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        技術品牌 | “輕”之有道,眾泰汽車“瘦身”運動再升級

        時間:2019.08.20

        新聞資訊

        隨著汽車總保有量和新增量的不斷增加,汽車耗油量及汽車二氧化碳、有害氣體及顆粒的排放量也在快速增加。在能源日益緊缺、環境日益惡化的今天,這種矛盾己成為制約汽車產業可持續發展的突出問題。面對能源危機和低碳環保的巨大壓力,解決這一矛盾最有效、最現實的方法之一,也是當今世界汽車工業發展的潮流,就是實現汽車的輕量化。

        汽車輕量化就是必須在保證汽車使用性能,如強度、剛度和安全性的前提下,降低汽車的重量,從而提高汽車的動力性能、燃油經濟性,并且降低廢氣污染。汽車輕量化并不只是簡單地降低汽車重量,還包含了許多新理論、新材料、新工藝。

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        眾泰汽車自成立以來,便非常重視汽車結構輕量化設計、輕量化材料以及輕量化工藝等研發,并在后續相繼開展了碳纖維復合材料混合車身、全鋁底盤、輕量化座椅、鎂合金、線束輕量化技術、輥壓成型技術等多項輕量化研發項目。截止目前為止,在碳纖維車身件、大型鋁合金前后縱梁的材料、工藝及連接技術方面,眾泰汽車已擁有多項自主研發的核心技術,并已申請了20余項專利,發明專利占70%,獲得4項授權,碩果累累。

        技術研發:多種輕量化材料運用

        目前,汽車輕量化主要以汽車輕量化材料為主要實現途徑。汽車制造工業中已大量應用的輕量化材料。而汽車輕量化材料主要有兩大類:一類是具有較低密度的輕質材料,諸如鋁合金、鎂合金、鈦合金、塑料和復合材料等;另一類是高強度材料,如高強度鋼板、超高強度鋼板等。

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        熱成形鋼。眾泰汽車在設計研發過程中大量應用了熱成形鋼等高強度材料。以眾泰T300為例,數據顯示,眾泰T300白車身整體使用高強鋼達到了70%,其中包括先進高強鋼和超高強度熱成形鋼。熱成形鋼具有較高的含碳量,通過加入適量的Mn(錳)、Cr(鉻)、Ti(鈦)、B(硼)等合金元素,再配以適當的熱處理工藝,成形后的零部件抗拉強度達1500MPa以上,即每平方厘米至少可承受15噸的壓力而不斷裂,其強度可以達到傳統鋼材的5倍以上。眾泰各個平臺的汽車都使用了強度高且輕量化材料,上述強度超過1500MPa的熱成形鋼便是其中一種,另外還采用了高強高剛的保險杠和門護板,通過結構優化,不僅降低整車的重量,還確保了整車的安全性。

        鎂合金。在汽車輕量化材料中,鎂合金目前被公認為最有發展前景的材料,其最大的優勢在于重量非常輕,只有1.8g/cm3左右,同時在物性方面也有上佳的表現。眾泰汽車于近日成功開發出采用鎂合金的輕量化儀表板橫梁。鎂合金橫梁的應用對眾泰車型開發和產品性能的提升帶來了大幅度的改進:一方面,產品一體成型剛度和精度高,普通鋼制焊接橫梁,精度難以控制到±1mm以內,鎂合金一體成型的精度很容易做到,甚至很多位置可以保證到±0.5mm;另一方面,減重效果明顯,采用鎂合金壓鑄橫梁,密度低(1.8g/cm3),滿足模態的情況下,重量約為鋼制橫梁的30%-40%,可以大幅度的降低車身重量。  

        碳纖維復合材料混合車身。在業內,碳纖維一直有著汽車輕量化殺手锏之美譽,但由于碳纖維設計和工程開發難度大,我國在各種碳纖維鋪層設計、連接點CAE設計及驗證等方面的數據積累較少,導致碳纖維的應用成為業內的普遍公認的難點。而眾泰汽車目前研發的SUV平臺碳纖維復合材料混合車身,便是一種擁有碳纖維、鋁合金、復合材料及鋼等多材料混合車身技術以及先進的連接工藝的新型車身。

