埃安车身技术多项突破,斩获最高级别科学技术奖
更轻量化、更安全,是造车的永恒追求。以铝合金替代传统的钢铁材料,在减重的同时提升车身安全性能,是行业的一大趋势。在2015年前后,受制于技术水平和造价成本,只有豪华品牌才拥有铝制车身。
为了平衡铝制车身结构重量、性能、成本,以及共线生产等多个难题,项目历时5年,提出“上钢下铝”车身开发技术方案,攻克了汽车轻量化正向设计、高性能框架结构、高强度连接和柔性制造等关键技术,掌握自主知识产权超百项,整体技术达到国内领先水平,钢铝混合柔性生产线等技术达到国际先进水平;项目成果在国内率先实现量产,成功应用于广汽埃安AION LX、AION V等量产车型,实现了科技成果转化应用,全面展现自主品牌的研发实力和创新能力。
多材料轻量化结构正向设计实现“最佳平衡”
《节能与新能源汽车技术路线图2.0》明确指出,多材料混合应用是我国今后汽车轻量化发展的主要方向。本项目创新采用“上钢下铝”车身结构设计,即上车体钢制结构(高强度钢占白车身比例31%)+下车体铝制结构(铝合金占白车身比例45%),成功实现了整车重量下降、刚度上升、续航增加、成本降低、安全加强等一系列创新成果。
多材料如何实现合理分布、各司其职?项目针对优化设计问题,提出了基于多模型拓扑优化的框架车身载荷路径设计、基于“拓扑-参数”一体化的混合优化、高精度特性参数化框架车身设计等技术,实现车身结构重量、性能、成本的“最佳平衡”,相对于全钢制车身重量减少了70千克,轻量化系数2.39,达到行业先进水平。
钢铝混合多元环笼框架提升车身性能
钢和铝硬度不同,是否会因连接不良影响汽车的安全性?项目发明了高刚性连续闭环车身框架,即车身框架形成多个连续闭环,接头采用高真空压铸铝接头结构,有效提升刚度,车身扭转刚度28370Nm/°;项目发明了“双人字形”碰撞吸能结构,在碰撞时通过车身两个“人字形”框架将载荷向门槛、A柱、横梁分散和传递,最大限度吸收碰撞能量,车身抗撞性能满足C-NCAP五星安全要求,还能为电池腾出更多的空间,电池横向布置空间增加298mm,相对于钢制车身增加约三分之一;项目发明了双环路后部框架结构,后塔座框架采用H型结构,有效分散集中载荷,提升底盘的承载能力。
先进混合连接技术提升连接强度和质量
铝合金车身普及的难点还在于制造工艺,钢铝连接本身就是一个技术难题。传统的同种材料连接采用电阻熔化焊,但由于钢和铝的电阻、熔点均不同,无法直接进行电阻熔化焊。项目发明了大球面铝点焊、高性能铝合金结构胶和高强度轻质合金温热自冲铆接等连接技术,解决了钢铝车身高强度连接的关键技术,为实现钢铝混合车身产业化奠定了基础。
全球首创钢铝混合共线生产
通过本项目,广汽埃安建造了全球第一条钢铝混合柔性生产线,可以兼容多款车型共线生产,不同车型的切换生产最快可在1分钟内完成,达到国际先进水平。
项目针对两种材料车身总拼定位系统不统一、SPR和钢点焊设备接口要求不同等问题,在国内率先开发钢铝混合柔性生产线,通过钢铝连接快速切换、夹具随行存放、立体随动送钉技术,实现同步切换,保证节拍效率,主线自动化率达到100%,白车身制造精度高达94%以上。项目还通过新型锆系薄膜电泳前处理技术,实现任意比例的钢铝混合材料的共线涂装生产,提升钢铝车身漆膜性能保护能力,减少涂装前处理废渣处理90%以上,降低了能耗和维护成本。
项目运用新材料和新工艺,将轻量化做到极致,同时大大提升了电动汽车的节能表现,对行业升级和社会绿色发展意义深远。该项目的成功不仅在于科学技术的进步,还在于它改变了人们的生活,让人人都能体验到豪车般的享受。项目成果率先应用在AION LX、AION V车型,并推广到广汽三菱及合创等合资车型,市场反响热烈。
习近平总书记指出,“加快实现高水平科技自立自强,是推动高质量发展的必由之路。”随着新一轮科技革命和产业变革加快演进,埃安将以科技创新,持续推动制造业高质量发展,立志把民族品牌搞上去。
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