新材料与工艺手册

[会员灌水] 杨宇威:北汽的轻量化发展趋势将是多材料混合

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发表于 2016-6-29 10:50:40 | 显示全部楼层 |阅读模式

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       未来5-10年,将迎来全球汽车产业重组和转型升级的重要战略机遇期,轻量化已成为“十三五”期间我国新能源汽车重点专项布局方向之一。在此背景下,6月24日,第一电动网在北京举办电动汽车轻量化沙龙,现场北汽新能源技术部副部长杨宇威表示,截止到21世纪的前十年,因为配置要求的不断上升,导致整个汽车行业的车身重量在增加,因此轻量化的发展对于降低油耗就显得至关重要。他表示,车身减重10%,平均减少燃油量大概6%到8%,对于电动车的电耗也差不多,除了这些点,轻量化对它的经济性、动力性,还有制动性等等,都还有很多的帮助。

北汽新能源技术部副部长杨宇威
轻量化的发展不只是在材料
       而在追求轻量化的发展过程中,其实材料只是其中一部分。杨宇威强调,我们叫做三位一体:轻量化的设计,轻量化的材料,轻量化的工艺。每个材料都有自己的优点、缺点。不光是从材料来讲,从最大方面来说,对金属材料和非金属材料来对比,非金属材料有一点叫做各向异性,而金属材料是各向同性,复合材料一般强调可设计性,需要在哪个方向让它的强度更高,就可以设计它,这是它的一个优点。例如,复合材料可以通过注塑的方式,还可以通过模压,能成型相对复杂的材料。它对于模块化,或者减这个零部件的数量是有效的;金属材料铝合金,比起来钢板是轻很多。但不是每个地方都能用到。不管是拉伸强度还是弯曲强度较之钢板是要低的,但通过设计、有限源分析,单单从材料特性的角度,铝合金一般是比钢板它的延展性要差一些的,所以让它做一些溃缩吸能,它的脆性是缺点。
       在全铝车身领域的发展,杨宇威认为从难度来讲不是多难,他强调全铝主要指是车身框架,而外板四门两盖一换,不算全铝车身。但是它主要的困难在成本, 一般钢质的车身,一个车身的成本大致是在5000到7000元,如果用铝合金会翻三到五倍。所以成本和技术性能的一个平衡,是最主要的一个原因。据了解,北汽新能源今年年底将有一款全铝车身新能源车上市。同时,北汽在这方面要用新的工艺,建新的工厂,铝合金或者新结构的工厂设在常州。

发展轻量化是解决里程焦虑的重要手段

       对于车主来说,轻量化给他带来的好处是不明显的:车重减少100公斤,油耗只能百公里降低0.3升到0.6升。百公里只能省下1.8到3.6块。对于车主来讲是非常不敏感的。但是这个对于传统车的企业,如果不做轻量化,按照国家政策车没法卖。同样对于新能源车,它比传统车对于轻量化的需求更加迫切,不光是针对主机厂,对消费者也是同样。因为它的动力系统还是有区别的,对于同级别的车,新能源车比传统大致重30%以内。如果重5%,这就是国际先进水平了。重到15%、10%这些就一般水平;如果在20%以上就是差水平。而车重增加后装的电池少从而续航里程就短,导致里程焦虑。因此,通过轻量化解决里程焦虑是一个非常重要的手段。
另外,如果在汽车碳纤维的应用是外覆盖件而非承力件,这就没有发挥材料的优势。外覆盖件方面,为什么不用工程塑料呢?工程塑料的密度比碳纤维更轻,而且也能满足需求。像smart、i3都在用这个,其中i3内部用的是碳纤维的车体,外部用的是工程塑料,都能达到轻量化目的。

北汽新能源发展的是多材料混合方向

       产业方面,杨宇威表示碳纤维的生产需要一个共成长的过程,就是主机厂去承担一定的成本上升,汽车企业需要的就是满足我这个原料的性能要求成本可控。杨宇威认为完全量产化的碳纤维零部件完全可以在汽车上应用,而且北汽新能源就是在做承力件。他说道,为什么要照着i3的技术路线呢?7系这种技术路线一、两年内完全量产、应用。B柱、侧围用到了碳纤维,按照这个技术路线完全可以把这些承力件用到,而且北汽现在也在确确实实朝这条路走。像i3这种类型的车,成本太高,但7系类似这种复合材料进行局部,多材料的混合应用绝对是一个方向。
       中国现在的应用是一个到钢铝混合应用的阶段,大部分还是用钢。整体同国际上的趋势,大致分成钢质车身发展到钢铝混合,最后发展到多材料。从全碳的角度,中国现在处于一个钢铝混合的初级阶段。底盘的一些件开始用铝,并且有一些已经比较成熟了,但是车身还是在一个尝试的过程中。对于不同汽车厂家,趋势可能不一样,有些可能就往全铝方向发展。从北汽的角度就是后面发展的是一个多材料混合的趋势,可能以后这个铝合金的用量会逐步增大,甚至有可能它的百分比会超过钢,但是高强钢和超高强钢是不会被取代的。
       还有国家也在提倡用镁合金,因为铝的定价应该说是世界上差不多已经稳定,中国作为产镁大国是有定价权的,所以镁合金也有一定的应用前景,当然复合材料的应用上它会逐步提高,而且这个速度会比较快。

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