“在未來的五年之內,中國的全鋁車身一定停留在項目開發(fā)、樣車試制、小批量投產這幾個階段,不太可能形成產業(yè)化,所以吉利未來五年不會考慮全鋁車身?!奔瘓F總工程師熊飛在2016年7月12日舉辦的德國萊茵“質勝中國”論壇會上說道。
在世界上,歐美日韓這些車企早就形成了自己成熟的輕量化體系。在國內,雖然起步較晚,但依舊引起了行業(yè)的高度重視。長城、長安、上汽、北汽等企業(yè)紛紛將輕量化提升至戰(zhàn)略高度,奇瑞投建新能源汽車輕量化生產線,新興造車企業(yè)車和家也計劃打造全鋁工廠。
目前,汽車輕量化已成為行業(yè)必然發(fā)展趨勢,而在車企紛紛進行汽車輕量化時,部分消費者并不買賬,他們認為“輕量化”不過是車企降本的措施而已,并不能給他們帶來實際利益,反而降低了他們的行車安全性。事實真的是如此嗎?
汽車輕量化后更安全
在2013年,福特做了一項實驗,兩輛福特蒙迪歐進行碰撞實驗,一輛負載為一個成人模型,另一輛負載2個成人模型,除此之外完全相同。碰撞結果:負載輕的汽車受損更嚴重,但是人體模型受損卻更輕。所以,相同情況下,車重較輕,人更安全。當然你不能拿不同級別的車做實驗,任何普通乘用車與卡車相撞,不管車重如何,結果其實是一樣的。
車受損越嚴重,安全性反而越好,邏輯性在哪?邏輯的根本就是能量守恒,汽車碰撞后會停下來,動能并不會消散,而是以能量傳遞或轉換的形式流失。而碰撞的主體只有人和車,能量不是轉移到人身上就是車身上,所以在汽車沒有重度受損的情況下,車受損越嚴重,人反而越安全。
這里有一個重度受損的前提,重度受損就是指汽車遭受了穿刺、車架解體等重度變形,所以輕量化必須要在保證主要受力結構的強度下進行,也就是汽車的B柱及部分A、C柱以及主車架和各種防撞梁。
形象一點說,汽車可以看成盔甲,第一個人的盔甲只是一塊厚鋼板;第二個人盔甲表層是薄鋼板,下面填充棉絮等軟質材料。當使用相同的力量擊打這兩個人時,很明顯第一個人更痛更受傷,前提是第二個人盔甲表面的鋼板不會被打爛和刺穿。這鋼板就是主要受力機構,而填充物則是其它結構,同理汽車碰撞時,主要受力機構不嚴重受損,其它結構變形越大,人反而越安全。
而對于新能源電動汽車來說,輕量化更是重中之重。因為現(xiàn)階段新能源電動汽車開發(fā)主要受限于續(xù)航里程,必須先保證其續(xù)航里程,方能以此做生存之本。續(xù)航里程的提升,除了通過提高三電的性能外,降低汽車重量也是提高續(xù)航里程的有效措施,實驗數(shù)據(jù)表明,電動汽車每降低100KG,相同情況下,續(xù)航里程可提升10%-11%。
新能源汽車結構輕量化的四大方案
車身重量占車身重量的1/3-1/2,汽車輕量化主要就是車身的輕量化。車身輕量化可以通過車身的結構、材料和工藝改進來實現(xiàn),而結構一般是和材料結合起來研究的。
熊飛這次主要分享了吉利輕量化部門在結構和材料上的一些方案,所以先看一下材料與結構的輕量化方案。根據(jù)熊飛介紹,目前汽車車身輕量化在材料結構方面有以下四種方案:
鋼鋁混合+塑料件車身:前地板為鋼材料;后地板為鋁框架,后備胎處為塑料結構;前蓋為鋁沖壓;后蓋采用SMC尾門;翼子板為PP塑料。這種方案相對于傳統(tǒng)車身可以減重23.5Kg。
吉利目前考慮的前三種方案都是前艙主體沿用FE-6(吉利全球鷹的平臺),局部匹配三電開發(fā)。這三種方案中,全鋁車身在輕量化效果上有著碾壓式的領先,那為什么吉利五年內不考慮全鋁車身。對此,熊飛在現(xiàn)場給出了目前市場分析的前三種方案及傳統(tǒng)方案成本對照表:
傳統(tǒng)車身與前三種輕量化結構模具費對比同時,熊飛還表示,吉利目前采用第一種方案,因為第一種方案雖然輕量化效果一般,但是開發(fā)成本比傳統(tǒng)車身還低,有良好的產業(yè)化前景。