12月16日,第九屆全球新能源汽車大會(GNEV9)在國家會議中心開幕,長安歐尚汽車研究院材料及輕量化經(jīng)理劉波就新能源汽車輕量化的思考發(fā)表主題演講。
以下為長安歐尚汽車研究院材料及輕量化經(jīng)理劉波演講實(shí)錄(略有刪減):
我今天給大家分享的題目是“新能源汽車輕量化的思考”,其實(shí)我本人做輕量化的時(shí)間也比較久,2007年以后長安一直做輕量化的事情,輕量化不僅僅是材料,也有工藝設(shè)計(jì)方面。今天就把我們團(tuán)隊(duì)對于新能源汽車一些思考給大家分享一下。
為什么做輕量化?汽車的牽引力阻力當(dāng)中,除了空氣阻力之外其他的阻力都與車的重量相關(guān),并且直接相關(guān)。所以說相對于其他的一些節(jié)油手段來講輕量化是最現(xiàn)實(shí)最有效的手段之一,而不管動力部分還是傳動部分,它的傳動效率的提升非常困難,所以想節(jié)油很難。另外輕量化也是受到國家法規(guī)政策驅(qū)動,特別是受到油耗法規(guī)雙積分政策的驅(qū)動。
另外一個(gè)是基于性能的提升,無論是從加速性能、動力性、能耗來看,作為輕量化減重都是非常有效的,根據(jù)我們分析的解決,整車減100公斤從1500公斤到1400公斤這么一個(gè)幅度的減,加速時(shí)間可以降低0.62秒,最大爬坡度增加2.29%,續(xù)航里程增加6.28km。對于用戶的體驗(yàn)如果減100公斤,針對于燃油車電動車來講效益不一樣,燃油車減100公斤百公里可以省油0.3L,油價(jià)7.3元/L,10萬公里則是2190元。而純電動車降低重量,在使用過程當(dāng)中百公里可以省0.52度電,電價(jià)按照6毛錢10萬公里可以節(jié)省300多塊錢,這個(gè)對比可以看出來輕量化意義的重大。另外不管國際還是國內(nèi),開始的時(shí)候因?yàn)榘踩怨δ苄缘囊笾亓渴钦w上升的,后來因?yàn)橛秃呐欧胚@么一個(gè)法規(guī)和趨勢,使得我們重量逐漸下降。其中輕量化就成為達(dá)到這個(gè)核心目標(biāo)的技術(shù),另外對標(biāo)傳統(tǒng)的鋼質(zhì)汽車各個(gè)系統(tǒng)的重要占比,傳統(tǒng)的鋼質(zhì)汽車?yán)锩孳嚿碚急戎亓?8%,底盤25%,動力部分17%。所以我們減重的大頭,主要是車身和底盤。
此外,新能源汽車輕量化的經(jīng)濟(jì)效益比傳統(tǒng)燃油車用戶感知更明顯,所以新能源汽車輕量化意義更為重要,而新能源汽車動力與車身在重量相比有很大的潛力可以挖掘。
下面分享一下輕量化的路線之爭:汽車常用的幾種材料有軟鋼、超剛強(qiáng)鋼、鎂合金、鋁合金,基本上材料有一個(gè)對比。如果以傳統(tǒng)的鋼作為一個(gè)起點(diǎn),鋁合金相對于鋼來講可以減5%—10%,鎂合金可以在鋁合金基礎(chǔ)上再減15%,碳纖維可以減60%。但是目前得到的結(jié)論,輕量化路線之爭主要是鋼和鋁。我們定義為大于70%的車身,70—20%之間是鋼鋁混合,低于20%都可以稱之為全鋼的車身。實(shí)際上部分的車型即使選擇了全鋁車身,做出來也有可能不是最好的,選擇材料只是基礎(chǔ),如果設(shè)計(jì)跟不上性能仍然達(dá)不到。
鋼的材料變化也在進(jìn)步,局部有鋁合金,實(shí)際上也屬于全鋼的一部分,因?yàn)殇X小于20%,因?yàn)榫植坑娩X包括前碰它不涉及到連接的困難,典型的幾個(gè)車,奧迪A6、斯巴魯這些都是典型的。最近的一個(gè)變化,奧迪A8 2017款從全鋁變成了鋼鋁混合,特斯拉的Model也是一個(gè)鋼鋁混合的對比,奧迪A8 2017款和上一代比車身重量增加了60公斤左右,但是輕量化系數(shù)并不差,它通過適當(dāng)?shù)挠貌囊部梢宰龅胶茌p的水平,而且還可以降低成本。另外就是國內(nèi)的新能源汽車情況,大家看見的有這么幾個(gè)路線,第一個(gè)全鋼,第二個(gè)是框架式的鋁合金像奇瑞小螞蟻,第三種路線沖壓式的鋁板,第四個(gè)像寶馬i3這種碳鋁混合的,另外鋼鋁混合的CT6,這些是在新能源汽車上看見的用材技術(shù)路線,目前國內(nèi)小型的新能源車的趨勢是用全鋁骨架車身,除了小螞蟻包括長安汽車也在搞。
輕量化如何做?要解決這么多的設(shè)計(jì)材料和其他的問題,我認(rèn)為要通過單個(gè)零部件材料替代是很困難的,只有通過平臺化的運(yùn)作才能降低成本推向量產(chǎn),如何打造這樣一個(gè)平臺?這個(gè)平臺是一系列輕量化技術(shù)方案和體系的結(jié)合,它的目的就是為了提高產(chǎn)品力并縮短研發(fā)周期。此外新能源車還有三電系統(tǒng)的輕量化,而如果想解決成本的問題要提高材料利用率,降低成本,而不是降原材料成本,這個(gè)是很困難的。
從最早的熱鋼30塊錢到現(xiàn)在的20多塊錢,這個(gè)又降重又降成本的案例就是用滾壓代替沖壓。如果不去參考零部件的價(jià)格和材料的水平對我們做方案是很困難的,最后團(tuán)隊(duì)要有體系才能確保這些技術(shù)最終能夠用到產(chǎn)品當(dāng)中去,謝謝各位。
來源:第一電動網(wǎng)
作者:安小曼
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