铝云汇 铝业资讯 正文
广告

全铝车身到底好在哪?除了轻还有什么优势?

2018年05月30日 09:05:16 搜狐

  说到汽车的全铝车身,绕不开的特点就是“轻”,除了那些价格不菲的顶尖超跑会大量运用碳纤维外,汽车轻量化设计多半都是靠大比例使用铝合金来实现的。但除了轻以外,全铝车身还有什么值得细究的特点呢?或许我们从最基本的材料层面开始,一起好好唠嗑一下这个话题吧:

  什么是全铝车身?真的就是100%的铝吗?

  应该没有还会把全铝理解成纯铝的吧?其实全铝车身这个概念,是指车身结构部分主要是由铝合金来制造,不仅仅允许部分非铝制零件的存在,而且铝在这里头也是以合金形式出现的。

  而铝合金并不是指一种合金,实际上类别也挺多的,国际通行的规则是用一个四位数字加一个字母打头的状态代码来区分铝合金的种类,比如建筑行业常用的6063-T5,第一位数字是1就代表是纯度高于99%的纯铝,2-8分别代表铝和铜、锰、硅、镁、镁+硅、锌和其他元素组成的合金,9是备用组。后面的数字主要用于区分,就不再赘述具体逻辑,总之每一种配方的铝合金都有特有的标号,对应特有的特性。目前汽车全铝车身用到的主要是5系列和6系列,都属于密度低,抗拉强度和抗疲劳性好的材料,可以在远低于钢材重量的情况下实现更高的强度,包括奥迪ASF全铝车身等都广泛应用。另外2系列和7系列也也有少量应用,2系铜铝合金硬度较高,会用在一些车身钣金件上;7系列主要应用是航空和军工领域,属于超硬、耐腐蚀、耐磨损的材料,当然价格也很感人,国内目前7系列铝材主要依赖进口。所以7系铝合金很多时候都会只用在关键的地方,例如蔚来ES8就只有纵梁等部分采用7003铝材,其余部分则还是用常规的5系、6系和铝铸件(HDPC)。

  搞清楚这些很多误解也就不存在了,最起码知道了“全铝”并不等于“纯铝”。不同的铝合金特性有所差别,但用在结构领域的铝合金都有一个共性就是高强度,他们的硬度与同规格的不锈钢相比普遍更强,比如一般车身用的6系T4铝合金在涂装烘干后屈服强度在200Mpa以上了,而SPCC/DC04也就150-160Mpa。另外全铝车身并非一个整体,会根据车身不同部位的受力情况分布不同种类的材料(下图,还是蔚来ES8,其白车身不同材质的铝合金分布),一般会通过自冲铆钉、激光焊接、胶接等方式连接,传说中撞一下整个车身就废的情况并不真实,可以通过专业工具把受损部分更换掉的,当然更贵是真的。

  全铝车身有哪些优势?

  别嫌我啰嗦,排第一的还是其优秀的轻量化效果——钢的密度是7.8,而铝的密度是2.7,传统汽车中车身约占整车重量的30-40%,用高强度钢替代普通钢材能减重约11%,而如果采用铝合金能减重约40%。铝合金在一辆整车中能够使用超过500kg,带来的效果是整车重量能降低40%左右。比如2012年发布的第四代路虎揽胜是揽胜系列车型首次引入全铝车身概念,这一代揽胜比第三代车型轻了39%,成功减重350kg。从车上一下减掉了五个成年男性的重量,全铝车身轻量化好处是不言而喻的,从动力表现、燃油经济性到操控性能都会有很大提升。

  提高车身强度,增加安全性——论绝对强度的话铝合金会略逊于钢板,但低密度让铝合金有更大的优势,同等强度钢板和铝合金,厚度比为1:1.4,而重量比仅1:0.5,就是说铝合金仅需一半的重量便能达到同等强度。一般全铝车身用的铝合金板件要比普通低碳钢厚0.2-0.5mm,通过增加厚度能实现比高强度钢更高的车身钢性和抗扭性能。

  提升操控性——这一点是和前面两点直接挂钩的,轻量化能降低车身惯量,增加推重比,相同的动力水平下动力表现能有很大提升。而增加车身钢性和抗扭性后,相当于车身增加了强化拉杆的效果,能给悬挂调校留出更充足的空间,提升车身极限。另外就是全铝车身的车型一般也会在底盘悬挂方面进行一些优化,例如很少铝车身的车型摆臂会又用回钢材的,而全铝悬挂组件能减轻簧下质量,对操控提升有一定帮助。

  超强的抗腐蚀性能——铝本身并不稳定,很容易氧化。不过铝氧化会在表面形成一层致密的氧化层,并且与基体牢固结合,稳定性很高能对铝基体形成严密的保护。并且在湿润大气环境下,这个保护层能够增厚。不过也因为铝的这种表面属性以及导电性,全铝车身的涂装过程中也比较特别,电泳的槽液要经常更换,成本会更高。

