【车展专题】轻量化：安全·绿色 ·生态·...

摘要

面对全球资源和环境的双重压力，各国日益严格的排放标准，汽车轻量化已迫在眉睫。一般而言，车重减小10％，油耗降低6％～8％，排放降低5～6%，百公里加速提升8～10%，制动距离缩短2～7m，转向力减少6%，在节能减排的同时也可提升整车操控性能。

北汽股份汽车研究院高度重视轻量化落地，依托集团内部优势资源，同时联合国内外著名厂商，如延锋、纳通集团、宝昀、凌云等，从设计、材料、工艺及用户使用等多维度开展技术研发。2016年3月，北汽被评为国内汽车行业首批“生态设计示范企业试点单位”。

北京国际车展，北汽股份汽车研究院以交互式LED视频与实物展件相结合的方式进行轻量化技术展示，如图1所示，本次车展涵盖5项轻量化技术，涉及7个零部件，包括塑料后尾门、温成形B柱、碳纤维发动机罩、聚乳酸门内饰板等轻量化零部件，并集中展示3个实体零部件。

图1：北京车展北汽轻量化技术展台效果图

塑料后尾门

采用塑料尾门模块，如图2，代替传统的钢质尾门，将传统12个钢质零件集成为2个全塑尾门；门外板采用高强度改性PP（聚丙烯）、内板及骨架采用PLA(聚乳酸)+LGF(长玻纤)+玻璃微珠注塑成型，通过胶粘成一体，省去冲压、焊接、电泳等工序。实现减重4.2kg，减重率达26%，可满足该部件尺寸、外观、性能等技术要求，实现模块化总成供货。

图2

温成形B柱

温成形技术是基于第三代高强钢-中锰钢，在高于室温和低于再结晶温度范围内完成的成形工艺，是一种能够替代热成型板材的有效新技术，可降低成本。温成形与热成形相比，温成形钢韧性较好，在碰撞中吸能更加充分，安全性更高。此外，温成形成形温度在825℃，比热成形成形温度（950℃）低，降低生产能耗，降低排放，起到节能环保的效果。如图3，温成形B柱。

图3

碳纤维发动机罩盖

北汽自主研发的碳纤维发动机罩盖，如图4，重量为13.25kg，较钢质/铝板机盖减重49%。零部件功能集成和结构集成度大大提高，内板可以集成铰链加强板、气弹簧加强板等多个零部件，降低零件数量，控制零件成本；碳纤增强发动机罩防腐性好，可省去了磷化和电泳处理，同时韧性、抗凹性更高，隔音效果更佳，整车NVH性能提升。

图4

辊压成型技术

传统门槛采用冲压工艺，采用分段式设计，即前后两段冲压，再焊接为一体。现辊压门槛采用辊压工艺，一体成型，既实现了一体化设计，又实现了轻量化，并且在材料利用率提升、生产效率等方面都显著优于传统冲压工艺。

图5

辊压前防撞梁

辊压工艺可实现冷冲压无法实现的强度，1200MPa级别，相比热成型，辊压成型具备生产效率高，成本低的有点。基于以上，辊压成型防撞梁，如图6，是相对于冷冲压、热冲压更具优势的轻量化方式。

图6

锻造镁合金轮毂

镁合金锻造轮毂，如图7，有更轻的重量、更好的散热性能、更高的强度，可承受更高的载荷、更强的冲击，显著提升整车NVH性能；同时，转向力、加速时间、制动距离均减少，整车操控性能显著提升。簧下质量的降低，减少了四轮的转动惯性，使汽车的加速响应提高，并相对减少制动的能量需求，从而减少了油耗；镁合金轮毂减重率高达25%，油耗可降低5%、排放可减少8%。

图7

门内饰板

传统的门内饰板采用石油基复合材料注塑成型，这类复合材料含有烷烃、烯烃、芳烃、醛类和酮类等有毒有害物质，它们具有特殊的刺激性气味，有害人员健康，同时不利于回收，不环保。而聚乳酸(PLA)门内饰板，如图8，是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源所提取的淀粉原料制成，由于其具有良好的生物可降解、100%绿色环保、无气味、极低VOC和优异的物理性能成为未来汽车领域的热门研究材料，可广泛应用于开发仪表盘上的电子中控台、换挡底座、顶灯壳体、备胎舱盖、前格栅等内外饰零部件。

图8

北汽股份汽车研究院以满足国家汽车节能、安全、环保要求为目标，在设计、材料、制造和知识产权核心技术群及国际著名的产学研用先进资源的整合中，始终秉承精益求精的工匠精神，提升汽车产品轻量化应用水平，全面推动北京汽车成为具有国际竞争力的汽车制造商和服务提供商，成为汽车行业的领军者。