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行业新闻

“铝”战“铝”捷 使用全铝车身的车有哪些?

2018年01月30日



随着环境保护和提升燃油经济性的呼声逐渐增高,世界各国降耗减排法规日趋严格,据国际研究机构试验表明,如果汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%至8%;汽车整备质量每减少100公斤,百公里油耗可降低0.3至0.6升,因此汽车轻量化成为大势所趋。而以铝代替传统的钢铁造汽车,整车可减重30-40%;用铝制造的发动机,可减重30%;铝制散热器比相同的铜制品轻20%至40%;轿车铝车身比原钢材制品轻40%以上。显然,用铝材代替钢铁造汽车,减重效果显著。与传统车身相比,全铝车身结构更加轻巧和坚固,方便进行模块化设计,车身有更大的空间来配置复杂科技,产品更加多样化。那么有哪些车在使用全铝车身呢?
 

捷豹XFL
 

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能将全铝技术应用得最彻底的当属来自英国的捷豹品牌,其技术最成熟,铝合金车的产量也最大。2016年4月位于江苏常熟的奇瑞捷豹路虎全铝车身生产线正式投产,成为国内汽车行业第一家能够成熟地制造全铝车身的工厂,以75%铝合金材料应用比率而闻名的首款国产车全新捷豹XFL就从这里下线。
 

和只对车身覆盖件进行全铝化的车型相比,采用全铝白车身的减重效果更明显,但是由于其制造难度以及成本更高,所以目前市面上大部分中大型豪华轿车的白车身材质主要采用以钢材为主的钢铝合金,而捷豹XFL一直坚持选用铝合金作为主要材料。
 

据了解,捷豹XFL全铝车身解决方案出自本土供应商诺贝丽斯常州工厂。诺贝丽斯开发的RC5754高强度铝合金,屈服度达到105-145 Mpa,抗拉强度达220 Mpa,在强度、耐腐蚀性、连接性及成型性率等方面性能优异,应用在捷豹XFL的多处车身结构件上。如AC600铝合金应用于车身加强件、AC300铝合金应用于防撞梁结构、AC170铝合金应用于外板包边和侧围覆盖件等,助力捷豹XFL实现了高强度、高抗扭性及轻量化的优异性能。
 

蔚来ES8
 

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蔚来ES8将于今年12月正式上市。ES8的白车身采用了源于飞行器的全铝架构平台,如此巨大的身形却拥有着仅335公斤重的白车身重量。ES8全铝车身上铝材的使用率高达96.4%,这也是全球量产的全铝车身中最高比例的铝材应用量。除了车身之外,ES8的底盘、悬挂、轮毂、刹车系统以及电池组外壳都是全铝材质。蔚来在用料上毫不妥协,故而ES8拥有全球量产SUV中最高的铝材应用比例。
 

蔚来将军工级7系铝融于ES8全铝车身。7系铝是铝中的战斗铝,常被用于飞机的起落架,以及战斗机机身等需要最高材料强度的部位。而此次航空级7系铝材被蔚来创新运用到了ES8车身之中。据了解,7系铝合金加入了锌与镁元素,强度极高,有超强的耐磨性,韧度强,是铝合金家族中最坚韧的合金种类,也是可以让ES8变得更安全的理想材料。
 

蔚来研发团队在十数轮的材料优化后,找到了7系铝中最合适的型号——7003系列,将其应用到ES8的前纵梁部位以吸收整车碰撞时的能量。同时,又优化了材料的横截面,以保证碰撞时截面力增大,提高材料的强度和韧性,确保车辆安全的需求。
 

奥迪A8
 

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奥迪作为车身轻量化领域的先驱,自上世纪80年代末就开始轻量化技术的研究,当时推出的奥迪V8就是奥迪车身轻量化应用的原型车。随着对车身刚性和碰撞安全方面要求进一步提高,奥迪A8系列在车身材料方面,奥迪在1995年首先批量生产的第一代奥迪A8是使用铝质材料制造汽车车身的最具代表性的成功之作。车身采用由铝挤压成型的多种盒形断面的梁构成空间框架,称为ASF (Aluminum Space Frame)。奥迪全铝空间框架式车身结构(ASF)技术遵循了仿生学的原理,灵感来自于自然界的动物,通过对车架结构的优化,在关键部位应用超高强度材质、非承重部位应用轻量化材质,来达到整车轻量化的目的。
 

