近日國產(chǎn)全新奔馳E級(參配、圖片、詢價)長軸距轎車上市,有網(wǎng)友曝出國產(chǎn)的加長軸距車型比海外市場的標準軸距車型重量增加了近300千克,并指出是由于海外版車身 上的鋁制材料在國產(chǎn)化時替換成了鋼制材料。雖然事后奔馳官方發(fā)布聲明稱,國產(chǎn)E級車和其它市場銷售的E級車車身一樣均采用鋼鋁混合材料,而且均符合當?shù)胤?律規(guī)定的安全標準。該事件仍引發(fā)了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注,一時間,奔馳深陷“鋼材門”的尷尬,并被推向輿論的風口浪尖。
拋開事件本身,人們更為關(guān)心的是輕量化大勢下,車身結(jié)構(gòu)到底應該用哪種材料?鋼車身、鋁車身或復合材料,誰好誰壞,亦或是各有優(yōu)劣,該如何選擇?未來的車身材料將如何發(fā)展?在這場輿論大戰(zhàn)的背后,車身材料的技術(shù)與發(fā)展正從幕后走向臺前。
■ 合適的材料應放在合適的地方
目前主流乘用車上應用的材料主要包括鋼板材料、鋁合金、高性能塑料及復合材料,在一些高端乘用車或電動車上也可見碳纖維復合材料。純鋼板材料多 見于中低端乘用車身上,鋼鋁混合材料主要應用于中高端乘用車身上,如奔馳E級、新奧迪Q7(參配、圖片、詢價)等;全鋁車身多應用于高端乘用車,如路虎攬勝,奧迪A8(參配、圖片、詢價)等車型。 可見,鋼材和鋁材是目前乘用車車身主流選材。
那么,整車企業(yè)在選擇車身材料時會考慮哪些因素?長城汽車股份有限公司輕量化和性能集成主管張湛告訴記者,通常安全碰撞性能是車身選材首要考慮 的性能。材料強度在安全傳遞路徑上的合理布局,才能有效吸收碰撞能量并保障乘員艙的安全。車身不同部位對剛強度以及碰撞吸能要求不同,企業(yè)一般都是基于各 部位真實受力情況及性能要求來合理分布不同強度等級的材料,以滿足碰撞安全性、疲勞耐久及NVH靜、動態(tài)剛度等性能指標,同時也應兼具系統(tǒng)成本的考慮。
中信微合金化技術(shù)中心汽車領域負責人、高級經(jīng)理路洪洲表示,“合適的材料如何放在合適的地方”,是近年來車身選材的主要思路,但在實際操作中主 要是基于經(jīng)驗層面和對標層面,沒有形成正向選材邏輯,因而很難保證選材的合理性。于是,路洪洲提出了“汽車正向選材系統(tǒng)(FSM)”,配合汽車的正向開發(fā) 和性能開發(fā)。他表示,該系統(tǒng)從零部件的功能、構(gòu)件的制造工藝特征和成本這三個方面綜合考慮。
■ 鋼車身or鋁車身,孰優(yōu)孰劣?
