從跟跑,、并跑到領(lǐng)跑 車身鋁合金材料技術(shù) 重慶后來居上
2024-10-31 06:09:22 來源： 華龍網(wǎng)-重慶日報
重慶重返“中國汽車第一城”的背后，是新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上的許多企業(yè),，都經(jīng)歷了從落后,、追趕，再到趕上,、反超的過程,。
9月6日，位于兩江新區(qū)的湖南大學(xué)重慶研究院內(nèi),，幾件兩三米長,、表面銀燦燦的車架在展廳中一字排開。這是該院和長安汽車共同研發(fā)的鋁合金車身樣品,，代表了行業(yè)最先進(jìn)的車身鋁合金材料技術(shù),。
“對比車用鋼材，鋁合金的耐腐蝕性強(qiáng),、同等重量下強(qiáng)度更高,，且減振降噪能力好，可以大幅提升車輛的能效,、舒適性和壽命,?！痹撛赫囂摂M開發(fā)及輕量化技術(shù)研創(chuàng)中心主任李落星介紹，越是高端汽車,，鋁合金用得越多,。
然而，就在10多年前,，中國還沒有一家車企能自主生產(chǎn)鋁合金車身材料,。
突破的契機(jī)，出現(xiàn)在重慶,。
跟跑：填補(bǔ)國內(nèi)技術(shù)空白
早在2007年,，李落星團(tuán)隊就應(yīng)長安汽車邀請來到重慶，開始攻關(guān)車身用高性能鋁合金材料,。
“當(dāng)時所有國產(chǎn)車的車身都是鋼材的,，而奧迪等品牌已經(jīng)有了全鋁車身?！崩盥湫腔貞?，“當(dāng)然我們也沒想‘一口氣吃個胖子’，只是打算先把鋁合金的車身零部件搞出來,?！?/p>
第一款零部件，就是汽車保險杠,。
“汽車保險杠是一個重要的安全結(jié)構(gòu)件,，同時又可以通過螺栓安裝在車上，替換鋼制件很方便,?！崩盥湫墙榻B，第一道難題就是,，采用什么樣的鋁合金材料,？
基于添加物、冶煉和成型工藝等方面的差異,，材料配方不同的鋁合金會呈現(xiàn)不同的性能,。
為了找到最佳的材料，李落星團(tuán)隊在一兩年時間里,，對各個鋁合金牌號以及熱處理工藝進(jìn)行深入研究,，在試驗上百次過后，終于找到了最適合的材料配方,，并在重慶本地找到了能夠按照配方生產(chǎn)的供應(yīng)商,。
隨后更困難的一關(guān)來了：鋁合金的密度始終要比鋼材低，如何讓它達(dá)到鋼保險杠的強(qiáng)度,？
“只能在結(jié)構(gòu)上想辦法,?！崩盥湫桥e例說，同樣的一本書,，攤開是沒什么剛度的,，但卷成筒形就完全不一樣了。
鋁合金保險杠應(yīng)該是什么樣的結(jié)構(gòu),？圓,、方、多邊形,、各種異形,、不等壁厚……李落星團(tuán)隊和長安進(jìn)行了無數(shù)次的試制和測試。為了得到更復(fù)雜的結(jié)構(gòu),，他們還花大力氣攻克鋁合金擠壓成型工藝,，終于找到了強(qiáng)度不低于鋼材的最佳結(jié)構(gòu)。
2012年3月,，搭載鋁合金保險杠的長安全新轎車逸動正式上市,，填補(bǔ)了國產(chǎn)鋁合金車身零部件的空白。
依托該項目研究成果,，湖南大學(xué)重慶研究院又陸續(xù)開發(fā)了車門檻梁,、前縱梁、電池箱體等車身鋁合金零部件,，并采取技術(shù)合作和轉(zhuǎn)讓等形式,，建立了十余條車用型材,、零部件和整車生產(chǎn)線,，車身鋁合金產(chǎn)品在晟通、長安,、吉利,、中車等多家乘用車、自主品牌廂式物流車,、軌道車輛上大批量應(yīng)用,，極大推進(jìn)了國內(nèi)車身鋁合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
并跑：兩年拿出鋼鋁混合車身
2016年,，李落星團(tuán)隊和長安的研發(fā)又進(jìn)了一大步：成功開發(fā)出國內(nèi)首款A(yù)0級車型的全鋁合金車身,，打破了國際品牌在該領(lǐng)域的壟斷。
但與此同時,，車用輕量化高強(qiáng)度鋼材技術(shù)接連取得突破,。這給鋁合金車身應(yīng)用前景蒙上了一層陰影。
看著有些憂心忡忡的團(tuán)隊伙伴,，李落星卻十分從容：“不同技術(shù)路線本來就會相互挑戰(zhàn),，甚至?xí)ハ嗳诤?，我們只需要努力凸顯自己的優(yōu)勢?！?/p>