空间框架的联接是由真空压铸铝件完成。该铝铸件要求强度高,多用于应力集中的节点处,主要的承载部位通过一种称做MIG的焊接方法联接。这种压铸铝接头件的高强度是通过优化结构和增加壁厚来达到。铸件可做成很复杂的形状以满足结构需要,并保证车身节点有最佳的刚度。
 

特斯拉Model S 
 

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与奥迪A8铝合金车辆架构相似,全球瞩目的美国纯电动汽车生产公司特斯拉研发制造的Model S也采用全铝车身。除了车身外,特斯拉前后悬架大部分材料也采用铝材。因为电动车的电池容量和重量近乎成正比,为保证续航,电池重量占了整车重量的很大一部分,所以有效地给车身减重显得至关重要。特斯拉的电池非常笨重,必须通过降低车身的重量来弥补笨重电池的不足,也只有降低整车重量,才能相对控制电池的容量,全铝车身兼具轻量化与高强度的特性,很好的弥补了这一需求。
 

即使采用了全铝车身,Model S的车重依然达到同级别最高的2100kg左右,大幅超过类似尺寸的汽油车,如果不采用全铝车身,车重将高达2200kg以上,如此高的车重会带来极大的惯性,对操控、转向、制动、加速等性能造成全面的恶化。
 

此外,虽然约360kg的铝合金车身比传统钢制车身成本高出很多,但是对于电动车来说,因轻量化而得以节省的电池成本已可弥补铝合金车身的带来的成本增加。由此可见,全铝车身很可能会成为新能源车的技术趋势,探寻减重技术在电动车领域的应用也是未来汽车轻量化发展的重要方向。
 

福特F-150
 

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福特F-150是该品牌中首个大规模采用全铝车身技术的车型。皮卡车身重油耗高,采用全铝技术后,减重超过300kg,油耗大幅降低,将有利于在不断收紧的企业平均油耗标准CAFE中占据有利的地位。此外,由于汽车市场中皮卡的热销状态,采用全铝车身技术导致提升的成本也可被市场较好的消化。
 

奇瑞eQ1(小蚂蚁)
 

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奇瑞微型电动车奇瑞eQ1(小蚂蚁)于今年3月正式上市,车身采用了全铝合金。由于全铝车身物料成本高,加工难度大且维修困难,所以目前几乎只有豪华轿车和高性能跑车上使用。奇瑞eQ1作为最低售价5万的A00级车为什么能搭载这种技术呢?
 

根据奇瑞官方的解释,这款车是“全铝空间架构+全复合材料外覆盖件”的轻量化技术平台的首款小型纯电动车型。“单从材料上说,铝合金车身成本较高。”同济大学朱西产教授表示。“铝合金覆盖件一旦损坏维修成本很高,所以现在民用车上并不能广泛使用全铝车身。”所以奇瑞eQ1只保留铝合金结构件,而将覆盖件替换为复合材料。
 

因此,奇瑞eQ1的“全铝车身”其实并不是完整意义上的全铝,而是“铝合金结构件”,覆盖件还是使用的复合材料,总体车型较小,车身材料成本没有明显提升;车身减重之后,电池容量相比同级别车型减少4~6kWh,节省一部分电池成本;车身结构使用传统焊接技术进行车身装配,也没有单独设立全自动化生产线,由于在生产工艺环节没有额外投入,总体成本也并没有太大提升。
 

类似上述车型的全铝车身结构设计,还出现在全新一代劳斯莱斯幻影、路虎揽胜星脉和林肯领航员等车型中。
 

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劳斯莱斯幻影
 

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路虎揽胜星脉
 

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林肯领航员
 

劳斯莱斯幻影基于宝马集团全新的铝制车身平台打造,整备质量大幅下降。路虎揽胜新成员星脉,新车车身含铝量高达81%。而今年推出的林肯领航员也采用了全铝车身,整车的刚度得到提升的同时,大幅降低了车辆的总重,车辆的动力性和燃油经济性得到有效提升。随着国内汽车制造业的进步,全铝车身技术将有怎样的发展和创新,未来汽车轻量化解决方案路向何方,盖世汽车将持续关注。


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