“鋁”戰(zhàn)“鋁”捷 使用全鋁車(chē)身的車(chē)有哪些?
2017年10月10日 9:19 8941次瀏覽 來(lái)源: 蓋世汽車(chē)(上海) 分類(lèi): 鋁應(yīng)用
隨著環(huán)境保護(hù)和提升燃油經(jīng)濟(jì)性的呼聲逐漸增高,世界各國(guó)降耗減排法規(guī)日趨嚴(yán)格,據(jù)國(guó)際研究機(jī)構(gòu)試驗(yàn)表明,如果汽車(chē)整車(chē)重量降低10%,燃油效率可提高6%至8%;汽車(chē)整備質(zhì)量每減少100公斤,百公里油耗可降低0.3至0.6升,因此汽車(chē)輕量化成為大勢(shì)所趨。而以鋁代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼鐵造汽車(chē),整車(chē)可減重30-40%;用鋁制造的發(fā)動(dòng)機(jī),可減重30%;鋁制散熱器比相同的銅制品輕20%至40%;轎車(chē)鋁車(chē)身比原鋼材制品輕40%以上。顯然,用鋁材代替鋼鐵造汽車(chē),減重效果顯著。與傳統(tǒng)車(chē)身相比,全鋁車(chē)身結(jié)構(gòu)更加輕巧和堅(jiān)固,方便進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì),車(chē)身有更大的空間來(lái)配置復(fù)雜科技,產(chǎn)品更加多樣化。那么有哪些車(chē)在使用全鋁車(chē)身呢?
捷豹XFL
能將全鋁技術(shù)應(yīng)用得最徹底的當(dāng)屬來(lái)自英國(guó)的捷豹品牌,其技術(shù)最成熟,鋁合金車(chē)的產(chǎn)量也最大。2016年4月位于江蘇常熟的奇瑞捷豹路虎全鋁車(chē)身生產(chǎn)線正式投產(chǎn),成為國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)第一家能夠成熟地制造全鋁車(chē)身的工廠,以75%鋁合金材料應(yīng)用比率而聞名的首款國(guó)產(chǎn)車(chē)全新捷豹XFL就從這里下線。
和只對(duì)車(chē)身覆蓋件進(jìn)行全鋁化的車(chē)型相比,采用全鋁白車(chē)身的減重效果更明顯,但是由于其制造難度以及成本更高,所以目前市面上大部分中大型豪華轎車(chē)的白車(chē)身材質(zhì)主要采用以鋼材為主的鋼鋁合金,而捷豹XFL一直堅(jiān)持選用鋁合金作為主要材料。
據(jù)了解,捷豹XFL全鋁車(chē)身解決方案出自本土供應(yīng)商諾貝麗斯常州工廠。諾貝麗斯開(kāi)發(fā)的RC5754高強(qiáng)度鋁合金,屈服度達(dá)到105-145 Mpa,抗拉強(qiáng)度達(dá)220 Mpa,在強(qiáng)度、耐腐蝕性、連接性及成型性率等方面性能優(yōu)異,應(yīng)用在捷豹XFL的多處車(chē)身結(jié)構(gòu)件上。如AC600鋁合金應(yīng)用于車(chē)身加強(qiáng)件、AC300鋁合金應(yīng)用于防撞梁結(jié)構(gòu)、AC170鋁合金應(yīng)用于外板包邊和側(cè)圍覆蓋件等,助力捷豹XFL實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度、高抗扭性及輕量化的優(yōu)異性能。
蔚來(lái)ES8
