現(xiàn)代汽車為什么要搞全鋁車身？目前發(fā)展到哪個(gè)階段了？

全鋁車身（AFS Aluminum frame System）概念是奧迪第一個(gè)提出并在1993年第一個(gè)應(yīng)用在A8上的。至今為止，全鋁車身技術(shù)已經(jīng)十分成熟，AFS也已經(jīng)成為高端車及跑車車體結(jié)構(gòu)的標(biāo)配。

盡管在國內(nèi)鋁合金車體零件才剛剛興起，但歐洲在這方面已經(jīng)走在亞洲和美洲汽車廠商的前列，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。



為什么要搞全鋁車身？

隨著世界能源價(jià)格上漲與短缺，以及對(duì)環(huán)保的關(guān)注與要求日益嚴(yán)格，各國政府與組織為減少汽車尾氣排放對(duì)環(huán)境的影響，出臺(tái)種種政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)與條例。研究表明，乘用車城市標(biāo)準(zhǔn)道路行駛，油耗85%左右為其自身質(zhì)量所消耗；整車質(zhì)量降低10%，可節(jié)油6%~8%；汽車質(zhì)量每減車100kg，可減少油耗0.3L/100km~0.6L/100km，溫室氣體排放降低約5g/km。

而輕量化途徑不外乎兩條：改變?cè)O(shè)計(jì)，更換材料。

談到更換材料，目前汽車輕量化主要措施是采用高強(qiáng)度鋼和輕質(zhì)材料。高強(qiáng)度鋼存在成形困難的問題，碳纖維因?yàn)楦甙旱膬r(jià)格無法普及，而鋁合金材料因其優(yōu)異的可塑性、耐腐蝕性、高強(qiáng)度和高韌性等特點(diǎn)已成為輕量化車身最為理想材料。



與鋼材相比，鋁合金材料由于導(dǎo)熱性較強(qiáng)，屈服強(qiáng)度較低，在車身的制造過程中，需要大量使用新型連接技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)焊接工藝，因此，鋁合金車身連接的科學(xué)規(guī)劃和合理運(yùn)用，就成為了車身質(zhì)量控制的關(guān)鍵。

現(xiàn)在看來，改變?cè)O(shè)計(jì)的潛力不是沒有，但甚少，最有潛力的是更換材料，采用密度比鋼與鑄鐵密度小的材料，如鋁、鎂、復(fù)合材料等，但當(dāng)前性價(jià)比最高的是鋁，所以當(dāng)前都在以鋁代鋼上下功夫，當(dāng)然也在研發(fā)以鎂代鋼與代鋁，但不是主流。

如，以鋁合金取代低碳鋼制造車身鈑金件可使質(zhì)量減輕50%；用11b（磅）擠壓鋁合金型材可取代21bs.鋼，可節(jié)約11.7L原油；鋁合金車身結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度在鋼結(jié)構(gòu)的相等或更高時(shí)，吸收撞擊能的能力比鋼結(jié)構(gòu)的大1倍余，因而安全性大為提高。

據(jù)國外相關(guān)研究表示，2020年乘用車（轎車、多用途汽車MPV、多用途跑車SUV）發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋鋁化率可大于70%，其他覆蓋件鋁化率也會(huì)有較大提高，預(yù)計(jì)2020年歐盟、北美、日本汽車車身鋁合金薄板需求量可達(dá)1000kt。

據(jù)預(yù)測(cè)2025年北美生產(chǎn)新型客貨兩用車有75%將使用鋁車身。而乘用小車車身結(jié)構(gòu)的全鋁輕量化有兩條路線：一為將鋼結(jié)構(gòu)一次全部變?yōu)殇X結(jié)構(gòu)；二為將鋼結(jié)構(gòu)先變?yōu)榛旌喜牧辖Y(jié)構(gòu)，再變?yōu)槿X結(jié)構(gòu)。

奧迪R8采用全鋁車身，整個(gè)車體成分里，70%是鋁合金、13%是增強(qiáng)碳纖維（CFRP）。

R8車身高性能復(fù)合材料被稱為 Audi Space frame（AFS），其總重量只有 210 公斤，不到鋼鐵車架的一半重，但是強(qiáng)度和抗沖擊性能都十分出色。

特斯拉Model S 97%車身為輕質(zhì)鋁合金打造

一卷鋁材的費(fèi)用是3萬美元，打造全車需要50-60種不同的鋁卷材，全鋁合金車身的重量僅為190kg。

捷豹XFL，鋁合金應(yīng)用比例達(dá)75%，獨(dú)家采用RC5754高強(qiáng)度鋁合金

由世界頂級(jí)鋁材供應(yīng)商諾貝麗斯定制化供應(yīng)，應(yīng)用于加強(qiáng)件；而AC300 T61 等高強(qiáng)度鋁合金，則應(yīng)用于碰撞結(jié)構(gòu)中。

蔚來ES8車型采用了全鋁車身結(jié)構(gòu)

96.4%鋁材使用率

該車成為世界量產(chǎn)車中全鋁車身鋁材含量最高的車型，包括車身最關(guān)鍵的傳力路徑和承載部位均使用高性能鋁材。

走進(jìn)蔚來全鋁車身，全鋁車身則采用鉚接技術(shù)，車身連接處不會(huì)產(chǎn)生熱變形，無飛濺產(chǎn)生，沒有高溫，且鉚接機(jī)器人工作時(shí)的噪音也要明顯小于焊接機(jī)器人，因此車間內(nèi)噪音很小。

全鋁車身在線檢測(cè)

蔚來合肥廠全鋁車身生產(chǎn)線已生產(chǎn)近百臺(tái)ES8白車身用于測(cè)試



蔚來南京整車試制線