摘要：鋼鋁混合車(chē)身，讓豪華車(chē)的“專(zhuān)屬配置”惠及廣大消費(fèi)者。
5月16日，中國(guó)汽車(chē)行業(yè)內(nèi)最高級(jí)別的科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)、被譽(yù)為中國(guó)科技界汽車(chē)“奧斯卡”的中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮在北京舉行。由廣汽集團(tuán)牽頭，聯(lián)合廣汽埃安與大連理工大學(xué)共同完成的“電動(dòng)汽車(chē)輕量化鋼鋁混合車(chē)身研發(fā)與制造關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目榮獲科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
廣汽研究院車(chē)體中心車(chē)身工程部車(chē)身集成科科長(zhǎng)耿富榮代表項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)上臺(tái)領(lǐng)獎(jiǎng)
“電動(dòng)汽車(chē)輕量化鋼鋁混合車(chē)身研發(fā)與制造關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目榮獲中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)
更輕量化、更安全，是造車(chē)的永恒追求。以鋁合金替代傳統(tǒng)的鋼鐵材料，在減重的同時(shí)提升車(chē)身安全性能，是行業(yè)的一大趨勢(shì)。在2015年前后，受制于技術(shù)水平和造價(jià)成本，只有豪華品牌才擁有鋁制車(chē)身。
為了平衡鋁制車(chē)身結(jié)構(gòu)重量、性能、成本，以及共線(xiàn)生產(chǎn)等多個(gè)難題，廣汽研究院歷時(shí)5年，提出“上鋼下鋁”車(chē)身開(kāi)發(fā)技術(shù)方案，攻克了汽車(chē)輕量化正向設(shè)計(jì)、高性能框架結(jié)構(gòu)、高強(qiáng)度連接和柔性制造等關(guān)鍵技術(shù)，掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)超百項(xiàng)，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，鋼鋁混合柔性生產(chǎn)線(xiàn)等技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；項(xiàng)目成果在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，成功應(yīng)用于廣汽埃安AION LX、AION V等量產(chǎn)車(chē)型，實(shí)現(xiàn)了科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，全面展現(xiàn)自主品牌的研發(fā)實(shí)力和創(chuàng)新能力。
多材料輕量化結(jié)構(gòu)正向設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)“最佳平衡”
《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)圖2.0》明確指出，多材料混合應(yīng)用是我國(guó)今后汽車(chē)輕量化發(fā)展的主要方向。本項(xiàng)目創(chuàng)新采用“上鋼下鋁”車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即上車(chē)體鋼制結(jié)構(gòu)（高強(qiáng)度鋼占白車(chē)身比例31%）+下車(chē)體鋁制結(jié)構(gòu)（鋁合金占白車(chē)身比例45%），成功實(shí)現(xiàn)了整車(chē)重量下降、剛度上升、續(xù)航增加、成本降低、安全加強(qiáng)等一系列創(chuàng)新成果。
本項(xiàng)目創(chuàng)新采用“上鋼下鋁”車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
多材料如何實(shí)現(xiàn)合理分布、各司其職？項(xiàng)目針對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，提出了基于多模型拓?fù)鋬?yōu)化的框架車(chē)身載荷路徑設(shè)計(jì)、基于“拓?fù)?參數(shù)”一體化的混合優(yōu)化、高精度特性參數(shù)化框架車(chē)身設(shè)計(jì)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車(chē)身結(jié)構(gòu)重量、性能、成本的“最佳平衡”，相對(duì)于全鋼制車(chē)身重量減少了70千克，輕量化系數(shù)2.39，達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平。
鋼鋁混合多元環(huán)籠框架提升車(chē)身性能
