车⾝是汽车最重要的组成部分,其可有效保护驾乘⼈员安全,营造安全舒适的驾乘空间。随着中国汽车⾏业对于汽车碰撞安全和碳排放量的标准不断提⾼,汽车制造企业纷纷开始寻求更加轻量化、更加安全、更加环保的⽩车⾝解决⽅案。其中最⼤的⼀个创新就是⼀体式的门环。相⽐传统焊接⼯艺,究竟是门是⼀体成型的耐撞还是焊接的车门更结实呢?
何为“焊接”式车门?说⽩了就是将“车门的下半部”与“窗户框⼦”焊接到⼀起,这就叫“焊接式车门”,⽽即使是“焊接”的车门,下半部分依旧是“⼀体成型”的,只不过“窗户框”是焊接上的。“⼀体式车门”就⽐较容易理解了,车门的“下半部分”与“窗户框”是⼀体“冲压”出来的,见下图。
(1)⼀体冲压还是焊接?
材料、⼯艺如何选择?滨州汽车
在⼀些铁⼯⼚⼯作过的朋友就会很明⽩,“冲压技术”是具有局限性的,⽐如当“原料⾦属”的“刚性”太强、“厚度”过⼤的情况下就根本不适合采⽤“⼀体式冲压”技术。⽐⽅说⼀些⾼端车型,⽐如5系、奔驰E等等,车门都是采⽤“焊接”技术的,因为材料的质地好,⽤“⼀体式冲压”反⽽⽆法加⼯,德系⾼端车的做法是先⼀次冲压车门下半部,然后进⾏焊接窗框、加强筋。使⽤“⼀体式冲压”必须要保证钢材具有良好的“延展性”,⽽“延展性”好,“刚性”就必须要降低,两种属性本⾝就是对⽴的。
严格来说⽬前的⾦属车⾝不存在⼀体成型的,因为车⾝框架结构复杂,根本没有哪个⼚家可以将整块⾦属板⼀次冲压成球笼型的车⾝框架。都是采⽤钢板冲压出车⾝的各个组成部分,然后通过焊接将这些部件组成车⾝,然后安装车⾝覆盖件和各种配件,组装出⼀辆完整的汽车。所以说再⽜逼的⼚家他的车也要焊接。
上图,奔驰的⽣产线,先是底盘部件,前后纵梁等部件焊接,这⼀步将底盘焊接牢固。
然后将冲压好的车⾝侧围构件,车顶构件组装上去再进⾏焊接。
上图就是冲压成的车体侧围构件,我们开的车都是从⼀块钢板开始,冲压出平⾯的构件,然后⼀步步组装焊接才形成了各种各样的车⾝造型。⽽并不是⼀块钢板砰地⼀下就冲压成整个⽴体车⾝了。不过⼀些⼚家宣传的⼀体冲压车⾝有可能是指车⾝侧⾯是⼀次性冲压成型的,如上图那样。⽽有的车车体侧⾯并⾮⼀次冲压成型,⽽是有焊接等⽅式拼接起来的。如上图。但是,这并不⼀定代表着这样的车⾝就不坚固。为了车⾝碰撞能量分解,通过不同部位采⽤不同强度的钢材来达到设计的安全指标。在严重碰撞事故中通过不同程度的溃缩来尽可能保证乘员受到最⼩的伤害和冲击。
上图的车辆,蓝⾊部分钢材强度最⾼,红⾊次之,黄⾊最低。这样可以保证在发⽣事故时车头黄⾊部分最先变形,吸收⼤部分碰撞能量,⽽红⾊驾驶舱构件强度⼤不容易变形,因此可以更好保护乘员,⽽前轮后⽅的蓝⾊⾼强度钢明显是为了在⼩⾯积碰撞时保证驾驶舱完整性的。像丰⽥Rav4去年被爆出左侧25%偏置碰撞合格⽽右侧不合格,是否由于左侧这个部位钢材强度更⾼?