蔚來(lái)ES8將于今年12月正式上市。ES8的白車(chē)身采用了源于飛行器的全鋁架構(gòu)平臺(tái),如此巨大的身形卻擁有著僅335公斤重的白車(chē)身重量。ES8全鋁車(chē)身上鋁材的使用率高達(dá)96.4%,這也是全球量產(chǎn)的全鋁車(chē)身中最高比例的鋁材應(yīng)用量。除了車(chē)身之外,ES8的底盤(pán)、懸掛、輪轂、剎車(chē)系統(tǒng)以及電池組外殼都是全鋁材質(zhì)。蔚來(lái)在用料上毫不妥協(xié),故而ES8擁有全球量產(chǎn)SUV中最高的鋁材應(yīng)用比例。
蔚來(lái)將軍工級(jí)7系鋁融于ES8全鋁車(chē)身。7系鋁是鋁中的戰(zhàn)斗鋁,常被用于飛機(jī)的起落架,以及戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)身等需要最高材料強(qiáng)度的部位。而此次航空級(jí)7系鋁材被蔚來(lái)創(chuàng)新運(yùn)用到了ES8車(chē)身之中。據(jù)了解,7系鋁合金加入了鋅與鎂元素,強(qiáng)度極高,有超強(qiáng)的耐磨性,韌度強(qiáng),是鋁合金家族中最堅(jiān)韌的合金種類(lèi),也是可以讓ES8變得更安全的理想材料。
蔚來(lái)研發(fā)團(tuán)隊(duì)在十?dāng)?shù)輪的材料優(yōu)化后,找到了7系鋁中最合適的型號(hào)——7003系列,將其應(yīng)用到ES8的前縱梁部位以吸收整車(chē)碰撞時(shí)的能量。同時(shí),又優(yōu)化了材料的橫截面,以保證碰撞時(shí)截面力增大,提高材料的強(qiáng)度和韌性,確保車(chē)輛安全的需求。
奧迪A8
奧迪作為車(chē)身輕量化領(lǐng)域的先驅(qū),自上世紀(jì)80年代末就開(kāi)始輕量化技術(shù)的研究,當(dāng)時(shí)推出的奧迪V8就是奧迪車(chē)身輕量化應(yīng)用的原型車(chē)。隨著對(duì)車(chē)身剛性和碰撞安全方面要求進(jìn)一步提高,奧迪A8系列在車(chē)身材料方面,奧迪在1995年首先批量生產(chǎn)的第一代奧迪A8是使用鋁質(zhì)材料制造汽車(chē)車(chē)身的最具代表性的成功之作。車(chē)身采用由鋁擠壓成型的多種盒形斷面的梁構(gòu)成空間框架,稱(chēng)為ASF (Aluminum Space Frame)。奧迪全鋁空間框架式車(chē)身結(jié)構(gòu)(ASF)技術(shù)遵循了仿生學(xué)的原理,靈感來(lái)自于自然界的動(dòng)物,通過(guò)對(duì)車(chē)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,在關(guān)鍵部位應(yīng)用超高強(qiáng)度材質(zhì)、非承重部位應(yīng)用輕量化材質(zhì),來(lái)達(dá)到整車(chē)輕量化的目的。
空間框架的聯(lián)接是由真空壓鑄鋁件完成。該鋁鑄件要求強(qiáng)度高,多用于應(yīng)力集中的節(jié)點(diǎn)處,主要的承載部位通過(guò)一種稱(chēng)做MIG的焊接方法聯(lián)接。這種壓鑄鋁接頭件的高強(qiáng)度是通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)和增加壁厚來(lái)達(dá)到。鑄件可做成很復(fù)雜的形狀以滿足結(jié)構(gòu)需要,并保證車(chē)身節(jié)點(diǎn)有最佳的剛度。
特斯拉Model S?
