“在未來(lái)的五年之內(nèi),中國(guó)的全鋁車身一定停留在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、樣車試制、小批量投產(chǎn)這幾個(gè)階段,不太可能形成產(chǎn)業(yè)化,所以吉利未來(lái)五年不會(huì)考慮全鋁車身?!奔瘓F(tuán)總工程師熊飛在2016年7月12日舉辦的德國(guó)萊茵“質(zhì)勝中國(guó)”論壇會(huì)上說(shuō)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(guó)內(nèi),雖然起步較晚,但依舊引起了行業(yè)的高度重視。長(zhǎng)城、長(zhǎng)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(chǎn)線,新興造車企業(yè)車和家也計(jì)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(shì),而在車企紛紛進(jìn)行汽車輕量化時(shí),部分消費(fèi)者并不買賬,他們認(rèn)為“輕量化”不過(guò)是車企降本的措施而已,并不能給他們帶來(lái)實(shí)際利益,反而降低了他們的行車安全性。事實(shí)真的是如此嗎?
汽車輕量化后更安全
在2013年,福特做了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn),兩輛福特蒙迪歐進(jìn)行碰撞實(shí)驗(yàn),一輛負(fù)載為一個(gè)成人模型,另一輛負(fù)載2個(gè)成人模型,除此之外完全相同。碰撞結(jié)果:負(fù)載輕的汽車受損更嚴(yán)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(dāng)然你不能拿不同級(jí)別的車做實(shí)驗(yàn),任何普通乘用車與卡車相撞,不管車重如何,結(jié)果其實(shí)是一樣的。
車受損越嚴(yán)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(huì)停下來(lái),動(dòng)能并不會(huì)消散,而是以能量傳遞或轉(zhuǎn)換的形式流失。而碰撞的主體只有人和車,能量不是轉(zhuǎn)移到人身上就是車身上,所以在汽車沒(méi)有重度受損的情況下,車受損越嚴(yán)重,人反而越安全。
這里有一個(gè)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(jié)構(gòu)的強(qiáng)度下進(jìn)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(diǎn)說(shuō),汽車可以看成盔甲,第一個(gè)人的盔甲只是一塊厚鋼板;第二個(gè)人盔甲表層是薄鋼板,下面填充棉絮等軟質(zhì)材料。當(dāng)使用相同的力量擊打這兩個(gè)人時(shí),很明顯第一個(gè)人更痛更受傷,前提是第二個(gè)人盔甲表面的鋼板不會(huì)被打爛和刺穿。這鋼板就是主要受力機(jī)構(gòu),而填充物則是其它結(jié)構(gòu),同理汽車碰撞時(shí),主要受力機(jī)構(gòu)不嚴(yán)重受損,其它結(jié)構(gòu)變形越大,人反而越安全。
而對(duì)于新能源電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō),輕量化更是重中之重。因?yàn)楝F(xiàn)階段新能源電動(dòng)汽車開(kāi)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(guò)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,電動(dòng)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(jié)構(gòu)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(guò)車身的結(jié)構(gòu)、材料和工藝改進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn),而結(jié)構(gòu)一般是和材料結(jié)合起來(lái)研究的。
熊飛這次主要分享了吉利輕量化部門在結(jié)構(gòu)和材料上的一些方案,所以先看一下材料與結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu);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(duì)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(tái)),局部匹配三電開(kāi)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(lǐng)先,那為什么吉利五年內(nèi)不考慮全鋁車身。對(duì)此,熊飛在現(xiàn)場(chǎng)給出了目前市場(chǎng)分析的前三種方案及傳統(tǒng)方案成本對(duì)照表:
部件費(fèi)用 | 傳統(tǒng)鋼板結(jié)構(gòu) | 1.鋼鋁+塑料 | 2.四門兩蓋鋁 | 3.全鋁 |
四門模具費(fèi)(萬(wàn)) | 2670(國(guó)外) | 2671(國(guó)外) | 3400(國(guó)外) | 3401(國(guó)外) |
前后蓋模具費(fèi)(萬(wàn)) | 1600(國(guó)外) | 1800(國(guó)外) | 3700(國(guó)外) | 3701(國(guó)外) |
側(cè)圍模具費(fèi)(萬(wàn)) | 3900(國(guó)外) | 3901(國(guó)外) | 3902(國(guó)外) | 5070(國(guó)外) |
翼子板模具費(fèi)(萬(wàn)) | 1500(國(guó)外) | 400(塑料) | 1500(國(guó)外) | 1950(國(guó)外) |
頂蓋模具費(fèi)(萬(wàn)) | 500(國(guó)外) | 200(玻璃) | 201(玻璃) | 202(玻璃) |
合計(jì)(萬(wàn)) | 10170 | 9270 | 12700 | 14320 |
同時(shí),熊飛還表示,吉利目前采用第一種方案,因?yàn)榈谝环N方案雖然輕量化效果一般,但是開(kāi)發(fā)成本比傳統(tǒng)車身還低,有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。