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奔馳“鋼板門”持續發酵 鋁制車身鋼制車身到底哪個好?

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2016年9月2日|汽車交通運輸網  http://www.kzcq3.com |打印】【關閉

中研普華報道

近日國產全新奔馳E級長軸距轎車上市,有網友曝出國產的加長軸距車型比海外市場的標準軸距車型重量增加了近300公斤,并指出是由于海外版車身上的鋁制材料在國產化時替換成了鋼制材料。雖然事后奔馳官方發布聲明稱,國產E級車和其它市場銷售的E級車車身一樣均采用鋼鋁混合材料,而且均符合當地法律規定的安全標準。該事件仍引發了業內的激烈討論,一時間,奔馳深陷“鋼材門”的尷尬,并被推向輿論的風口浪尖。

拋開事件本身,人們更為關心的是輕量化大勢下,車身結構到底應該用哪種材料?鋼車身與鋁車身,誰好誰壞,亦或是各有優劣,該如何選擇?未來的車身材料將如何發展?在這場輿論大戰的背后,車身材料的技術與發展正從幕后走向前臺。

 

合適的材料應放在合適的地方

目前主流乘用車上應用的材料主要包括鋼板材料、鋁合金、高性能塑料及復合材料,在一些高端乘用車或電動車上也可見碳纖維復合材料。純鋼板材料多見于中低端乘用車身上,鋼鋁混合材料主要應用于中高端乘用車身上,如奔馳E級,新奧迪Q7等;全鋁車身多應用于50萬元以上高端乘用車,如路虎攬勝,奧迪A8等車型。可見,鋼材和鋁材是目前乘用車車身主流選材。

那么,整車企業在選擇車身材料時會考慮哪些因素?長城汽車股份有限公司輕量化和性能集成主管張湛告訴記者,通常安全碰撞性能是車身選材首要考慮的性能。材料強度在安全傳遞路徑上合理布局,才能有效吸收碰撞能量并保障乘員艙的安全。車身不同部位對剛強度以及碰撞吸能要求不同,企業一般都是基于各部位真實受力情況及性能要求來合理分布不同強度等級的材料,以滿足碰撞安全性、疲勞耐久及NVH靜、動態剛度等性能指標,同時也應兼具系統成本的考慮。

中信微合金化技術中心汽車領域負責人、高級經理路洪洲表示,“合適的材料如何放在合適的地方”,是近年來車身選材的主要思路,但在實際操作中主要是基于經驗層面和對標層面,沒有形成正向選材邏輯,因而很難保證選材的合理性。于是,路洪洲提出了“汽車正向選材系統(FSM)”,配合汽車的正向開發和性能開發。他表示,該系統從零部件的功能、構件的制造工藝特征和成本這三個方面綜合考慮。

 

鋼車身or鋁車身,孰優孰劣?

業內專家表示,鋼車身和鋁車身各有優劣勢,不能一概而論。奇瑞汽車工程研究總院材料工程部主任工程師李軍介紹說,鋼制車身優勢主要是技術成熟度比較高,成本相對較低,但重量沒有顯著優勢。而鋁合金車身優勢主要是輕量化,對于高端車可以留下更多的重量空間去增加配置,例如提高動力性等整車性能。

成本是鋁制車身向低端車普及緩慢的因素之一。“對于以鋼車身工藝為主的傳統車廠,鋁車身涉及一定的工藝改造,如開卷落料、焊接、涂裝等。”張湛說,目前車身用鋁多以5系和6系鋁合金為主,經過拉延及烘烤硬化,屈服強度可達220~260MPa,強度僅能達到一般高強鋼強度水平,因此需要通過截面結構設計及連接工藝來彌補,對傳統鋼車身設計工程師提出挑戰,而且鋁材成本較為昂貴。

據了解,目前產業化的高強度鋼的強度能達到1000MPa,而鋁合金型材一般不會超過500MPa,“但這并不代表鋁合金不安全。實際上對于機械零部件不完全以強度作為安全性的指標,其還需要與零件的剛度、截面等指標綜合考量。”李軍說。

此外,路洪洲表示,鋁制車身的維修復雜,價格也更高。在碰撞變形不嚴重時,鋼制部件通過鈑金維修即可,但鋁制部件基本只能更換,也給消費者帶來成本壓力。

雖然鋁材價格較高,但對于電動汽車而言,鋁材良好的輕量化效果抵消了其較高的材料成本,將成為電動車優選的車身用材。最近一些新能源電動車上也有采用全鋁車身,比如東風E30和奇瑞“小螞蟻”等。

 

車身向多材料化發展

“多材料混合應用是車身乃至整車用材必然的選擇。”采訪中,業內專家紛紛對記者表達了類似觀點。張湛解釋說,車身多材料應用能充分發揮材料強度在車身上的合理布局,同時保證成本適中、能顯著降低重量。

“多材料混合將是汽車輕量化車身的發展趨勢,全鋁車身是豪華車輕量化車身的發展趨勢。”李軍說,目前歐洲主流車型的用材現狀是10萬元以內的乘用車車身用材主要是高強度鋼;10~30萬元的乘用車車身用材趨勢是高強度鋼和鍍鋅板,少量應用鋁合金等;30~80萬元的乘用車車身用材趨勢為多種材料混合,包括高強度鋼、鋁合金、塑料復合材料等等;80萬元以上豪華車發展趨勢為全鋁車身,或碳纖維復合材料車身為主。

路洪洲認為,自主品牌的車型價格正在逐步上調,因此車身上鋁合金的用量也會隨之提高,尤其是在技術要求較低的鋁合金型材上。

此外,張湛表示,就目前情況來說,鋼車身分布范圍較廣,低中高價位均存在,仍是目前最主流車身用材。

“由于鋼鐵材料在強度、塑性、抗沖擊能力、回收使用及低成本方面具有綜合的優越,其在汽車材料中的主導地位仍是不可動搖的,尤其是高強度鋼和超高強度鋼的應用還有將有較大的增長空間。”李軍對記者表達了類似觀點,同時他認為,從自主品牌的發展來說,近期應該重點加強高強度鋼應用技術的研究,深挖高強度鋼的輕量化潛力,提高自主品牌乘用車的市場競爭力。

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