  更好的可塑性——这一点也忍不住想提一下,铝合金能塑造极美的车身曲面,比如捷豹C-Type、D-Type、以及“最美汽车”E-Type的铝制车体,今天来看依然极富美感,而这种灵龙浮凸的曲面造型,在当时的技术来说,钢材是极难做出来的。当然今天的冲压、钣金技术已经可以让钢材呈现出复杂的曲面甚至是锐利无比的折角(奥迪是最好的代表),不过还是有很多车出于设计考虑,在引擎盖等位置选用铝合金材质,只是这已经属于车身覆盖件的范畴了,和车体无关。

  讲完了铝车身的特性,下面我们来谈谈铝车身在行业中的现状,以及造成这些现状背后的原因。

  “贵”仍然是全铝车身最大的问题

  为什么在全铝车身性能优势明显占优的情况下,今天市面上全铝车身的占比不过1%?很简单,贵仍然是主因。

  一方面是纯铝的冶炼和铝合金的加工成本都较钢更高,铝合金本身的价格较高;另一方面是加工工艺比较复杂,铝合金在融化焊接过程中氧化铝不溶阻碍填充金属润湿,会形成裂缝,需要通过搅拌摩擦焊接及激光熔纤焊等技术实现。而在不适合焊接的地方需要用到柳接和粘合剂连接。例如全铝车身的捷豹XE全车需要2000多个柳钉,而粘合剂使用也需要对表面氧化层处理保证粘合效果,对环境要求较高,因而带来较高成本。

  一般一个全铝车身会用到自冲铆钉、热融自攻螺钉、铝电阻点焊、冷金属焊接、激光焊接、胶接连接等几种甚至全部工艺,生产流程的复杂性和自动化程度要求都远高于传统车身。

  总结一下,全铝车身不仅仅是材料本身的成本更高,制造工艺的门槛也比钢质车身高出不少。所以能用全铝车身的车型,或许到不了超跑的程度,但也是谈不上什么“经济实惠”了。例如当年奥迪的ASF全铝车架也只在上代A8上面有应用,往下的其他车型实在cover不了这个成本,而且最新一代A8也放弃“全铝”的概念了,在他们觉得合适的地方也还是用上了高强度钢。

  新能源助推全铝车身的发展

  一个利好消息是电动车时代的到来可能会让全铝车身有大的发展,目前世界范围内在政策的引导下,从传统车企到新兴的品牌都投入了电动车的行列,大量资金的投入让这个趋势已经不可逆。在电动车上使用全铝车身,车重降低10%,电耗可以降低5.5%,从而续航里程增加5.5%。而实现相同里程增量需要增加的电池成本远高于此。因而相比燃油车轻量化并不可观的节油效果,轻量化让电动车增加的续航里程有意义的多。例如大众e-Golf,通过使用全铝车身成功减重187kg,而同时优化电池配置后成本降低了635欧元。

  目前市面上入门级的电动车续航里程普遍不高,更多的用于城市通勤。走高端化路线的宝马i系列直接用上了碳纤维车身,底盘结构采用铝合金材料,已经推出的i3和i8售价都比较感人。再有就是运用全铝车身的特斯拉Model S/X和蔚来ES8,而更入门的Model 3已经放弃了全铝车身,采用成本更低的铝/钢混合材料。在可预见的未来,续航里程会长期是纯电动车最重要的指标之一,铝制车身带来的数百公斤的减重必然会是定位高端的电动车十分看重的一点,而全铝车身更大范围的应用或许能够有助于这一技术降低成本,未来逐步下沉到更入门一些的车型。

  总结:

  铝合金材质在性能层面表现是远好过钢材的,同等条件下全铝车身能给车辆带来安全性、操控性、燃油(耗电)经济性、耐久性等全方位的提升,问题就是成本仍然很高,所以非豪华车很少能用到全铝车身。福特F-150用上全铝车身算是很平民化的一次进步了,不过那是美国的平民车,在中国还是豪车。

未经许可,不得转载或以其他方式使用本网的原创内容。来源未注明或非铝云汇的文章,刊载此文出于传递更多信息之目的,不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。所有文章内容仅供参考,不构成决策建议。
全铝车身 相关的信息

南山铝业:以新能源汽车全铝车身为例 单辆车使用的四门两盖及电池托盘等产品的合计重量约为300公斤

有投资者向南山铝业(600219)提问, 请问,贵公司20万吨的汽车板产能大约对应多少辆汽车的用量?谢谢!公司回答表示,您好,感谢您对公司的关注和支持!以新能源汽车全铝车身为例,单辆车使用的四门两盖及电池托盘等产品的合计重量约为300公斤。谢谢。
2022-02-23 16:05:06 南山铝业

