新材料与工艺手册

[底盘系统轻量化] 全铝制白车身减少车辆总体运营成本的可行性研究

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发表于 2013-4-23 08:24:30 | 显示全部楼层 |阅读模式

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美国铝业协会研究人员近期在进行一项关于白车身材料的研究,研究者将全铝制白车身与钢基白车身进行对比发现,前者比后者的重量要轻35%-40%。研究者表示,在此基础上,将来在全铝制白车身上加装其他车身面板及部件后,约能够提升车辆燃油经济性18%。
研究者进行了一项实验,实验中利用丰田威飒(Venza)跨界车作为测试车辆,对其减重、安全性以及成本三个变量进行统计比较。目标是将这款车的重量减轻20%,同时要满足高速公路安全保险协会与国家公路交通安全管理局的安全标准,此外还需要保证一定标准车辆的动力、操控和制动性能。
实验发现,在威飒测试车身上使用高强度钢材相比目前量产的车身材料,能够使汽车整备质量减轻14%,即便如此,也并未达到实验要求的减重20%的目标,因此,研究者认为必须要在底盘部件及其它部位加入铝材才能达到实验目标。
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在第二次实验中,研究者主要在测试车的白车身材料上作出改变,利用与高强度钢等效的铝材作为白车身材料,并以计算机辅助监控其性能。研究者发现,铝制白车身能够比高强度钢材白车身重量减轻30%以上。该实验仅为可行性研究,不具备量产的条件。它包括以下特点:
1、使用压铸件、挤压件、板件并以铆接形式连接各部件。
2、由于成本高以及工艺较复杂等原因,压铸件在白车身中的使用比例较小。
3、目前的研究阶段采用的最普通的铝材,并且该阶段并没有将需要量产化的各细节因素考虑在内。
4、采用的防撞性标准分别为:FMVSS 208正前方碰撞标准、FMVSS 301后撞测试标准、FMVSS 214侧方碰撞标准以及FMVSS 216顶部粉碎标准。
实验中使用的材料为6022 T6铝合金、5754 O铝合金、6082 T6挤压件。材料性能参数由铝业协会提供,基础材料模型在LS-DYNA软件环境下利用应力应变曲线原理构筑。
根据计算,车身重量每减轻1千克,所用轻量化材料的成本就要上升1美元,而消费者需要2年左右的时间从节省的燃料成本中获得收益与之抵消。


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