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一張圖讓你看懂中國汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新成果

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-11-20
核心提示:近40多年來,汽車輕量化的發(fā)展為提升汽車環(huán)保、節(jié)能和安全水平做出了重要貢獻,成為汽車實現(xiàn)節(jié)能減排的重要手段,并在很大程度上決定著汽車產(chǎn)品的市場競爭力。
  近40多年來,汽車輕量化的發(fā)展為提升汽車環(huán)保、節(jié)能和安全水平做出了重要貢獻,成為汽車實現(xiàn)節(jié)能減排的重要手段,并在很大程度上決定著汽車產(chǎn)品的市場競爭力。
 

  在節(jié)能減排約束愈發(fā)嚴(yán)格的今天,與汽車相關(guān)的輕量化要求也成為各大整車與相關(guān)企業(yè)的重要課題。我國的汽車輕量化水平怎樣?尤其是自主品牌整車企業(yè)的現(xiàn)狀如何?帶著這樣的問題,日前中國工業(yè)報記者在中國汽車工程學(xué)會組織下,通過汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟,與國內(nèi)的幾家主要自主品牌廠商相關(guān)人員進行了交流。

 

  輕量化與新能源具有同等的戰(zhàn)略意義

 

  汽車輕量化是在滿足汽車使用要求、安全性和成本控制要求的條件下,將結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計技術(shù)與多種輕量化材料、輕量化制造技術(shù)集成應(yīng)用實現(xiàn)的產(chǎn)品減重。以上是世界汽車產(chǎn)業(yè)對汽車輕量化的普遍共識與認(rèn)識。但在實現(xiàn)汽車輕量化的同時,一個非常重要的前提是:不能以犧牲車輛安全性和NVH(噪音、振動、平順性)為代價,汽車輕量化必須在預(yù)定整車減重目標(biāo)、整車成本控制目標(biāo)、安全性目標(biāo)和NVH控制水平的全面約束下進行。

 

  汽車輕量化首先來自于優(yōu)化設(shè)計,在結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的同時,各種輕質(zhì)材料的使用也功不可沒。根據(jù)世界汽車用鋼聯(lián)盟《未來鋼制汽車》提供的資料,在主要的幾種汽車輕質(zhì)化材料中,高強度鋼替代碳素鋼可減重10%~60%;鋁合金替代鋼和鑄鐵可減重40%~60%;玻璃纖維增強材料替代鋼可減重25%~35%;合金替代鋼和鑄鐵可減重60%~75%,替代鋁可減重25%~35%;碳纖維替代鋼可減重60%,替代鋁可減重25%。

 

  盡管汽車輕量化有著如此大的優(yōu)勢,但普通大眾消費者卻對此有著諸多的偏見或疑慮,即使許多汽車業(yè)界內(nèi)人士,對汽車輕量化也有著不少需要厘清的問題。如汽車輕量化與安全性之間的關(guān)系,可以通過C-NCAP碰撞試驗過的100余款車型的評價結(jié)果即可看出,在各種新的設(shè)計理念、新技術(shù)、新材料和新工藝的集成應(yīng)用下,汽車可完全實現(xiàn)安全性與輕量化水平的共同提升。

 

  汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟專家委員會顧問陳一龍向記者表示,輕量化不等于換材料,單純換材料可能導(dǎo)致的問題包括:因缺乏整車和零件優(yōu)化設(shè)計,導(dǎo)致車輛NVH、被動安全性等性能劣化和其他一系列問題;因缺乏零件的測試標(biāo)準(zhǔn)和評價方法,也會導(dǎo)致車輛可靠性、耐久性出現(xiàn)問題;同時還會因整車設(shè)計優(yōu)化、統(tǒng)籌及其與工藝、模具、裝備的協(xié)調(diào)不好,導(dǎo)致整車生產(chǎn)成本的增加。因此,不應(yīng)把輕量化技術(shù)與其他節(jié)能減排技術(shù)對立起來。同時,陳一龍也指出,整車質(zhì)量不是評價車輛輕量化水平的惟一指標(biāo),輕量化應(yīng)以確保車輛各種性能和成本控制指標(biāo)為前提,綜合、系統(tǒng)地考慮各種因素。