與奧迪A8鋁合金車(chē)輛架構(gòu)相似,全球矚目的美國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)公司特斯拉研發(fā)制造的Model S也采用全鋁車(chē)身。除了車(chē)身外,特斯拉前后懸架大部分材料也采用鋁材。因?yàn)殡妱?dòng)車(chē)的電池容量和重量近乎成正比,為保證續(xù)航,電池重量占了整車(chē)重量的很大一部分,所以有效地給車(chē)身減重顯得至關(guān)重要。特斯拉的電池非常笨重,必須通過(guò)降低車(chē)身的重量來(lái)彌補(bǔ)笨重電池的不足,也只有降低整車(chē)重量,才能相對(duì)控制電池的容量,全鋁車(chē)身兼具輕量化與高強(qiáng)度的特性,很好的彌補(bǔ)了這一需求。
即使采用了全鋁車(chē)身,Model S的車(chē)重依然達(dá)到同級(jí)別最高的2100kg左右,大幅超過(guò)類(lèi)似尺寸的汽油車(chē),如果不采用全鋁車(chē)身,車(chē)重將高達(dá)2200kg以上,如此高的車(chē)重會(huì)帶來(lái)極大的慣性,對(duì)操控、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、加速等性能造成全面的惡化。
此外,雖然約360kg的鋁合金車(chē)身比傳統(tǒng)鋼制車(chē)身成本高出很多,但是對(duì)于電動(dòng)車(chē)來(lái)說(shuō),因輕量化而得以節(jié)省的電池成本已可彌補(bǔ)鋁合金車(chē)身的帶來(lái)的成本增加。由此可見(jiàn),全鋁車(chē)身很可能會(huì)成為新能源車(chē)的技術(shù)趨勢(shì),探尋減重技術(shù)在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用也是未來(lái)汽車(chē)輕量化發(fā)展的重要方向。
福特F-150
福特F-150是該品牌中首個(gè)大規(guī)模采用全鋁車(chē)身技術(shù)的車(chē)型。皮卡車(chē)身重油耗高,采用全鋁技術(shù)后,減重超過(guò)300kg,油耗大幅降低,將有利于在不斷收緊的企業(yè)平均油耗標(biāo)準(zhǔn)CAFE中占據(jù)有利的地位。此外,由于汽車(chē)市場(chǎng)中皮卡的熱銷(xiāo)狀態(tài),采用全鋁車(chē)身技術(shù)導(dǎo)致提升的成本也可被市場(chǎng)較好的消化。
奇瑞eQ1(小螞蟻)
奇瑞微型電動(dòng)車(chē)奇瑞eQ1(小螞蟻)于今年3月正式上市,車(chē)身采用了全鋁合金。由于全鋁車(chē)身物料成本高,加工難度大且維修困難,所以目前幾乎只有豪華轎車(chē)和高性能跑車(chē)上使用。奇瑞eQ1作為最低售價(jià)5萬(wàn)的A00級(jí)車(chē)為什么能搭載這種技術(shù)呢?
根據(jù)奇瑞官方的解釋?zhuān)@款車(chē)是“全鋁空間架構(gòu)+全復(fù)合材料外覆蓋件”的輕量化技術(shù)平臺(tái)的首款小型純電動(dòng)車(chē)型。“單從材料上說(shuō),鋁合金車(chē)身成本較高。”同濟(jì)大學(xué)朱西產(chǎn)教授表示。“鋁合金覆蓋件一旦損壞維修成本很高,所以現(xiàn)在民用車(chē)上并不能廣泛使用全鋁車(chē)身。”所以奇瑞eQ1只保留鋁合金結(jié)構(gòu)件,而將覆蓋件替換為復(fù)合材料。
因此,奇瑞eQ1的“全鋁車(chē)身”其實(shí)并不是完整意義上的全鋁,而是“鋁合金結(jié)構(gòu)件”,覆蓋件還是使用的復(fù)合材料,總體車(chē)型較小,車(chē)身材料成本沒(méi)有明顯提升;車(chē)身減重之后,電池容量相比同級(jí)別車(chē)型減少4~6kWh,節(jié)省一部分電池成本;車(chē)身結(jié)構(gòu)使用傳統(tǒng)焊接技術(shù)進(jìn)行車(chē)身裝配,也沒(méi)有單獨(dú)設(shè)立全自動(dòng)化生產(chǎn)線,由于在生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)沒(méi)有額外投入,總體成本也并沒(méi)有太大提升。
類(lèi)似上述車(chē)型的全鋁車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),還出現(xiàn)在全新一代勞斯萊斯幻影、路虎攬勝星脈和林肯領(lǐng)航員等車(chē)型中。
勞斯萊斯幻影
路虎攬勝星脈
林肯領(lǐng)航員
勞斯萊斯幻影基于寶馬集團(tuán)全新的鋁制車(chē)身平臺(tái)打造,整備質(zhì)量大幅下降。路虎攬勝新成員星脈,新車(chē)車(chē)身含鋁量高達(dá)81%。而今年推出的林肯領(lǐng)航員也采用了全鋁車(chē)身,整車(chē)的剛度得到提升的同時(shí),大幅降低了車(chē)輛的總重,車(chē)輛的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性得到有效提升。
責(zé)任編輯:于璐
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