業(yè)內(nèi)專家表示,鋼車身和鋁車身各有優(yōu)劣,不能一概而論。奇瑞汽車工程研究總院材料工程部主任工程師李軍介紹說,鋼制車身優(yōu)勢主要是技術(shù)成熟度比 較高,成本相對較低,但重量沒有顯著優(yōu)勢。而鋁合金車身優(yōu)勢主要是輕量化,對于高端車可以留下更多的重量空間去增加配置,例如提高動力性。
成本較高是鋁制車身向低端車普及緩慢的原因之一?!皩τ谝凿撥嚿砉に嚍橹鞯膫鹘y(tǒng)車廠,鋁車身涉及一定的工藝改造,如開卷落料、焊接、涂裝等。” 張湛說,目前車身用鋁多以5系和6系鋁合金為主,經(jīng)過拉延及烘烤硬化,屈服強度可達220~260MPa,強度僅能達到一般高強鋼的強度水平,因此需要通 過截面結(jié)構(gòu)設計及連接工藝來彌補,對傳統(tǒng)鋼車身設計工程師提出了挑戰(zhàn),而且鋁材成本較為昂貴。
據(jù)了解,目前產(chǎn)業(yè)化的高強度鋼強度能達到1000MPa,而鋁合金型材一般不會超過500MPa,“但這并不代表鋁合金不安全。實際上對于機械零部件不完全以強度作為安全性的指標,其還需要與零件的剛度、截面等指標綜合考量?!崩钴娬f。
此外,路洪洲表示,鋁制車身的維修復雜,價格也更高。比如,碰撞變形不嚴重時,鋼制部件通過鈑金維修即可,但鋁制部件基本只能更換,也給消費者帶來成本壓力。
雖然鋁材價格較高,但對于電動汽車而言,鋁材良好的輕量化效果抵消了其較高的材料成本,將成為電動車優(yōu)選的車身用材。最近一些新能源電動車上也有采用全鋁車身,比如東風E30和奇瑞“小螞蟻”等。
■ 車身向多材料化發(fā)展
多材料混合應用是車身乃至整車用材必然的選擇。在采訪中,業(yè)內(nèi)專家紛紛對記者表達了以上觀點。張湛解釋說,車身多材料應用能充分發(fā)揮材料強度在車身上的合理布局,同時保證成本適中,還能顯著降低重量。
“多材料混合將是汽車輕量化車身的發(fā)展趨勢,全鋁車身是豪華車輕量化車身的發(fā)展趨勢。”李軍說,目前歐洲主流車型的用材現(xiàn)狀是10萬元以內(nèi)的乘 用車車身用材主要是高強度鋼;10~30萬元的乘用車車身用材趨勢是高強度鋼和鍍鋅板,少量應用鋁合金等;30~80萬元的乘用車車身用材趨勢為多種材料 混合,包括高強度鋼、鋁合金、塑料復合材料等等;80萬元以上豪華車發(fā)展趨勢以全鋁車身,或碳纖維復合材料車身為主。
路洪洲認為,自主品牌的車型價格正在逐步上調(diào),因此車身上鋁合金的用量也會隨之增加,尤其是在技術(shù)要求較低的鋁合金型材上。
此外,張湛也表示,就目前情況來看,鋼車身分布范圍較廣,低中高價位均存在,仍是目前最主流車身用材。
“由于鋼材在強度、塑性、抗沖擊能力、回收使用及低成本方面具有綜合的優(yōu)勢,其在汽車材料中的主導地位仍是不可動搖的,尤其是高強度鋼和超高強 度鋼的應用還將有較大的增長空間。”李軍對記者表達了類似觀點,同時他還表示,從自主品牌的發(fā)展來說,近期應該重點加強高強度鋼應用技術(shù)的研究,深挖高強 度鋼的輕量化潛力,提高自主品牌乘用車的市場競爭力。
近來,奔馳“鋼材門”刷爆朋友圈,故事演變猶如“過山車”。
一開始,有人置疑奔馳在華“偷換車身材料”。有消息稱,在海外上市的奔馳E是鋁制車身,但國產(chǎn)奔馳的車身材料仍然以鋼材為主。隨后找到工信部公布的“燃油消耗量標識”發(fā)現(xiàn),全新E級長軸距版的整備質(zhì)量為1870千克,比海外版本足足增加300千克體重。
隨著這一事件的進一步發(fā)酵,影響也越來越廣。奔馳官方發(fā)布了聲明稱,國產(chǎn)E級車采用的是鋼鋁混合材料,且符合本地法規(guī)。此外,有一些支持奔馳的人士也表示,全鋁車身是一個概念,并不代表車身全部是鋁材。
截至目前,該事件討論仍然持續(xù)發(fā)酵中。