 

  中國汽車工程學(xué)會副秘書長兼汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長張寧女士也指出,推動汽車輕量化是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,其對實現(xiàn)2015年和2020年汽車節(jié)能減排目標(biāo)具有非常重要的現(xiàn)實意義,應(yīng)當(dāng)將其置于與新能源汽車發(fā)展同等重要的地位加以推動。

    汽車輕量化已具有相當(dāng)完善的系統(tǒng)平臺





  近幾年,隨著2011年以中國汽車工程學(xué)會牽頭的汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成立,一批國家科技支撐計劃——“汽車關(guān)鍵輕量化技術(shù)開發(fā)與整車的集成應(yīng)用”課題也相繼由聯(lián)盟內(nèi)各企業(yè)和科研院所與大學(xué)承擔(dān)。目前,聯(lián)盟已經(jīng)完成的課題包括:車身參數(shù)化輕量化設(shè)計及應(yīng)用,超高強度鋼熱沖壓成形技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用,高強度鋼先進成形技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用,纖維增強塑料前端模塊開發(fā)及應(yīng)用,形變鋁合金應(yīng)用技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用,輕量化共性技術(shù)平臺建設(shè)等,并且這些成果已經(jīng)在包括一汽、東風(fēng)、長安、北汽、奇瑞、吉利、長城等企業(yè)的多個車型上。

 

  在全參數(shù)化車身模型技術(shù)、超高強度鋼熱成形技術(shù)、內(nèi)高壓成形技術(shù)、三維輥壓成形技術(shù)、增強纖維技術(shù)、鋁合金技術(shù)等多項輕量化技術(shù)應(yīng)用中,各項目在其目標(biāo)車型上均取得了理想的預(yù)期效果。例如,長安逸動混合動力轎車的白車身開發(fā),即利用了基于全參數(shù)化車身模型技術(shù),在滿足白車身剛度、模態(tài)和正面、側(cè)面碰撞被動安全性的同時,通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化使白車身重量從330.7公斤減為296.2公斤,減重34.5公斤,減重率達10.4%。

 

  另一項由吉利汽車牽頭的超高強度鋼熱成形技術(shù),自主開發(fā)了熱成形超高強度鋼熱沖壓成形前橫梁,其抗拉強度為1540兆帕,屈服強度1210兆帕。斷后延伸率為11%。同時,這一項目還開發(fā)了熱成形超高強度鋼熱沖壓成形B柱加強板與前門防撞梁,這些研發(fā)成果現(xiàn)已全部應(yīng)用在吉利汽車的SX7車型上。由此技術(shù)自主建立的超高強度鋼熱沖壓成形生產(chǎn)線年生產(chǎn)能力為50萬件,可生產(chǎn)A柱、B柱、前橫梁、車門防撞桿等零件,目前除了供應(yīng)吉利汽車自身外,也開始向長安和長安福特供貨。

 

 

  以上研究成果應(yīng)用的突出車型,除長安逸動、吉利SX7外,還包括一汽奔騰X80、奇瑞艾瑞澤7,以及承接技術(shù)轉(zhuǎn)移的北汽、長城等公司的車型??梢哉f,這些車型不僅在相應(yīng)的性能上有了很大的提高,而且全部取得了較好的市場銷售業(yè)績。正如張寧所說,通過聯(lián)盟與相關(guān)企業(yè)的努力,全面提升了行業(yè)和企業(yè)實現(xiàn)了汽車輕量化的能力建設(shè),達到了一定高度的水平,填補了我國汽車輕量化領(lǐng)域的多項技術(shù)空白和能力空白,帶動了整車、零部件及相關(guān)工業(yè)企業(yè)能力的提升,創(chuàng)建了聯(lián)合攻關(guān)+成果共享+知識共享的工作模式,為加快自主創(chuàng)新發(fā)展提供了可借鑒的思路和經(jīng)驗。

 

 

 

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