一种复杂系统结构轻量化设计方法
一、成果简介
复杂系统结构轻量化设计是装备提质增效的永恒需求。以纯电动汽车为例，限制纯电动客车推广普及的最大问题之一是续航里程。由于电池能量密度提升较为困难，整车骨架轻量化设计成为纯电动客车提升续航里程的主要途径。根据统计，整车质量每下降1000 kg，纯电动客车续航里程提高约6%左右。
提出基于目标分流的车身结构轻量化方法。该方法根据车身结构的特点，构建纯电动汽车车身骨架轻量化协同机制；进一步将纯电动汽车车身骨架结构轻量化问题拆解成系统层优化问题和子系统层优化问题，上下层系统交替求解，直至问题收敛；能够在满足纯电动汽车车身骨架结构性能要求的同时，实现有效地减重，具有很强的工程实用性。
该方法在优化过程中无需人为选择设计变量，能够有效降低优化过程人为因素的干扰；而现有技术中，基于灵敏度分析的车身轻量化设计过程中，在确定优化设计变量时需要结合实际工程经验和灵敏度分析结果进行人为选择，人为选择设计变量在优化过程中引入了不确定性。
随着新能源汽车市场的快速发展和政策的支持，该发明在新能源汽车及复杂系统结构具有广阔的应用前景。前期已在纯电动客车得到验证，体现出较明显的经济效益与社会价值。
图1.纯电动客车车身设计框架
二、应用领域
智能装备、新能源智能汽车领域
三、市场前景
本成果提出一种基于目标分流的纯电动汽车车身结构轻量化方法，针对当前新能源汽车行业对轻量化和续航能力提升的迫切需求，具有巨大的市场潜力。与同类产品相比，核心竞争力在于其创新的多学科优化算，包括设计变量选择及优化策略的创新。设计过程中，无需人为选择设计变量，有效降低优化过程人为因素的干扰。且能够在满足纯电动客车车身骨架结构基本性能要求的同时，实现纯电动汽车车身有效减重，具有很强的工程实用性。这一技术具有广泛的潜在应用领域，尤其是复杂装备结构轻量化设计。应用场景包括但不限于新车型的研发、以及现有车型的改进升级、车辆智能制造装备等。
从长期来看，通过减少材料使用和提高生产效率，可以显著降低整车的制造成本。此外，续航里程等性能的提升，将增加产品的市场竞争力，从而带来更高的收益。
四、知识产权
1、成果由北京理工大学单独持有；
2、本成果已授权专利。
五、合作方式
技术许可
六、对接方式
（1）合作意向方联系北理工技术转移中心；
（2）北理工技术转移中心沟通了解意向方情况；
（3）会同成果完成团队与意向方共同研讨合作方案。
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