李落星的判斷十分準(zhǔn)確——2017年前后,，鋼鋁混合車身開始成為海內(nèi)外眾多車企的重點前沿研究方向。
這一次,，李落星和團(tuán)隊決定,，不再做國際“汽車大佬”的追趕者，而要實現(xiàn)“并跑”,。
說來也巧,，當(dāng)時正向新能源智能網(wǎng)聯(lián)汽車轉(zhuǎn)型的長安，準(zhǔn)備搞一件大事——和華為,、寧德時代合作造車,。
華為和寧德時代都是各自行業(yè)里的龍頭，長安必須展現(xiàn)足夠的造車實力,否則無法打動對方,。
于是,，長安決定拿出一款先進(jìn)的鋼鋁混合車身樣品展示給華為和寧德時代。而這正好與湖南大學(xué)重慶研究院不謀而合,。
李落星介紹,，鋼鋁混合車身研發(fā)的最大難點之一是，不同材料間如何連接組合,。這是因為兩種不同材料之間的連接組合是沒辦法用傳統(tǒng)焊接的,，而需要用流鉆螺釘、壓力鏈接,、鉚接或者膠接等方式,，且不同位置用到的連接技術(shù)也不同。
此外,，鋼鋁混合車身在結(jié)構(gòu)上也與傳統(tǒng)車身不同,，需要進(jìn)行全新設(shè)計。相關(guān)工作還包括裝備尺寸的配合,、車身各個參數(shù)的驗證等,。這是一個極其龐大的系統(tǒng)工程。
李落星團(tuán)隊幾十號人全部入駐長安汽車全球研發(fā)中心,，還在研發(fā)中心對面建設(shè)了柔性試制生產(chǎn)線,。從虛擬設(shè)計到樣車試制、測試再到整改,、重新試制……花了足足兩年時間,，終于拿出了合格的樣車車身。
華為與寧德時代對樣車十分滿意，與長安開展合作造車,。阿維塔11和阿維塔12憑借先進(jìn)的鋼鋁混合車身等技術(shù),，在國內(nèi)外收獲廣泛關(guān)注和好評，并雙雙斬獲設(shè)計界“奧斯卡”——德國“紅點最佳產(chǎn)品設(shè)計獎”,。
領(lǐng)跑：高端車身可3D打印
在實現(xiàn)與國際先進(jìn)技術(shù)“并跑”的愿望后,，李落星團(tuán)隊的下一個目標(biāo)是領(lǐng)跑。
他介紹,，目前團(tuán)隊正在進(jìn)行3D打印鋁合金車身項目的研發(fā),，最近已經(jīng)初步實現(xiàn)了大型車用鋁合金結(jié)構(gòu)件的樣件打印。
“3D打印的優(yōu)勢是不需要開模具,，柔性度大,，缺點就是目前的效率低一點，適合小批量制造,?！崩盥湫钦f，未來一些國內(nèi)高端品牌車型定制化屬性比較強(qiáng),，單車型年銷量也不大,，很難去建大型的自動化生產(chǎn)線，這種情況就很適合用3D打印,。
此外,，針對海外市場的車型，比如右舵車型,，在銷量不大的情況下,，也適合采用3D打印。
在國內(nèi)已經(jīng)實現(xiàn)全球領(lǐng)先的大型鋁合金壓鑄車體方面,，李落星團(tuán)隊也有新的研發(fā)布局,。
實際上，李落星團(tuán)隊從2006年開始,，就率先進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)研發(fā),，但由于裝備和市場的限制,，并沒有立刻在企業(yè)落地形成產(chǎn)能,。如今，該團(tuán)隊正針對新興的壓鑄材料,、工藝,、裝備、模具以及配套檢測等進(jìn)行針對性研發(fā),，以期進(jìn)一步推進(jìn)國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,。
湖南大學(xué)重慶研究院副院長劉琦介紹，該院依托李落星團(tuán)隊，已建成了集研發(fā),、試制及測試于一體的輕量化技術(shù)平臺,。
此外，該院還建設(shè)了新能源動力系統(tǒng)能效與安全聯(lián)合創(chuàng)新中心,、車網(wǎng)智能融合技術(shù)研創(chuàng)中心等,，自主研發(fā)的動力系統(tǒng)性能仿真軟件成功打破了國外壟斷，并在國內(nèi)多個行業(yè)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,。
記者 白麟
責(zé)任編輯：周宇航
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