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鋁制散熱器、發動機,哪些車是全鋁車身?

發布時間:2017-10-26 14:38:06 作者:錦鋁金屬 瀏覽次數:

汽車輕量化成為大勢所趨。而以鋁代替傳統的鋼鐵造汽車,整車可減重30-40%;用鋁制造的發動機,可減重30%;鋁制散熱器比相同的銅制品輕20%至40%

隨著環境保護和提升燃油經濟性的呼聲逐漸增高,世界各國降耗減排法規日趨嚴格,據國際研究機構試驗表明,如果汽車整車重量降低10%,燃油效率可提高6%至8%;汽車整備質量每減少100公斤,百公里油耗可降低0.3至0.6升,因此汽車輕量化成為大勢所趨。而以鋁代替傳統的鋼鐵造汽車,整車可減重30-40%;用鋁制造的發動機,可減重30%;鋁制散熱器比相同的銅制品輕20%至40%;轎車鋁車身比原鋼材制品輕40%以上。顯然,用鋁材代替鋼鐵造汽車,減重效果顯著。與傳統車身相比,全鋁車身結構更加輕巧和堅固,方便進行模塊化設計,車身有更大的空間來配置復雜科技,產品更加多樣化。那么有哪些車在使用全鋁車身呢?

捷豹XFL

鋁制發動機,鋁制散熱器,全鋁車身

能將全鋁技術應用得徹底的當屬來自英國的捷豹品牌,其技術成熟,鋁合金車的產量也大。2016年4月位于江蘇常熟的奇瑞捷豹路虎全鋁車身生產線正式投產,成為國內汽車行業第一家能夠成熟地制造全鋁車身的工廠,以75%鋁合金材料應用比率而聞名的首款國產車全新捷豹XFL就從這里下線。

和只對車身覆蓋件進行全鋁化的車型相比,采用全鋁白車身的減重效果更明顯,但是由于其制造難度以及成本更高,所以目前市面上大部分中大型豪華轎車的白車身材質主要采用以鋼材為主的鋼鋁合金,而捷豹XFL一直堅持選用鋁合金作為主要材料。

據了解,捷豹XFL全鋁車身解決方案出自本土供應商諾貝麗斯常州工廠。諾貝麗斯開發的RC5754高強度鋁合金,屈服度達到105-145 Mpa,抗拉強度達220 Mpa,在強度、耐腐蝕性、連接性及成型性率等方面性能優異,應用在捷豹XFL的多處車身結構件上。如AC600鋁合金應用于車身加強件、AC300鋁合金應用于防撞梁結構、AC170鋁合金應用于外板包邊和側圍覆蓋件等,助力捷豹XFL實現了高強度、高抗扭性及輕量化的優異性能。

蔚來ES8

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蔚來ES8將于今年12月正式上市。ES8的白車身采用了源于飛行器的全鋁架構平臺,如此巨大的身形卻擁有著僅335公斤重的白車身重量。ES8全鋁車身上鋁材的使用率高達96.4%,這也是全球量產的全鋁車身中高比例的鋁材應用量。除了車身之外,ES8的底盤、懸掛、輪轂、剎車系統以及電池組外殼都是全鋁材質。蔚來在用料上毫不妥協,故而ES8擁有全球量產SUV中高的鋁材應用比例。

蔚來將軍工級7系鋁融于ES8全鋁車身。7系鋁是鋁中的戰斗鋁,常被用于飛機的起落架,以及戰斗機機身等需要高材料強度的部位。而此次航空級7系鋁材被蔚來創新運用到了ES8車身之中。據了解,7系鋁合金加入了鋅與鎂元素,強度極高,有超強的耐磨性,韌度強,是鋁合金家族中堅韌的合金種類,也是可以讓ES8變得更安全的理想材料。

蔚來研發團隊在十數輪的材料優化后,找到了7系鋁中合適的型號——7003系列,將其應用到ES8的前縱梁部位以吸收整車碰撞時的能量。同時,又優化了材料的橫截面,以保證碰撞時截面力增大,提高材料的強度和韌性,確保車輛安全的需求。

奧迪A8

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奧迪作為車身輕量化領域的先驅,自上世紀80年代末就開始輕量化技術的研究,當時推出的奧迪V8就是奧迪車身輕量化應用的原型車。隨著對車身剛性和碰撞安全方面要求進一步提高,奧迪A8系列在車身材料方面,奧迪在1995年首先批量生產的第一代奧迪A8是使用鋁質材料制造汽車車身的具代表性的成功之作。車身采用由鋁擠壓成型的多種盒形斷面的梁構成空間框架,稱為ASF (Aluminum Space Frame)。奧迪全鋁空間框架式車身結構(ASF)技術遵循了仿生學的原理,靈感來自于自然界的動物,通過對車架結構的優化,在關鍵部位應用超高強度材質、非承重部位應用輕量化材質,來達到整車輕量化的目的。

