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我国汽车轻量化已形成系统平台
发布日期:2014-10-22 08:14   

     40多年来,汽车轻量化的发展为提升汽车环保、节能和安全水平做出了重要贡献,成为汽车实现节能减排的重要手段,并在很大程度上决定着汽车产品的市场竞争力。

在节能减排约束愈发严格的今天,与汽车相关的轻量化要求也成为各大整车与相关企业的重要课题。

 

 
 

轻量化与新能源具有同等的战略意义 

汽车轻量化是在满足汽车使用要求、安全性和成本控制要求的条件下,将结构轻量化设计技术与多种轻量化材料、轻量化制造技术集成应用实现的产品减重。以上是世界汽车产业对汽车轻量化的普遍共识与认识。但在实现汽车轻量化的同时,一个非常重要的前提是:不能以牺牲车辆安全性和NVH(噪音、振动、平顺性)为代价,汽车轻量化必须在预定整车减重目标、整车成本控制目标、安全性目标和NVH控制水平的全面约束下进行。 

汽车轻量化首先来自于优化设计,在结构设计优化的同时,各种轻质材料的使用也功不可没。根据世界汽车用钢联盟《未来钢制汽车》提供的资料,在主要的几种汽车轻质化材料中,高强度钢替代碳素钢可减重10%60%;铝合金替代钢和铸铁可减重40%60%;玻璃纤维增强材料替代钢可减重25%35%;镁合金替代钢和铸铁可减重60%75%,替代铝可减重25%35%;碳纤维替代钢可减重60%,替代铝可减重25% 

尽管汽车轻量化有着如此大的优势,但普通大众消费者却对此有着诸多的偏见或疑虑,即使许多汽车业界内人士,对汽车轻量化也有着不少需要厘清的问题。如汽车轻量化与安全性之间的关系,可以通过C-NCAP碰撞试验过的100余款车型的评价结果即可看出,在各种新的设计理念、新技术、新材料和新工艺的集成应用下,汽车可完全实现安全性与轻量化水平的共同提升。

汽车轻量化不等于换材料,单纯换材料可能导致的问题包括:因缺乏整车和零件优化设计,导致车辆NVH、被动安全性等性能劣化和其他一系列问题;因缺乏零件的测试标准和评价方法,也会导致车辆可靠性、耐久性出现问题;同时还会因整车设计优化、统筹及其与工艺、模具、装备的协调不好,导致整车生产成本的增加。因此,不应把轻量化技术与其他节能减排技术对立起来。

汽车轻量化已具有相当完善的系统平台 

近几年,随着2011年以中国汽车工程学会牵头的汽车轻量化技术创新战略联盟成立,一批国家科技支撑计划——“汽车关键轻量化技术开发与整车的集成应用”课题也相继由联盟内各企业和科研院所与大学承担。目前,联盟已经完成的课题包括:车身参数化轻量化设计及应用,超高强度钢热冲压成形技术开发及应用,高强度钢先进成形技术开发及应用,纤维增强塑料前端模块开发及应用,形变铝合金应用技术开发及应用,轻量化共性技术平台建设等,并且这些成果已经在包括一汽、东风、长安、北汽、奇瑞、吉利、长城等企业的多个车型上。

在全参数化车身模型技术、超高强度钢热成形技术、内高压成形技术、三维辊压成形技术、增强纤维技术、铝合金技术等多项轻量化技术应用中,各项目在其目标车型上均取得了理想的预期效果。例如,长安闲动混合动力轿车的白车身开发,即利用了基于全参数化车身模型技术,在满足白车身刚度、模态和正面、侧面碰撞被动安全性的同时,通过结构优化使白车身重量从330.7公斤减为296.2公斤,减重34.5公斤,减重率达10.4%

另一项由吉利汽车牵头的超高强度钢热成形技术,自主开发了热成形超高强度钢热冲压成形前横梁,其抗拉强度为1540兆帕,屈服强度1210兆帕。断后延伸率为11%。同时,这一项目还开发了热成形超高强度钢热冲压成形B柱加强板与前门防撞梁,这些研发成果现已全部应用在吉利汽车的SX7车型上。由此技术自主建立的超高强度钢热冲压成形生产线年生产能力为50万件,可生产A柱、B柱、前横梁、车门防撞杆等零件,目前除了供应吉利汽车自身外,也开始向长安和长安福特供货。

通过联盟与相关企业的努力,全面提升了行业和企业实现了汽车轻量化的能力建设,达到了一定高度的水平,填补了我国汽车轻量化领域的多项技术空白和能力空白,带动了整车、零部件及相关工业企业能力的提升,创建了联合攻关+成果共享+常识共享的工作模式,为加快自主创新发展提供了可借鉴的思路和经验。

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