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解密蔚来ES8全铝车身设计，看孰轻孰重之间的取与舍

2019-11-07作者：电漾来源：新能源汽车网

　　近年来，随着电动车市场保有量的不断攀升对车辆的技术要求也变得愈加严苛，首当其冲的就是面对庞大的电池体积和重量对整车轻量化有了更高的需求。

　　针对这一技术要求，蔚来汽车与江淮汽车展开深入代工合作，双方基于全球领先的轻量化全铝车身平台先后推出了ES8与ES6车型，而首款合作车型ES8也成为国内第一辆完全自主的全铝车型，该车凭借全车身高达96.4%的铝材使用率，让ES8成为全球量产的全铝车身中铝材应用量比例最高的车型，一举成为了全球轻量化电动车的领先制造商。

　　什么是全铝车身? 蔚来车身100%都是铝做的吗?

　　说到全铝合车身，大家首先会想到的就是铝合金的 “轻”，但是首先要理解“全铝”并不是“纯铝”这个概念。全铝车身是指车身结构部分主要是由铝合金材料制造，并允许部分结构非铝制零部件的存在，而铝是以合金的形式存在的。另外全铝车身并不是一个整体，会根据车身不同部位的受力情况分布不同的材料，不同型号的铝合金材料有不同的特性。

　　目前汽车全铝车身采用最多的是5系与6系，这两款型号的铝合金都属于密度较低，抗拉强度和抗疲劳性较好的材料，它们可以在远低于钢材重量的情况下到达更高的强度，提高车身刚性和安全性。至于车身钣金件一般会采用硬度较高的2系铜铝合金，而号称“战斗铝”的军工级7系铝合金是目前铝合金家族中最坚韧耐腐蚀的材料，车企只会少量的应用在车辆最需高强度的关键部位，目前该材料主要依赖进口，价格昂贵。

　　蔚来ES8除了车身之外，在车辆的底盘、悬挂、轮毂、刹车系统以及电池组外壳采用了全铝材质。除此之外，蔚来ES8还选择在车辆前后纵梁以及前保险吸能盒等部位使用了7系(7003号)铝材，其余部位还是采用比较常规的5系、6系和铸铝件。

　　为何ES8选择全铝车身设计，这样做都有哪些好处?

　　蔚来汽车可以说是中国互联网造车企业中与特斯拉最为接近的跟随者之一。起初马斯克的Model S光电池自重就达900公斤，几乎是同级车重量的一半，为减轻重量首次实现量产全铝车身，有了样板的蔚来自然紧跟效仿，并将铝材的使用率带到全新的高度，从此铝车身的应用开始进入高潮。

　　一开始很多人都关注蔚来ES8直逼特斯拉的4.4秒加速能力，而取得这一成绩的背后，除了配备最大功率达到240kw的前后双电机，最重要是得益于全铝车身的轻量化设计。蔚来ES8车身运用了诺贝丽斯(Novelis)先进的汽车铝合金，全铝车身比传统钢制车身降低了约40%的重量，最终实现白车身重量仅为335kg，白车身轻量化指数仅为2.02，领先优秀水平0.5，数据碾压众多豪华品牌玩铝高手。

　　除此之外，ES8还采用了麦格纳所为其设计、制造的全铝前/后副车架，强度高、吸能好这给减重也带来巨大贡献。即便如此，蔚来ES8的整备质量依然达到2吨半，但考虑到ES8车身尺寸与当时的电池能力密度水平，已经很不容易了。

　　提高车身强度，增加安全性

　　蔚来ES8使用全铝车身达到减重目的同时还能提高车身强度，增加安全性。我们知道铝合金具有低密度的特点，同等强度的钢板和铝合金，厚度比为1:1.4,而重量比仅1:0.5，也就说铝合金仅需一半的重量便能达到同等强度。一般铝合金要比普通低碳钢厚0.2-0.5mm，通过增加厚度能实现比高强度钢更高的车身刚性与抗扭性能，蔚来ES8扭转刚度为44140N·m/deg，达到媲美超级跑车水平。

　　至于前面所说到蔚来ES8首次创新的运用了 7系航空级铝材，主要目的还是为了提高安全性。在ES8前后纵梁、前保吸能盒等部位都应用了7003号铝材，共6个件，其中前纵梁部的应用件最大，两侧共计10.4kg。同时，蔚来又优化了材料的横截面，以保证碰撞时截面力增大，提高材料的强度和韧性，确保车辆安全的需求。

7003铝材前纵梁

　　关键的7系挤出梁，具有极高的强度和断裂韧性，而超高的断裂韧性，能更充分利用折叠式变形把碰撞能量转换成内能，防止更多的碰撞能量传递到驾驶室，保证人员安全。在2018版C-NCAP碰撞规则中，碰撞速度提升至64km/h，难度提高，2.5吨车重的ES8在车头吸能盒合理的运用下，A柱没有出现明显形变，驾驶员一侧车门可顺利打开，车内防护气囊均顺利打开，乘员防护得当，证明采用全铝车身在于碰撞力的吸收与传导方面上，ES8做得非常出色。

　　铝车身+全铝悬挂改善操控性能

　　蔚来ES8通过轻量化减重后，车身惯量降低、刹车性能提高，在相同的动力水平下操控表现能有明显提升。当车身刚性与抗扭性增强后，相当于车身强化了拉杆效果，能给底盘悬挂的调校留足空间，有利于提升车身操控极限。蔚来ES8在底盘和悬挂系统全部采用铝合金材质，全铝悬挂组件减轻了簧下质量，对操控表现也很有帮助。

　　超强抗耐腐蚀与造型美感兼得

　　首先铝是一种不稳定且易氧化的材料，但是铝氧化后会在表层形成一层很密的氧化层并能与基体牢固结合，氧化层能对铝基体形成严密的防护，在潮湿环境下这个保护层还能不断增厚，起到延缓腐蚀效果。不过正因这层保护层和导电性，让铝车身在涂装过程中十分复杂，成本增高。

　　除此之外，铝合金还能塑造出比钢铁更漂亮的车身曲面，当年奥迪、捷豹、凯迪拉克等豪华品牌均采用过铝车身打造过车型，这些车即便放到今天依然极富美感，堪称经典。

　　连接工艺复杂损坏维修成本高

　　蔚来公布ES8白车身使用7种先进的连接技术，其生产工艺、环境要求、自动化程度都远高于传统车身，制造成本很高。一般情况下，钢制车身如果车身覆盖件遇到磕碰很方便快捷的就可以进行钣金维修，但铝合金就比较麻烦，因为铝材延展性差，比较僵硬，产生的形变很难恢复，用力稍大很容易导致元件开裂，所以维修时以更换为主。目前市面上全铝车身占比不过1%，企业与经销商掌握铝合金加工维修的技能人才不多，一旦铝合金零件受损，维修时间与修复成本都相对较高。

　　“外焦里嫩”的新势力造好车和玩好铝并不容易

　　目前，整个行业都在面临着成本的巨大压力，作为全球电动车的领先者特斯拉更不例外。当面对全铝车身严苛复杂的工艺与高昂成本时，马斯克不得不早早放弃了Model S，Model X的全铝车身，改采用铝、钢混合车身，但铝和钢连接的技术瓶颈让特斯拉深陷“制造地狱”，新款Model 3迟迟不能达产正是后来者们的前车之鉴。