。但同时需要注意的是，在市场进行统计调查时，应该根据男女不同喜好、年轻人与中年人的不同喜好来设置出多种不一样的款式，以此来从各方面满足大众的需求，进而保证节能环保汽车可以得到普及使用[4]。

2.3 利用计算机辅助工业的设计

在对节能环保汽车进行设计时，必不可少的就是相关的技术参数。因此在对技术参数进行设计时，可以通过计算机软件来对其进行设计以及校正，进而保证参数的准确性。在参数确定之后，设计人员还需要将参数带入到模拟系统中进行节能环保车的试运行，通过对其不断地反复测试来使得其满足使用的要求。与此同时需要注意的是，设计人员在对其参数进行设计时，一定要考虑到节能环保汽车投入使用以后的安全性能，在其有关于安全的各项指标满足要求以后，再进行对其他参数的校正。此过程可能有点复杂，但是设计人员一定要秉承安全大于一切的思想来对节能环保汽车进行设计。

3 结束语

新型节能环保汽车在设计的过程中融入了节能环保的理念，与此同时采用了工业上的设计原理以及方法突破了传统汽车的设计理念，进而达到了节能环保的目的。除此之外，其与传统的汽车相比，在结构的设计上以减少轮胎以及改变造型的方式有效地减轻了整辆车的自重。在对车内的温度进行调节时，利用的是太阳能，大大地减少了对能源的消耗。可是对于此车目前还仍在设计的阶段，因此一旦投入到使用，肯定还会出现各种各样的问题，所以工作人员还应该不断地对新的性能进行研究，以此来使得其正式投入使用以后能够直接将传统的汽车带入到崭新的领域。

参考文献

[1] 焦明锐.基于工业电气设计中电气节能的研究[J].工程技术:全文版,2016(11):00174-00174.

[2] 秦燕.应对行业发展的“汽车造型设计”人才职业能力研究[J].俪人:教师,2015(11):394-396.

[3] 夏国强,许向国.节能与新能源汽车发展现状与推广解析[J].工业设计,2015(8):114-114.

[4] 李明珠,何灿群,卢章平,等.基于数量化理论Ⅰ类的汽车意象造型设计研究[J].机械设计,2016(4):105-108.