日产首个使用“闭环”再生铝制造的全球车型将上市

全新的2021日产Rogue是日本跨国汽车制造商的首款全球SUV车型,采用的是铝部件“闭环”回收系统。与使用由原材料制成的原始合金制成的零件相比,该系统有助于减少CO2排放。它还提倡使用不依赖新开采资源的材料,并减少工厂的浪费。闭环循环系统的核心是大型的气动输送系统。引擎盖和车门冲压成型时,切碎和提取废料,使铝材等级分开。日产汽车表示分离确保日产能够返回高质量的废料。供应商
2021-01-25 11:12:06 再生铝 全铝车身

中铝材料院与格罗夫汽车签订全铝白车身开发合同

本网讯 近日,中铝材料院与黄冈格罗夫氢能汽车有限公司签订全铝白车身开发商务合同。该项目是中铝材料院继吉利TX项目之后承接的又一个大型全铝白车身开发项目。该项目成功落地,标志着中铝材料院的汽车轻量化用户服务能力和零部件开发能力得到了市场的充分认可,也将进一步提升材料院的汽车轻量化业务组织能力和技术研发能力。据悉,该车型是一款氢能商用车,采用轻量化、零排放设计理念,在节能环保方面具有显著优势。目前,氢
2020-11-23 17:02:31 中国铝业集团 中铝材料院

中铝轻量化支撑全铝车身设计的中国·全新TX首批车辆交付

6月30日,吉利商用车集团有限公司义乌基地举行中国·全新TX首批车辆交付暨曹操出行全新产品线发布仪式。全新TX采用LEVC增程式纯电驱动技术,轻量化的全铝车身设计,续航里程达640公里,具备零排放能力,绿色科技环保。该款车型一大亮点是采用了轻量化的全铝车身设计,在国内同级别车型中尚属首例。其全铝车身由中铝集团主导开发,车身的铝化率达到了97%。优秀的铝材结构,加上主被动安全系统,使得全新T
2020-07-06 14:19:31 中国铝业集团

辽宁忠旺集团多个科研项目通过科技成果评价

2019年3月30日,第三方专业科技成果评价机构——中科合创(北京)科技成果评价中心在辽阳依据科技部《科学技术评价办法》的有关规定,按照科技成果评价的标准及程序,本着科学、独立、客观、公正的原则,组织专家对辽宁忠旺集团有限公司完成的“轨道车体大宽幅6005A薄壁裙板型材加工技术”,及旗下忠旺(辽阳)铝模板制造有限公司完成的“高强度耐磨型铝合金模板制备技术”、辽宁忠旺铝合金精深加工有限公司完成的“铝

捷豹路虎将关闭英国工厂两周 系欧洲最大全铝车身产地

捷豹路虎将于本月晚些时候关闭英国索利哈尔(Solihull)工厂,为期两周。该公司称,由于进口关税以及中美贸易摩擦影响了中国市场的需求,导致销量下降了近50%。捷豹路虎Solihull工厂位于英国第二大城市伯明翰东南,是捷豹路虎在英国本土三个现代化工厂中zui大的一个。同时也是欧洲最大全铝车身产地。从10月22日起,该工厂将关闭两周。捷豹路虎联合工会表示,这不会导致工作机会流失。Solihull工
2018-10-10 09:19:00 全铝车身

中铝集团“TX5全铝车身”荣获第五届中国国际新材料产业博览会展品金奖

近日,从第五届中国国际新材料产业博览会上传来喜讯,中铝集团“TX5全铝车身”荣获展品金奖。中国国际新材料产业博览会由工业和信息化部与黑龙江省人民政府共同主办,是全国唯一由政府主办的新材料产业界规格较高、规模较大、政策信息权威、产业氛围高度集聚的博览会。此次新博会的主题为“促进新材料生产应用”,会上,集中展示了新材料的创新能力、应用水平、保障体系等阶段性发展成果,共有800余家中外知名新材料
2018-09-25 09:57:07 中国铝业 全铝车身

全铝车身将在綦江量产 汽车重量将减轻三分之一

从綦江区获悉,该区在西洽会签约21个项目总投资191.38亿元,涉及工业、金融、能源、建筑、农业等领域。在重大项目中,年产800万套高端铝合金汽车零部件项目落户綦江,项目业主单位已研发出全铝车身,可将汽车重量减轻三分之一。綦江区相关负责人介绍,该项目总投资30亿元,占地约310亩,主要建设62000平方米钢结构车间、4500平米办公楼及辅助用房。主要产品有:汽车保险杠、全铝车身、汽车减震系统、汽车
2018-05-28 09:20:00 全铝车身
更多与 全铝车身 相关的信息
微信免费铝价推送
关注九商云汇回复铝价格
微信扫码