汽车轻量化论坛 首页 资讯中心行业动态

2014 Euro Car Body 参展车型车身用材解析—Fiat 500X

2015-5-6 09:15 2117 6
简介
菲亚特便推出该款定位跨界车的500X。新款Fiat 500X的用材情况,本站特邀请行业专家对该车车身用材及轻量化情况进行深度解析。

   Fiat 500X是继Fiat500500C500L之后,菲亚特500家族的又一款新车型,新一代Fiat500在全球范围内已经积累了一些市场认知度,再加上城市crossover细分市场近年来的快速增长趋势,菲亚特便推出该款定位跨界车的500X。新款Fiat 500X的用材情况,本站特邀请行业专家对该车车身用材及轻量化情况进行深度解析。

一、车型基本信息
SOP时间(month/year)2015
所属车型等级(欧洲)分类 (A, B, C, D, E, F, S, M, J)B 小型车轿车
注:欧洲车型分级:A: mini carsB: small carsC: medium carsD: large carsE: executive carsF: luxury carsS: sport coupesM: multi purpose carsJ: sport utility cars (including off-road vehicles)。世界各国对车型级别的分类详见:Car classificationhttp://en.wikipedia.org/wiki/Euro_Car_Segment)。
车型尺寸:长**=4.262m*1.796m*1.611m中型
前轮距:1.548m   
后轮距:1.549m
 距:2.570m
车身脚印面积:= (Track, front + Track, rear)/2*轴距=3.99m2
 
二、车身重量信息
1)白车身总重量:380.4 kg 包括四门两盖等覆盖件,以及保险杠横梁的非油漆车身。
        白车身骨架重量:283.6kg
        白车身开启件和翼子板重量信息:
        四门总成 (不带铰链)56.9kg
        发动机罩盖 (不带铰链) 13.0kg
        后备门(不带铰链)12.3kg
         左右翼子板 (两边之和) 5.2kg
      前段模块(Front end modules: 8kg
        前后保险杠横梁(包括前副保险杠)总成:13.7kg
 