因此,任何车⾝设计都有其科学性,区别就在于不同⼚家对于车⾝强度的要求。⼯艺技术是⼀⽅⾯,材料更是关键。
总的来说⽤料⼀致的情况下车⾝侧⾯⼀体冲压对车辆安全性影响不算很⼤。因为后期还是要通过车⾝整体来体现安全性的。
(2)⼀体成型门环的特点
⼀体成型,意思就是直接⽤,热成型钢直接压铸出来的,这就不⽤多想了吧?直接热成型钢⼀体式压制出来的,肯定更结实⼀点,因为它的完整性⾼⼀体性强,所以在撞击的时候都没有像那种点焊或者拼接的那么脆弱,容易撕裂。
⽽且⼀体成型对车⼚的硬件设施配套设施要求⽐较⾼,要求都是全⾃动的,是没有⼈⼯参与进去的,所以说这种产品的质量⽐较均衡。
基于热成形⽤钢和激光拼焊技术的⼀体成形门环,已经应⽤在北美市场两款车型上,在碰撞管理⽅⾯优势明显。采⽤热成形门环有利于提升安全性能,在发⽣碰撞事故后更能成功打开驾驶室门。
2014本⽥讴歌MDX门环碰撞效果
相较基准对⽐数据,⼀体成形门环能实现20%的减重幅度。⼀个零件代替四个零件,只需使⽤⼀套冲压模具,只需⼀次冲压操作即可。安赛乐⽶塔尔带铝硅涂层热成形⽤钢Usibor1500热成形门环减重效果如下表所⽰
芳村车管所(3)⼀体成型门环的应⽤
⽬前公开使⽤门环的有2014年本⽥讴歌MDX、2016年克莱斯勒⼤捷龙Pacifica、2019道奇Ram1500车型等。
克莱斯勒⼤捷龙Pacifica热成形门环
据报道,安赛乐⽶塔尔(ArcelorMittal)与本⽥为2019款本⽥AcuraRDX共同设计全球⾸款内外门环系统,⼴汽本⽥2019款AcuraRDX装备了由华菱安赛乐⽶塔尔汽车板有限公司(VAMA)和华安钢宝利
途胜汽车⾼新汽车板加⼯有限公司(GONVVAMA)供应的内外双门环系统,相较于上⼀代车型实现减重19公⽄。该款外门环设计取代了传统的多零件点焊设计,该技术还可被⽤于Pilot和Odyssey两款车型中。
总结
⼀辆汽车是否安全与是不是“焊接”或者“⼀体成型”关系不⼤,或者说根本没有什么关系,关于“焊接”与“⼀体成型”谁更安全的⽐较,完全是⼀些不懂的车友凭空想象处理的,真正关系到汽车的安全性的重点在于车门的“结构”,⽐如“B柱的强度”、“车门内部的加强筋”等。
现在的汽车⽣产商也是综合考量,结合成本问题来制造车辆钣⾦,包括整体车价的,所以说⽆论是⼀体成型的,还是焊接式的,都是⽐较安全的,只是相对来说,如果有更好的选择的话,还是去选择⼀体式成型的。
由中国汽车材料⽹主办的“2021年(第六届)新能源汽车轻量化技术研讨会暨展⽰会”将于2021年4⽉8-9⽇在苏州举⾏。会上就车⾝、底盘、内外饰和三电
由中国汽车材料⽹主办的“2021年(第六届)新能源汽车轻量化技术研讨会暨展⽰会”将于2021年4⽉8-9⽇在苏州举⾏。会上就车⾝、底盘、内外饰和三电系统与轻量化及安全性有关的新材料新⼯艺创新⽅案等进⾏深⼊探讨,分享最新技术进展,交流应⽤经验,促进产业合作。
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会议组织
拟邀指导单位:世界钢协、中国乘⽤车联合会、中国中⼩企业协会、中国汽车⼯程学会材料分会、中国汽车⼯程学会⾮⾦属材料分会、中国汽车⼯程学会防腐与⽼化分会、安徽省汽车⼯业协会、江苏省汽车⼯程学会、国家新能源汽车技术创新中⼼、中国电动汽车产业联盟、中国汽车轻量化产业联盟、中国
车⽤⾮⾦属材料轻量化产业联盟。
主办单位:中国汽车材料⽹
承办单位:中国汽车材料⽹、汽车轻量化在线
⽀持单位:吉林省华阳新材料研发有限公司、北京和君恒成汽车事业部、清华⼤学苏州汽车研究院、湖北博⼠隆科技有限公司、航天⼯程装备(苏州)有限公司、深圳市美信检测技术股份有限公司
会议时间地址
签到时间:4⽉7⽇下午14:00-18:30
会议时间:4⽉8-9⽇(⼀天半议程安排)
会议地点:江苏·苏州
报告议题
序号报告名称报告单位
1新形势下新能源汽车的轻量化技术路线解读及思考汽车轻量化联盟
风驰电2国内外典型电动车车⾝轻量化案例解读中国汽车技术研究中⼼
3中国新能源汽车⼗四五发展趋势与热点分析北京和君恒成汽车事业部
4EV-车⾝轻量化技术东南汽车
5爱驰汽车铝合⾦材料应⽤和需求爱驰汽车
6钢质电动车车⾝轻量化技术应⽤长城汽车
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8助⼒新能源汽车的低碳化制造-探讨以回收废铝为原料⽣
通⽤中国
产铝合⾦结构件的可⾏性
9碳纤维材料开发及应⽤进展吉利汽车
10新能源汽车⾼性能车⾝覆盖件铝板应⽤技术诺贝丽斯
11新能源汽车连接技术应⽤案例湖北博⼠隆科技/⼀浦莱斯精密
技术(深圳)
12电动汽车底盘铝合⾦结构件的应⽤开发芜湖⽲⽥汽车⼯业有限公司
13⾼性能车⾝铸造铝合⾦的开发应⽤苏州⼤学
14电动汽车复合材料部件的开发吉林省华阳新材料研发有限公
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15稳健⾼效的复合材料解决⽅案在汽车轻量化领域的应⽤⾦陵⼒联思树脂有限公司
16新能源汽车电池碰撞安全性能和仿真应⽤清华⼤学苏州汽车研究院
17新能源汽车钢制动⼒电池包设计⽅案安赛乐⽶塔尔/宝钢/⾸钢
18搅拌摩擦焊在动⼒电池包上的应⽤航天⼯程装备(苏州)有限公
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992备注:以上部分报告及主题正在沟通中,更多报告内容请持续关注!
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