如果新發(fā)布的概念車,不弄個全碳纖維車身,都不好意思叫咱來報道?!币晃弧芭堋绷?0年車展的汽車記者,在2018北京國際車展某品牌發(fā)布會現場,戲謔地感慨。
縱觀本屆北京國際車展,對于未來汽車身上的“標簽”,除了新能源、智能網聯(lián)和無人駕駛,黑灰條紋特征的碳纖維車身和內飾,絕對是標配之一。而說到趨勢,后者所代表的“輕量化”技術則更具有現實意義。
隨著排放規(guī)定的日益嚴苛以及燃油經濟性的強制性需求,除了在動力方面下功夫外,為車輛盡可能減重“瘦身”,也成為車企一項重大任務。記者走訪新老國展整車及零部件展區(qū)發(fā)現,鋁鎂合金、碳纖維、高性能塑料等輕量化材料的使用,已成為實現整車減重的一個有效手段。
車身“瘦身”輕量化比重加大
也許是智能網聯(lián)和無人駕駛技術更能吸引觀眾的“眼球”,輕量化技術并非車企宣傳的重點。尋遍新國展整車展區(qū),體現輕量化設計元素的展品,除了停留在概念階段的“未來”汽車,在量產車上則并不突出。但仔細閱讀各品牌發(fā)布的新車資料便會發(fā)現,加大輕量化材料的使用比重,已成為行業(yè)常態(tài)。
在北汽集團展臺,北汽新能源ARCFOX子品牌的首款量產車——LITE,成為車展上為數不多的展現輕量化技術的代表。作為第一個采用全鋁合金輕量化車身+籠式框架設計的小型車,LITE通過一系列的結構優(yōu)化、材料及成型工藝優(yōu)化、連接技術優(yōu)化,保障整車可靠性和安全碰撞性能的同時,同等性能重量降低了1/3,可有效提高續(xù)航里程,提高整車經濟型。而在此之前,在北京的798藝術廣場,一段LITE車型車身在28個氣球的托舉下飛向藍天的試驗,就已經刷屏了朋友圈。足以看出,廠家將這款車打造成為輕量化設計的標桿的雄心。
在福特汽車展臺,一輛藍色的三廂版新一代??怂罐I車,被四根鋼纜吊在空中。其整體結構上采用了輕量化設計,全新的C2平臺讓整車重量比上一代減輕了88公斤,并且在防撞部位使用了高強度鋼板和鋁質材料,車身剛性提高了20%。減重的同時提高剛性,將大大提高新福克斯的操控表現。
除了普通轎車,部分重量級車型也展現了“瘦身”的決心。如JEEP牧馬人越野車,此前的高油耗一直被車主所詬病。而在今年的北京國際車展上,全新JEEP牧馬人雖未采用此前媒體披露的全鋁車身計劃,但車身大面積采用輕量化高強度鎂鋁合金材質,使其比之前的鐵質材料牧馬人車型減重91公斤,進一步提升了燃油經濟性以及日常操控性。
作為整車館里僅有的一家碳纖維汽車輕量化整體解決方案提供商,康得復材為本屆車展的北汽集團、上汽集團、長安汽車、奇瑞汽車、觀致汽車等車企提供了汽車輕量化解決方案。在康得展臺上,一臺拆分車體展示了其全碳纖維車身、玻纖板簧、Surface-RTM零部件等最新研發(fā)產品。值得一提的是,康得復材采用由中安信提供的碳纖維ZA50個(T700)材料生產了北汽越野車B80A引擎蓋,開啟了中國汽車采用碳纖維材料的先河。此前,北汽集團還與康得集團簽署協(xié)議,在江蘇常州合作生產碳纖維部件。
部件減重 材料工藝“挑大梁”
除了一副“瘦了身”的車身骨架,關鍵零部件上新材料、新工藝的使用,同樣能起到整車輕量化的作用。如今,注塑材料替代鋼材使用在汽車保險杠上,已被大眾所熟知認可,而陶瓷、樹脂,甚至生物材料也逐漸出現在汽車零部件的原料采購清單上。
在老國展零部件展區(qū),北京海納川公司聚焦“以塑代鋼、輕量化鑄鋁、高強鋼熱成型”三大方向,展出了近年來為主機廠提供的多種輕量化零部件產品。在現場,塑料尾門總成、輕量化差速器、鋁合金減震塔、鎂合金輪轂、熱成型變截面B柱等最新成果集中亮相。其中,采用輕量化技術的A柱和擾流板支架,減重效果卓越、強度高,已經分別應用于奧迪TT及保時捷911等車型。輕量化的副車架,采用國際領先的高強度鋼熱成型技術,優(yōu)化了整車縱向碰撞性能,搭載于寶馬2系和MINI品牌車型。
在新國展零部件展區(qū),日系零部件企業(yè)集中展示了其在材料工藝方面的傳統(tǒng)優(yōu)勢。豐田合成公司通過燃料管和水管部分金屬的樹脂化,實現40%-50%的減重。將附屬部件,如金屬的連接支架、管道等樹脂化,且一體化注塑成型,從而簡化部件結構,降低成本。同時,運用水壓輔助注塑工藝,可實現復雜的管路形狀。
豐田紡織公司展出了其為豐田TNGA平臺首款小型SUV C-HR打造的兼具輕量化和高強度的強排座椅。通過更薄的鋼板實現輕量化,通過修正骨架結構提高安全性能。較原有產品,其座椅實現了重量降低20%、強度增加20%。而其生產的本內板等內飾件,還運用了洋麻纖維增強材料。例如,全新BMW X1門板采用植物材料洋麻作為基板,通過減少樹脂材料的使用,并采用一體成型工藝。減重的同時,還可最大程度減少化學制品的使用,以此改善汽車室內空氣質量。
未來十年 汽車仍是“鋼”天下
有數據統(tǒng)計,如今生產一輛普通轎車,其主要材料的重量構成比大致為:鋼鐵65%-70%、有色金屬10%-15%、非金屬材料20%左右。而在輕量化趨勢的影響下,各種新型材料,如輕金屬材料、復合材料等將越來越多地應用于現代汽車制造過程中。
然而,在2016年中國汽車工程學會發(fā)布的《中國節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》中,對于輕量化材料的發(fā)展目標提到:至2030年,車輛整備質量要較2015年減重35%,高強鋼應用比例將大幅增加,單車用鋁量超過350kg,單車用鎂合金達到45kg,碳纖維使用量占車重5%。由此可見,鋼材仍是最主要的汽車材料,即使是十年后,這一格局仍不會發(fā)生太大變化。
這其中,成本是最主要的因素。據了解,同樣是1公斤材料,鋼材需0.8美金-1美金,鋁材需2.4美金-2.6美金,而碳纖維則高達20美金-30美金,幾乎是鋼材的20倍。雖然各方都在努力降低材料成本,但在短期內,碳纖維材料的大面積應用仍將出現在那些超級跑車上。而鋁合金材料或許是車企減重的主要手段,只要能完善車企流水線工藝,解決產品一致性問題,便能有效降低鋁合金零部件的制造成本。此外,高性能塑料、生物材料等新材料仍將是汽車零部件輕量化的不錯選擇。
|