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        該車身包含有15種碳纖維零部件,(翼子板、四門兩種車身覆蓋件以及碳纖維結構件13種),最大尺寸達1820*1180mm。例如,眾泰汽車正在研發的B柱由超高強鋼及碳纖維B柱加強板組成,碳纖維使B柱上部的強度提高,又使下部具有韌性。此外,諸如頂蓋前頂梁、中央通道加強板等碳纖維結構件使零部件一體成型,減少了零件的數量,使安全性和NVH性能提升。高強鋼與碳纖維復合的B柱總成可以減重約72%,碳纖維頂蓋前頂梁減重約45%,強度提升173%;碳纖維的后延伸梁減重44%;特別是門檻邊梁外板,強度提升可高達227.45 %。

        技術突破:汽車結構輕量化設計

        座椅骨架結構輕量化。座椅骨架結構輕量化是在不影響骨架的性能、舒適性、功能等前提下,對座椅骨架的尺寸、結構等進行設計優化,以達到減重的目的。目前眾泰汽車已推行座椅骨架平臺化的設計理念,即同一平臺的不同車型車型,采用相同的座椅骨架。眾泰平臺化的骨架采用的是一流座椅供應商內部成熟骨架平臺,并匹配眾泰整車布置設計的平臺骨架。它不僅滿足相關的法規、性能、功能和舒適性的要求,相比市場主流骨架更有15%的減重表現,對整車輕量化設計的貢獻非常大。 

        此外,眾泰汽車還研發了可以批量生產的模壓碳纖維復合材料零部件結構,基于復合材料的性能特征及成型特點,結合零部件本身的工況要求和結構特點進行設計,既能充分發揮碳纖維的性能優勢,又能充分滿足性能要求,實現減重的同時性能也得到提升。眾泰汽車在混合車身上還自主開發了具有梯度緩沖吸能結構的鋁合金后縱梁以及一體成型鋁合金前縱梁等大型輕量化結構。

        技術推進:多項輕量化制造工藝

        耐溫型碳纖維復合材料機連接技術。眾泰汽車基于材料-性能-工藝一體化的多零件集成設計方法,研發出了即能夠滿足零件結構性能,還能發揮碳纖維優勢的鋪層設計方案,并通過自主研發的耐溫型碳纖維復合材料機連接技術,解決了碳纖維復合材料混合車身在線電泳涂裝的瓶頸問題。

        異種材料連接技術。 眾泰汽車在“碳纖維/鋼”、“碳纖維/鋁”異種材料連接技術等方面實現了核心技術突破。例如,專利技術“超差孔膠鉚結構”,即在聯接處的碳纖維零件上開設超差孔用于補償由于熱膨脹系數不同引起的位置公差,采用獨特的超差孔和特殊結構設計,解決了碳纖維復合材料混合車身在線電泳涂裝的問題。在異種材料因熱膨脹系數不同的連接可靠性方面、以及防止電化學腐蝕方面實現了技術突破,并在車身性能試驗中經過驗證非常有效。 

        此外,在其他輕量化技術研發上,眾泰汽車也是碩果累累。諸如輥壓成型技術,眾泰汽車僅用一年時間便成功突破技術難關并應用在最新試制車型上。以眾泰汽車的門檻邊梁內板沖壓方案和輥壓方案為例,輥壓工藝方案(包括材料、滾壓線、檢具等)與沖壓工藝方案(包括材料、模具、檢具、沖欠費等)相比約減重1.3kg。現在眾泰汽車已經計劃進一步研發變截面三維輥壓技術。屆時,輥壓技術將不受限于零部件形狀,會有更多零部件由輥壓技術完成。

        寫在最后:

        作為自主品牌的中堅力量,眾泰汽車一直致力于提升研發技術水平,通過不斷優化汽車結構、以及新技術、新材料的運用,打造高品質、高質量的“智美中國車”,在為消費者提供更加節能環保和高性能的優秀汽車產品的同時,也為眾泰汽車突破自主品牌第一陣營積蓄力量!


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