鋼和鋁硬度不同，是否會(huì)因連接不良影響汽車(chē)的安全性？項(xiàng)目發(fā)明了高剛性連續(xù)閉環(huán)車(chē)身框架，即車(chē)身框架形成多個(gè)連續(xù)閉環(huán)，接頭采用高真空壓鑄鋁接頭結(jié)構(gòu)，有效提升剛度，車(chē)身扭轉(zhuǎn)剛度28370Nm/°；項(xiàng)目發(fā)明了“雙人字形”碰撞吸能結(jié)構(gòu)，在碰撞時(shí)通過(guò)車(chē)身兩個(gè)“人字形”框架將載荷向門(mén)檻、A柱、橫梁分散和傳遞，最大限度吸收碰撞能量，車(chē)身抗撞性能滿(mǎn)足C-NCAP五星安全要求，還能為電池騰出更多的空間，電池橫向布置空間增加298mm，相對(duì)于鋼制車(chē)身增加約三分之一；項(xiàng)目發(fā)明了雙環(huán)路后部框架結(jié)構(gòu)，后塔座框架采用H型結(jié)構(gòu)，有效分散集中載荷，提升底盤(pán)的承載能力。
本項(xiàng)目發(fā)明高剛性連續(xù)閉環(huán)車(chē)身框架
先進(jìn)混合連接技術(shù)提升連接強(qiáng)度和質(zhì)量
鋁合金車(chē)身普及的難點(diǎn)還在于制造工藝，鋼鋁連接本身就是一個(gè)技術(shù)難題。傳統(tǒng)的同種材料連接采用電阻熔化焊，但由于鋼和鋁的電阻、熔點(diǎn)均不同，無(wú)法直接進(jìn)行電阻熔化焊。項(xiàng)目發(fā)明了大球面鋁點(diǎn)焊、高性能鋁合金結(jié)構(gòu)膠和高強(qiáng)度輕質(zhì)合金溫?zé)嶙詻_鉚接等連接技術(shù)，解決了鋼鋁車(chē)身高強(qiáng)度連接的關(guān)鍵技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)鋼鋁混合車(chē)身產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。
全球首創(chuàng)鋼鋁混合共線(xiàn)生產(chǎn)
通過(guò)本項(xiàng)目，廣汽埃安建造了全球第一條鋼鋁混合柔性生產(chǎn)線(xiàn)，可以兼容多款車(chē)型共線(xiàn)生產(chǎn)，不同車(chē)型的切換生產(chǎn)最快可在1分鐘內(nèi)完成，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
項(xiàng)目針對(duì)兩種材料車(chē)身總拼定位系統(tǒng)不統(tǒng)一、SPR和鋼點(diǎn)焊設(shè)備接口要求不同等問(wèn)題，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)發(fā)鋼鋁混合柔性生產(chǎn)線(xiàn)，通過(guò)鋼鋁連接快速切換、夾具隨行存放、立體隨動(dòng)送釘技術(shù)，實(shí)現(xiàn)同步切換，保證節(jié)拍效率，主線(xiàn)自動(dòng)化率達(dá)到100%，白車(chē)身制造精度高達(dá)94%以上。項(xiàng)目還通過(guò)新型鋯系薄膜電泳前處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)任意比例的鋼鋁混合材料的共線(xiàn)涂裝生產(chǎn)，提升鋼鋁車(chē)身漆膜性能保護(hù)能力，減少涂裝前處理廢渣處理90%以上，降低了能耗和維護(hù)成本。
廣汽埃安智能生態(tài)工廠鋼鋁混合柔性生產(chǎn)線(xiàn)
項(xiàng)目運(yùn)用新材料和新工藝，將輕量化做到極致，同時(shí)大大提升了電動(dòng)汽車(chē)的節(jié)能表現(xiàn)，對(duì)行業(yè)升級(jí)和社會(huì)綠色發(fā)展意義深遠(yuǎn)。該項(xiàng)目的成功不僅在于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，還在于它改變了人們的生活，讓人人都能體驗(yàn)到豪車(chē)般的享受。項(xiàng)目成果率先應(yīng)用在AION LX、AION V車(chē)型，并推廣到廣汽三菱及合創(chuàng)等合資車(chē)型，市場(chǎng)反響熱烈。截至2023年4月，AION LX、AION V系列車(chē)型累計(jì)銷(xiāo)量超6.8萬(wàn)輛。
2019年，率先應(yīng)用鋼鋁混合車(chē)身的AION LX量產(chǎn)上市
定位在20萬(wàn)級(jí)的AION V同樣擁有鋼鋁混合車(chē)身
“加快實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)，是推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。”正因?yàn)閺V汽集團(tuán)始終把科技創(chuàng)新放在核心位置，為消費(fèi)者開(kāi)發(fā)更安全、更環(huán)保的座駕，才能在中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)白熱化的競(jìng)爭(zhēng)中始終保持著主動(dòng)權(quán)和領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。作為廣汽集團(tuán)的研發(fā)體系樞紐，廣汽研究院將不斷加大研發(fā)投入，在關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域形成更多研發(fā)成果，為廣汽集團(tuán)、為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，提供技術(shù)創(chuàng)新和科技引領(lǐng)的強(qiáng)力賦能。
