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汽車(chē)構(gòu)造的輕量化設(shè)計(jì)有哪些關(guān)鍵技術(shù)?

汽車(chē)構(gòu)造的輕量化設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)主要有以下這些:

結(jié)構(gòu)輕量化方面,常用技術(shù)包括結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化、外形優(yōu)化、尺寸優(yōu)化以及單目標(biāo)和多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)輕量化貫穿整個(gè)車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程,不同階段應(yīng)用的技術(shù)存在差異。

材料輕量化方面,主要通過(guò)應(yīng)用高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鎂合金、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等輕質(zhì)材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。比如低合金高強(qiáng)鋼、無(wú)間隙鋼、雙相鋼等高強(qiáng)度鋼材在車(chē)身上的應(yīng)用增多。鋁合金材料技術(shù)發(fā)展,其在車(chē)身輕量化上成為熱點(diǎn)。

工藝輕量化方面,主流的有超高強(qiáng)度鋼熱沖壓成型、液壓成型、激光拼焊板、加厚板 TailorRolledBlank、鋁、鎂合金高真空壓鑄等。具體來(lái)說(shuō),特斯拉率先引入一體化壓鑄技術(shù),將單獨(dú)、零散的零部件高度集成后一次成型壓鑄成大型車(chē)身結(jié)構(gòu)件,可使車(chē)身減重約 10%,續(xù)航里程提升約 14%。大眾、奔馳以及蔚來(lái)、理想、小鵬等紛紛跟進(jìn)。

材料方面,特斯拉的全鋁車(chē)身減重效果顯著,主流車(chē)型采用鋼鋁混合金屬材質(zhì),在輕量化、車(chē)身強(qiáng)度和成本上達(dá)到平衡。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,特斯拉通過(guò)優(yōu)化車(chē)身結(jié)構(gòu)來(lái)減重,比如在 Model S 上取消空氣室下板,用塑料板代替鋼制空氣室下板進(jìn)行流水,還采用無(wú)框車(chē)門(mén)的設(shè)計(jì)。

寶馬熱衷于用碳纖維替代金屬材料,I3 率先使用碳纖維復(fù)合材料單殼體車(chē)身,輕量化效果顯著。奧迪在旗艦轎車(chē) A8 上體現(xiàn)了鋁合金框架的設(shè)計(jì)理念,在 Q7 上則將高抗拉強(qiáng)度鋼和鋁合金材質(zhì)結(jié)合應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了驚人的減重效果。馬自達(dá)通過(guò)采用 1800 MPa 極高張力鋼板大幅提高高張力鋼板使用率,優(yōu)化車(chē)身結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)減重。

麥格納從材料、工藝和設(shè)計(jì)三大方向探索輕量化,材料上采用鋁、碳纖維等多材料替代鋼材料,如高壓鑄鋁副車(chē)架、碳纖維復(fù)合材料副車(chē)架。工藝上簡(jiǎn)化工藝流程,如熱成形一體式門(mén)環(huán)、一體式高壓鑄鋁。設(shè)計(jì)上有獨(dú)特的五空腔單元防撞梁,實(shí)現(xiàn)減重。

新能源汽車(chē)輕量化可從結(jié)構(gòu)優(yōu)化入手,包括車(chē)身的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)、尺寸形狀再優(yōu)化,使車(chē)內(nèi)零部件薄壁化、小型化。應(yīng)用新材料也是關(guān)鍵,金屬材料有鋁、鋼合金、鎂合金等,非金屬材料有碳纖維復(fù)合材料、塑料制品等。改進(jìn)技術(shù)工藝也很重要,比如板材鎖鉚連接、粉末注射成形和內(nèi)高壓成形等。

特別聲明:本內(nèi)容來(lái)自用戶(hù)發(fā)表,不代表太平洋汽車(chē)的觀點(diǎn)和立場(chǎng)。

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