2)车身轻量化设计:
        1给出了Fiat 500X相对于上一代车型的车身轻量化方案。由图可知,在该车型开发过程中未来实现某种性能要求,有增加重量的方案,也有通过材料或结构优化来实现轻量化的方案,最终整体重量下降约21kg
1给出了Fiat 500X相对于上一代车型的车身轻量化方案
2 车身轻量化系数计算方法示意图
        目前行业评价车身轻量化水平的指标主要是车身轻量化系数,车身轻量化系数的计算方法见图2。报告显示,该车身的弯曲刚度为13500N/mm,静态扭转刚度为26950 Nm/°,比上一代产品的扭转刚度提升近38%,如图3所示。车身的轻量化系数为3.02,比上一代产品轻量化系数降低33%,但车身实际重量却仅下降了6.5%。单从车身轻量化系数来看,似乎该车型的轻量化相对于上一代车型进展很大,然而其重量仅仅是降低6.5%。扭转刚度的提升对于汽车的舒适性和安全性都有重要的作用,但是这个刚度数值是否越大越好一直在行业存在争议,也就是说,是否存在性能过剩的问题。如果说扭转刚度20000Nm/°就足以满足一般操控性和NVH等性能的要求,那是否可以牺牲一定的扭转刚度而换取更多的减重空间的确是个值得讨论的问题。
3 两代车型的扭转刚度和轻量化系数对比
        今年ECB会议参展车型奔驰C-Class的扭转刚度达到43000 Nm/°,对于这种级别的豪华车型来说,通过提高刚度来改善操控性。但对于一般汽车,过高的刚度反而不利于舒适性(当然,整车的舒适性是结合车身和底盘调教技术最终体现出来的)。毕竟目前国内的紧凑型轿车的车身扭转刚度普遍在16000-22000 Nm/°之间,相对于2010年以前的车型已经有很大的进步了,且舒适性和安全性也基本满足用户需求。
        此外,关于车身扭转刚度的数值问题,除了车身结构本身的因素(实际扭转刚度),测试方法对刚度的数值影响也非常大。根据相关行业数据可知,现有各大主机厂的车身扭转刚度的测试方法差异非常大,主要体现在加载位置的差异,加载点在后纵梁的安装点可能与ShockTower的支座加载点存在近30%的差异。
        车身轻量化系数是2000年左右最早由宝马汽车公司提出,鉴于以上原因,笔者认为,现有的车身轻量化系数作为车身轻量化的评价指标存在一些不足。不能完全以轻量化系数大小论英雄,也要关注车身实际的重量变化,毕竟轻量化与否还是与实际重量相关联的。
三、白车身用材分布
4白车身用材分布示意图
        整个车身还是以钢为主,仅是部分零部件采用了铝合金复合材料等轻量化新材料。图4给出了Fiat 500X白车身的材料强度分布。资料显示,Fiat 500X白车身的高强度钢比例达到73%,其传统高强度钢用量为40.6%,超高强度钢的比例仅0.5%,热成形钢用量达到10%,铝合金和复合材料1.2%。图5给出了2007ECB会议中Fiat 500的车身用材情况。由图可知,相对于Fiat 500Fiat 500X的热成形钢增加仅1%(屈服强度大于1000MPa的钢基本可以认为就是热成形钢)。由于两款车型的高强度钢的定义方法不同,因此也无法比较其他钢种的变化情况(高强度钢的定义与分类,请点击下载高强度钢应用手册查看:http://www.qichecailiao.com/bbs/thread-47410-1-1.html)
5 2007款两门版Fiat 500的车身用材情况
        Fiat 500X的热成形钢主要应用在B柱、A柱和门防撞板等典型热冲压钢的应用部件,对于满足安全法规起到了重要的贡献,用量和应用部位都无太大亮点,遵循微型车高强化的特点(目前有观点认为:微型车在成本可接受的前提下,应尽可能的采用高强度钢,提高安全性。)。此外,B柱和后纵梁还采用了补丁板热冲压技术,见下图6。此技术在2007款车型中也有应用,在实际减重的同时还节省了成本,见图7
6 补丁板热冲压技术的B柱和后纵梁
7 2007款两门版Fiat 500补丁板热冲压技术的B
        Fiat前保险杠横梁采用铝合金挤压型材,是Fiat车型较为普遍的轻量化方案,在阿尔法罗密欧等车型上也普遍采用。保险杠横梁铝合金化也是目前国外紧凑型较为普遍的轻量化方案,通过结构的合理设计可以满足高低速碰撞要求,也能很好地发挥铝合金吸能的特性。铝合金保险杠横梁的应用也是国内自主品牌车型可以借鉴的,无论从轻量化效果、碰撞安全性能要求和成本等方面都是在可接受的范围,对于售价10万元以上的车型基本完全可以批量应用。目前已知应用铝合金保险杠横梁的自主品牌车型有东风风神A60、吉利博瑞、长城哈弗H8和红旗等车型。
        该车型的后保险杠还采用了塑料复合材料,目前市场上日韩系车应用较多,似乎成本和轻量化效果上都有一定的优势。但由于目前中国消费者在众多所谓“专业汽车传媒”的宣传误导之下,对于汽车保险杠横梁的众多信息存在认识上的误区。
        是否安装保险杠横梁?
        横梁的材质是不是钢的?
        厚度是不是到位?
        这些问题也一直困扰汽车企业轻量化方案的选择。消费者无线更多的担心,因为任何一款汽车产品达不到法规要求是无法通过上市公告的。目前国产车中,已知江淮瑞风S3采用了GMT【玻纤毡增强热塑性片材(Glassfiber Mat Thermo-plastic简称GMT)】后保险杠横梁。关于瑞风S3的后保险杠的视频可以点击查看:http://www.qichecailiao.com/video/show-60.html。任何新的技术都需要一个市场接受的过程,在技术问题解决之后,还需要加强市场宣传和消费习惯的引导。
四、白车身的连接技术
        车身的连接技术,是由其车身零件的用材来决定的。对于钢制车身,点焊仍然占主角,也采用了少量的弧焊、胶接、激光焊接、自攻螺钉连接工艺等作为补充。Fiat 500X的车身连接技术也不例外,其车身焊点数量达到95%以上。下表为Fiat 500X的白车身的连接技术清单,经过折合计算整个白车身的等价焊点数达到6134个。
连接技术
连接点数量或连接长度
等价焊点数量/
测算依据
点焊(钢)
4811
4811
11 WSE
螺栓链接
93
282
0.331 WSE
220
667
0.331 WSE
激光焊接(钢)
3.72m
113
33mm=1WSE
MAG焊(钢)
1.995m
80
25mm=1WSE
Adhesives胶粘接
(结构胶)
(辅助粘接)
(折边胶)
60.66m
34.32m
10m
16.33m
182
333mm=1WSE
        关于等效焊点的计算,这两年的ECB会议介绍资料发生了一些变化。2013年之前,ECB对于粘接工艺仅计算结构胶的长度,结构胶与等效焊点折算比为50mm=1WSE2014年起粘接工艺长度也包含了折边胶、点焊胶等非结构胶,但与等效焊点的折算比仅为333mm=1WSE。总的趋势是粘接工艺长度的等效焊点折算比以往更小。
 
五、总结
       菲亚特500X500一样单靠一个活泼可爱的外形就能获得不少青睐的小车,同时,作为一款的crossover,该车还具有一定的实用性能和安全性能。根据最新的Euro-NCAP安全评级结果,菲亚特500X获得了四星安全评定。目前国内尚未正式上市时间,2016款菲亚特500X美国售价20900美元,折合人民币约13万。国内如果进口上市,预计至少20万元起(Fiat500目前国内也约20万起)。另有消息,该车的国内版目前正在国内开展路试评测。
作为一款20万左右的进口车,车身依然沿袭实用主义的用材理念,以钢材为主,少量铝合金和塑料复合材料的应用。10%左右热冲压成形钢的应用,也仅获得了Euro-NCAP四星安全评定。相比之下,更应该给国内的观致3等获得Euro-NCAP五星安全评定的国产车点赞。
 
本站特聘专家原创文章:引用请注明出处,否则本站有权追究责任!文章内容仅代表个人观点。
 
作者简介:
      江淮秀才(笔名),中国汽车材料网技术顾问,十余年的汽车材料技术与管理经验,主要从事汽车轻量化材料与工艺、汽车新材料新工艺、汽车材料性能、汽车回收利用等技术的应用研究。

汽车材料行业研究与咨询业务请点击:http://www.qichecailiao.com/reserch/
收藏 分享 邀请

鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋
此篇文章已有6人参与评论

请发表评论

全部评论

查看全部评论>>

精彩阅读

广告位

关注汽车轻量化最新动态

官方微信

汽车材料网

全国服务热线:

0551-63857995

地址:安徽省合肥市北二环利浩财智广场

邮编:230001 Email:service@qichecailiao.com

Powered by 汽车轻量化在线  皖ICP备10204426号-3

关于我们-联系方式- 汽车轻量化在线