空間框架的聯接是由真空壓鑄鋁件完成。該鋁鑄件要求強度高,多用于應力集中的節點處,主要的承載部位通過一種稱做MIG的焊接方法聯接。這種壓鑄鋁接頭件的高強度是通過優化結構和增加壁厚來達到。鑄件可做成很復雜的形狀以滿足結構需要,并保證車身節點有佳的剛度。

特斯拉Model S

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與奧迪A8鋁合金車輛架構相似,全球矚目的美國純電動汽車生產公司特斯拉研發制造的Model S也采用全鋁車身。除了車身外,特斯拉前后懸架大部分材料也采用鋁材。因為電動車的電池容量和重量近乎成正比,為保證續航,電池重量占了整車重量的很大一部分,所以有效地給車身減重顯得至關重要。特斯拉的電池非常笨重,必須通過降低車身的重量來彌補笨重電池的不足,也只有降低整車重量,才能相對控制電池的容量,全鋁車身兼具輕量化與高強度的特性,很好的彌補了這一需求。

即使采用了全鋁車身,Model S的車重依然達到同級別高的2100kg左右,大幅超過類似尺寸的汽油車,如果不采用全鋁車身,車重將高達2200kg以上,如此高的車重會帶來極大的慣性,對操控、轉向、制動、加速等性能造成全面的惡化。

此外,雖然約360kg的鋁合金車身比傳統鋼制車身成本高出很多,但是對于電動車來說,因輕量化而得以節省的電池成本已可彌補鋁合金車身的帶來的成本增加。由此可見,全鋁車身很可能會成為新能源車的技術趨勢,探尋減重技術在電動車領域的應用也是未來汽車輕量化發展的重要方向。

福特F-150

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福特F-150是該品牌中首個大規模采用全鋁車身技術的車型。皮卡車身重油耗高,采用全鋁技術后,減重超過300kg,油耗大幅降低,將有利于在不斷收緊的企業平均油耗標準CAFE中占據有利的地位。此外,由于汽車市場中皮卡的熱銷狀態,采用全鋁車身技術導致提升的成本也可被市場較好的消化。

奇瑞eQ1(小螞蟻)

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奇瑞微型電動車奇瑞eQ1(小螞蟻)于今年3月正式上市,車身采用了全鋁合金。由于全鋁車身物料成本高,加工難度大且維修困難,所以目前幾乎只有豪華轎車和高性能跑車上使用。奇瑞eQ1作為低售價5萬的A00級車為什么能搭載這種技術呢?

根據奇瑞官方的解釋,這款車是“全鋁空間架構+全復合材料外覆蓋件”的輕量化技術平臺的首款小型純電動車型。“單從材料上說,鋁合金車身成本較高。”同濟大學朱西產教授表示。“鋁合金覆蓋件一旦損壞維修成本很高,所以現在民用車上并不能廣泛使用全鋁車身。”所以奇瑞eQ1只保留鋁合金結構件,而將覆蓋件替換為復合材料。

因此,奇瑞eQ1的“全鋁車身”其實并不是完整意義上的全鋁,而是“鋁合金結構件”,覆蓋件還是使用的復合材料,總體車型較小,車身材料成本沒有明顯提升;車身減重之后,電池容量相比同級別車型減少4~6kWh,節省一部分電池成本;車身結構使用傳統焊接技術進行車身裝配,也沒有單獨設立全自動化生產線,由于在生產工藝環節沒有額外投入,總體成本也并沒有太大提升。

類似上述車型的全鋁車身結構設計,還出現在全新一代勞斯萊斯幻影、路虎攬勝星脈和林肯領航員等車型中。
       
     勞斯萊斯幻影

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      路虎攬勝星脈

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       林肯領航員

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勞斯萊斯幻影基于寶馬集團全新的鋁制車身平臺打造,整備質量大幅下降。路虎攬勝新成員星脈,新車車身含鋁量高達81%。而今年推出的林肯領航員也采用了全鋁車身,整車的剛度得到提升的同時,大幅降低了車輛的總重,車輛的動力性和燃油經濟性得到有效提升。

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