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當門環(huán)走向進一步集成

蓋世汽車童郜生 2023-09-13 14:57

造車就像造房子一樣，為了確保駕乘安全和舒適性，“承重墻”得精心構建。隨著車身設計越來越一體化、集成化，人們對車身“承重墻”的定義也早已從A、B柱演變到多零件集成的環(huán)結構，以及由多環(huán)組成的籠式結構。

從1到N的創(chuàng)新突破

環(huán)結構最為經典的案例非熱成形一體式門環(huán)莫屬，它將A柱到B柱，包括A柱下部和門檻件的獨立分件結構，通過使用熱成形鋼、激光拼焊和熱成形工藝設計成一體式的前門環(huán)結構，已在國內外得以廣泛應用。當門環(huán)走向進一步集成，升級版的前后大門環(huán)則在這一基礎上合并了后門環(huán)，將整個乘員艙部位的側圍結構件，即A柱到C柱、門檻的合圍區(qū)作為一個整體熱沖壓成形，形成了一體式雙環(huán)的結構。

安賽樂米塔爾內外雙門環(huán)車型實例和前后大門環(huán)軟模樣件

眾所周知，雙門環(huán)作為車身結構中最大的部件，加工難度極大。得益于在門環(huán)輕量化領域十多年的經驗積累，安賽樂米塔爾最新推出的多零件集成式雙門環(huán)解決方案，成型性、焊接性和工業(yè)化生產的可行性均得以驗證，持續(xù)引領著行業(yè)最前沿。作為安賽樂米塔爾多零件集成最為經典的案例之一，雙門環(huán)集成方案在上一代熱成形激光拼焊的四環(huán)結構（內外雙門環(huán)）和前后大門環(huán)基礎上進一步整合，形成一個內外雙門門環(huán)的超大型結構。

安賽樂米塔爾多零件集成式雙門環(huán)解決方案

集成不僅僅只是將多變“一”

通過減少每個門環(huán)所需的子部件數(shù)量，多零件集成式雙門環(huán)解決方案從根本上簡化了整個車身側圍總成的供應鏈流程。單側門環(huán)的零部件數(shù)量從13個減少到4個，整車共減少18個零部件、244個焊點，使得多零件集成呈現(xiàn)出新的高度。

你以為集成僅僅只是將多變“一”嗎？那就錯了。方案將乘員安全區(qū)和碰撞緩沖區(qū)的概念詮釋到極致，作為安全的關鍵區(qū)乘員艙被設計為強度高的區(qū)域，例如在外雙門門環(huán)的整個A柱和B柱上部應用了第二代鋁硅鍍層熱成形鋼Usibor?2000，強度達到2000MPa，超高的強度保證了在發(fā)生碰撞時抵抗變形的能力，為乘員艙提供了強有力的生存空間支撐，同時也能夠提升頂壓性能；碰撞過程的非關鍵部位被設計成碰撞緩沖區(qū)，在B柱下部與門檻連接的部位應用了強度稍低但韌性更好的Ductibor?1000來吸收能量，從而實現(xiàn)了車身側圍整體高強度和高韌性之間的完美平衡。方案已參照目前國際市場上最權威的碰撞測試機構（包括歐洲NCAP以及北美IIHS、NCAP）對小偏置碰、柱碰、側碰、翻滾等嚴苛碰撞測試提出的要求完成了驗證。

全生命周期提效減碳最優(yōu)解

整體而言，相較基準多部件組裝的解決方案，多零件集成式雙門環(huán)的制造成本并未增加。相反，通過布料的優(yōu)化設計，內、外雙門門環(huán)的材料利用率相較基準分別提高了5%和4%，整體用鋼量減少22公斤，材料成本更低。

據(jù)安賽樂米塔爾測算，如僅僅考慮生產制造環(huán)節(jié)，由于方案無需點焊，外雙門門環(huán)的生產成本相比基準減少近10%，內雙門門環(huán)因為采用熱成形鋼取代基準的冷成形和輥壓成型先進高強鋼，材料的升級使得新方案的成本與基準持平，但安全系數(shù)和輕量化水平得到大幅提升。相比基準方案，白車身減重達9.8公斤，降幅11%。除此之外，多零件集成的概念使得車輛的生產過程徹底簡化，車身生產車間的工作臺面減少50%，整車生產效率大幅提升，可實現(xiàn)額外的大幅降本，同時助力汽車制造商實現(xiàn)碳減排和產品全生命周期碳足跡的優(yōu)化。