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低速电动车车身轻量化的技术途径分析

 书剑秋 2017-07-12

三、轻量化制造工艺

轻量化制造工艺主要指轻量化车身材料制造和连接的新工艺。车身材料制造方面包括复合材料的片状模压成型(SMC)、树脂转移成型(RTM)等成型工艺及金属合金材料的液压成型、内高压成型、热成型及铝合金半固态成型等新型成型工艺。

例如液压成形就是一种柔性的成形技术,它是把流体介质作为冲压时的传力介质,取代了刚性冲压中的凸模与凹模,流体介质以髙压形式冲入需要成形的管件或板料的模具中,使管件或板料在模具内由液体压力变形成模具的造型,最终成为所需的汽车零部件形状。比如新奥迪A8的拱形车顶、车身框架、车身的覆盖件、车门等均采用液压成形技术加工制造,其车身实现了高度轻量化。

另外,激光拼焊技术可以在提升车身各种力学性能的同时,减少车身的材料消耗,减少零件数量,特别是一些加强支撑类的零件。

四、轻量化车身的发展趋势

依据车身应用的材料构成,可以分类为钢车身、以钢为主的多种材料混合车身、铝车身及复合材料车身。如何选择材料与相关的制造技术,取决于车辆的技术目标及成本结构。

钢车身:通过应用更多的高强度钢及先进制造技术减重,与软钢相比高强度钢一般减重10%到25%。

多种材料混合车身:车身材料以钢为主,其次是铝合金、复合材料及镁合金。多种材料混合车身充分挖掘了各种材料的潜力,如用铝保险杠梁改善低速碰撞性能,尾门外板用热固性复合材料SMC或者工程塑料等。

铝车身:铝车身包含全铝车身及以铝为主的车身。如果对零件简单地以铝代钢,减重可达40%-50%,比使用高强度钢代替普通软钢减重更多。但由于铝材价格高,铝车身一般用于高级轿车。对于低速电动车来说,可以考虑采用铝合金来制作模块化的底盘车架结构,如下图所示。

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复合材料车身:以复合材料为主的车身。复合材料也是轻质材料,减重效果明显。

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从轻量化车身材料上看,镁合金、钛合金及碳纤维复合材料的工艺要求和制造成本都非常高,尚有许多关键技术没有突破,目前还不太适合低速电动车轻量化车身制造。

在相当长的时间里,钢作为车身主体材料的地位会继续保持;多种材料混合车身则是发展趋势,钢的用量会逐渐减少;高价格车及小众车型的车身更多应用铝、复合材料等材料也是发展趋势。

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