EuroCarBody(简称ECB)欧洲汽车车身会议,每年10月份在德国举行。ECB代表着全球汽车车身发展趋势,近年来一直被誉为车身界的顶级峰会。我们可以从ECB大会的车型轻量化系数,侧面看出车身发展的最新水平。
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图2
由于各年度参展车型的品牌与产品定位存在差异,所以车身轻量化系数变化趋势并非逐年递减,但总体的趋势是下降的。
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图3
2 中国轻量化车身会议
中国轻量化车身会议是由中国汽车工程学会和汽车轻量化技术创新战略联盟主办,旨在推动我国车身及轻量化技术的进步,并提供一个汽车行业车身交流的平台。该会议可从一定程度上展示我国车身轻量化领域的最新技术成果和车型。
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图4
3 等级定义
目前尚无公开资料论证车身轻量化系数的等级及水平高低,以下分类源自北汽。
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图5
方法详解
白车身轻量化系数(Light Weight Index of BIW)的概念首先由宝马公司提出,是目前被汽车行业普遍接受的一个评价白车身轻量化水平的指标,数值越小,表示轻量化水平越高。
由计算公式可知,若要减小轻量化系数,可以通过降低白车身重量、提高扭转刚度或增大脚印面积来实现。
1 降低白车身重量
m指的是白车身的重量,不包含前风挡、四门两盖及副车架等,因为这些系统都是安装在白车身结构上,而车身的结构性能主要是指白车身框架结构的性能。
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图6
在保证性能的前提下,降低白车身重量,可以通过以下途径来实现:
①提牌号降料厚
若需保证性能不变,在降低零件料厚的同时需提高材料强度。
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图7
②集成化设计
钢板强度越高,其成形性能一般越差,尤其是强度超过1200MPa常规的冷冲几乎无法实现稍复杂零件的成形,此时,可以采用热冲压成形技术。
目前,激光拼焊板热成形、补丁板热成形是较好的实现减少零件数量,降低重量的技术。
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图8
③合理设计减重孔
根据零件结构,可以在保证性能的前提下,合理的将零件中部掏空,做到所谓真正的轻量化。
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图9
④降短焊接边
前期根据传统点焊机的操作空间,将焊点搭接边统一设计成15mm以上。随着工艺水平的提升,或激光焊接等工艺的应用,搭接边可根据现有工艺做相应缩短或调整。
此外,在无需焊接之处,可设计成交替的锯齿状搭接。
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图10
⑤合适的材料用在正确的位置
正如奥迪A8、宝马新7系等车型的车身选材趋势一样,以钢、铝为主,碳纤等复合材料为辅的多材料混合车身,正在成为一种趋势。
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图11
2 提高扭转刚度
Ct为白车身静态扭转刚度,之所以把车身扭转刚度设置成轻量化系数的重要指标,而不是定义为内饰系统或整车系统,这也是因为白车身是整车和内饰等系统的基础,所有的部件最终都在这个基础上安装,白车身的扭转刚度性能的好坏决定整车的性能。