日前，中國忠旺與一汽集團合作開發(fā)出了“全鋁車身+全鋁底盤”，并順利通過路試。在新能源汽車蓬勃發(fā)展的今天，汽車輕量化已是大勢所趨。有數(shù)據(jù)顯示，到2020年預計車用鋁合金的市場規(guī)模在2000億元左右，對于中國忠旺等高端鋁企而言，意味著新一輪的發(fā)展機會已經(jīng)來臨。
全鋁車身成趨勢
近日，國內首輛采用“全鋁車身+全鋁底盤”的城市客車項目順利通過了中國一汽的路試試驗。該項目由忠旺集團與一汽合作開發(fā)，不僅彌補了鋁合金在底盤應用方面的空白，也讓忠旺成為國內首個能夠獨立設計、制造“全鋁車身+全鋁底盤”的鋁加工企業(yè)，是其在新能源市場領域的又一大革新。目前，國內外各大汽車廠商如沃爾沃、斯堪尼亞、亞歷山大丹尼斯、比亞迪等，已有量產(chǎn)全鋁客車在英國、芬蘭、馬來西亞等國家和中國香港、深圳等多個地區(qū)使用。但這種全鋁客車只是全鋁車身骨架，不包括底盤部分。
本次忠旺與一汽合作的城市客車項目，是國內首輛采用全鋁車身、全鋁底盤結構的客車，技術難度大、工藝要求高。據(jù)忠旺相關研發(fā)人員介紹，項目的一大挑戰(zhàn)，就是減重目標與安全指標此消彼長的行業(yè)性難題，對此，項目組經(jīng)過多次設計分析，最大程度地實現(xiàn)了結構的模塊化、集成化，歷時8個月完成了設計方案。整車完成裝配并初步磨合后，歷經(jīng)半年時間經(jīng)過了車輛的動力性、經(jīng)濟性、長距離極限路況等各項測試，驗證了此項技術的成熟度。
據(jù)一汽項目負責人介紹：“全鋁結構設計的難點，就在于如何滿足整車剛度、強度等性能指標要求的同時，實現(xiàn)輕量化。在本項目設計過程中，我們充分借鑒了動車鋁底架設計方案，局部采用鋼鋁鉚接安全結構，形成輕量化鋁合金結構框架，實現(xiàn)了相對于鋼制結構整車減重高達20%的同時，滿足整車各項性能要求。這一技術使得整車燃料消耗率降低約10%，生命周期內運營成本降低4萬元，全鋁客車綜合成本低于鋼制客車成本，輕量化成果突出。”
我國《乘用車燃料消耗量限值》規(guī)定，到2020年我國生產(chǎn)的乘用車平均燃料消耗量要降至5升/百公里。另外，根據(jù)規(guī)劃，汽車產(chǎn)業(yè)碳排放總量先于國家承諾和產(chǎn)業(yè)規(guī)模，于2028年率先達到峰值。日趨嚴格的排放標準給汽車制造商提出了更高的要求，也給汽車材料輕量化提供了發(fā)展機遇。歐洲鋁業(yè)協(xié)會研究顯示，汽車每減重100公斤，油耗降低0.4升/百公里，二氧化碳排放減少1公斤。通過減輕汽車的整備質量，從而提高汽車的動力性、減少燃料消耗、降低排放污染，已成為未來的發(fā)展趨勢。以輕質的鋁材料制成的全鋁車身客車在歐洲、日本、新加坡等發(fā)達國家早已應用，在國內，深圳、杭州、福州、青島、北京等多個城市公交也從2013年以來就在大力推廣。
角逐輕量化
在新能源汽車領域，鋁合金的用途同樣非常廣泛，鋁合金作為汽車輕量化材料具備減重效果明顯、吸收沖擊能力強、易于回收、裝配效率高等優(yōu)點。輕量化技術領域的相關研究得出，重量的減輕直接意味著續(xù)航里程的增加。如純電動汽車整車重量若降低10kg，續(xù)駛里程則可增加2.5km。
中國科學院楊院生教授表示，“提升電動汽車的續(xù)駛里程，除了加強電池和驅動系統(tǒng)之外，與車身輕量化的程度也密不可分，而車身輕量化最明顯的特征就是材料的選擇。目前，應用于新能源汽車的輕量化材料主要有高強度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維等幾種。”特斯拉作為全球純電動車的開拓者，在汽車輕量化的道路上也早已開始探索。其標志性車型Model S的車身就用到了大量的鋁合金，并且通過特殊的焊接技術實現(xiàn)了鋁合金構件與鋼構件的鏈接。
其實，汽車輕量化已經(jīng)滲透到汽車制造的各個環(huán)節(jié)。亞瑪頓(SZ.002623)日前接受機構調研時表示，為保證公司長期穩(wěn)定的原片供應來源，公司控股股東已在安徽鳳陽著手投資建設原片生產(chǎn)基地。目前，公司計劃將≤2.0mm超薄鋼化玻璃的技術應用于新能源汽車領域，解決新能源汽車輕量化的需求。1月25日，海納川公司與海斯坦普集團簽署合資合作協(xié)議，將合資組建“輕量化”汽車零部件公司，為京津冀地區(qū)的各大OEM以及北汽集團自主、合資品牌配套提供高強鋼熱成型、自動化激光焊接的零部件產(chǎn)品。
對于國內車企而言，輕量化也已經(jīng)成為各家競爭的新熱點。沃爾沃于2016年就宣布電動汽車、電池輕量化進入了實用化測試階段；去年12月中旬，北汽新能源與世界的輕量化技術團隊(胡芬巴赫院士團隊)合資共建北汽新能源德累斯頓輕量化技術中心；吉利集團則在鋁合金、塑料運用和輕量化結構設計上已達到或接近歐美等汽車企業(yè)水平；奇瑞汽車也在大量應用輕量化材料和輕量化技術的結構優(yōu)化，其車身骨架的四分之三材料皆應用了多種高強度鋼；長安汽車目前已經(jīng)進入輕量化技術轉化應用階段，預計到2020年主力車型平均減重50kg。此外，國內汽車企業(yè)與鋁鎂輕金屬的合作越來越密切，汽車輕量化通過應用鋁鎂輕金屬的進程也進一步加快。據(jù)了解，蔚來純電動SUV——ES8鋁化率高達96.4%，其車身采用7003鋁合金材料制造，底盤、懸掛、輪轂、剎車系統(tǒng)以及電池組外殼也都采用了鋁合金材質，引領了全球汽車鋁化率水平。
車企與鋁企紛紛加大對新能源、輕量化技術的研發(fā)投入，旨在新一輪的行業(yè)競爭中搶占先機。除了三電技術，包括車身輕量化等由新能源汽車引發(fā)的相關競爭也已日漸白熱化。
