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汽車的輕量化對(duì)于車輛的總體節(jié)能減排扮演著不可或缺的角色，而作為占到整車質(zhì)量半壁江山的車身與底盤結(jié)構(gòu)件，其輕量化設(shè)計(jì)必然是整車輕量化的重中之重。

近日，在“黑科技來了”直播活動(dòng)中，來自麥格納的技術(shù)專家徐子卿和孔令波帶領(lǐng)我們深度了解麥格納的車身與底盤輕量化解決方案。由于直播時(shí)間限制，許多問題并未在直播中回答。現(xiàn)在，粉絲福利時(shí)間到！小編為大家梳理了熱門技術(shù)問題，帶您深度解析車身與底盤的奧秘。

一睹為快

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由于電動(dòng)車電池包比較重的緣故，現(xiàn)在推行了CTC技術(shù)。麥格納怎么在車身輕量化的同時(shí)兼顧電池包的安全防護(hù)，解決的思路是什么？

孔：CTC，簡(jiǎn)而言之，就是將電池殼體與車身地板、門檻梁等下車體結(jié)構(gòu)件進(jìn)行整合集成，從而去除當(dāng)前獨(dú)立的電池殼體的冗余結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)輕量化，獲得更大的電池承載空間。所以，CTC是通過設(shè)計(jì)路徑來實(shí)現(xiàn)輕量化。它的首要前提是確保碰撞安全、強(qiáng)度、剛度等產(chǎn)品性能，麥格納在CTC電池殼體設(shè)計(jì)方面有多年的研究，也有相應(yīng)的成熟的技術(shù)方案。此外，我們的輕量化材料、熱成型超高強(qiáng)度鋼，及高壓鑄鋁等技術(shù)，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)減重效果。麥格納各種鋼鋁成型技術(shù)，以及相應(yīng)的連接技術(shù)，比如激光焊接、FDS、SPR、攪拌摩擦焊，在輕量化電池殼體方面都有著非常廣泛的應(yīng)用。

徐：我們?cè)谫|(zhì)量控制方面有非常嚴(yán)格的要求，如對(duì)涂膠、焊接都有相應(yīng)的在線質(zhì)量控制：達(dá)到100%的在線密封測(cè)試檢測(cè)。另有AR檢測(cè)技術(shù)，以確保我們?yōu)榭蛻籼峁└咂焚|(zhì)的交付。

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對(duì)于底盤副車架，卡斯馬都有哪些輕量化技術(shù)？

徐：直播中已經(jīng)提到了兩種輕量化技術(shù)，其一是高壓鑄鋁副車架，其二是碳纖維一體式副車架。從材料而言，副車架產(chǎn)品主要分為鋼制和鋁制。鋼制零件主要有采用液壓管的結(jié)構(gòu)，以及傳統(tǒng)的沖壓件焊接結(jié)構(gòu)；鋁制副車架有低壓鑄造的一體式結(jié)構(gòu)，也有高壓鑄造一體式結(jié)構(gòu)，以及鋁型材加上低壓鑄鋁的焊接結(jié)構(gòu)。麥格納在這些領(lǐng)域具有非常豐富的設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)，此外，我們會(huì)根據(jù)客戶對(duì)產(chǎn)品性能及重量的目標(biāo)要求，進(jìn)行非常全面的性能結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提供具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的輕量化產(chǎn)品。

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五空腔單元保險(xiǎn)杠和傳統(tǒng)日字型/目字型有什么優(yōu)勢(shì)？

孔：五空腔保險(xiǎn)杠作為麥格納的專利產(chǎn)品，其優(yōu)點(diǎn)是在同樣的截面大小下，具有更好的抗彎性能。在同樣滿足客戶碰撞要求的情況下，這種設(shè)計(jì)相對(duì)日字型/目字型保險(xiǎn)杠能達(dá)到15%的減重效果。同時(shí)，占用空間更小，更設(shè)計(jì)友好。麥格納五空腔保險(xiǎn)杠在北美已經(jīng)有多個(gè)項(xiàng)目量產(chǎn)了，非常期待在國(guó)內(nèi)會(huì)有越來越多的應(yīng)用。除了五空腔保險(xiǎn)杠，麥格納還有其他的熱成型保險(xiǎn)杠、滾壓成型保險(xiǎn)杠、超高強(qiáng)度鋼保險(xiǎn)杠，各種設(shè)計(jì)、各種技術(shù)應(yīng)用。

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麥格納在門環(huán)產(chǎn)品上有哪些技術(shù)優(yōu)勢(shì)？

孔：早在2014年，麥格納在北美為客戶開發(fā)了行業(yè)的第一個(gè)門環(huán)。經(jīng)過近十年的發(fā)展，我們?cè)趪?guó)內(nèi)也有多個(gè)熱成型門環(huán)量產(chǎn)項(xiàng)目，包括不等厚、不同材料的激光拼焊門環(huán)，也有采用單一熱成型材料、結(jié)合局部軟區(qū)技術(shù)及補(bǔ)釘板技術(shù)的門環(huán)。同時(shí)，我們也在開發(fā)雙門環(huán)產(chǎn)品，它具有更高的零件整合度、更大的減重效果、更好的安全性能。

徐：麥格納一體式雙門環(huán)設(shè)計(jì)，其可行性研究以及樣件驗(yàn)證已經(jīng)在北美全部完成，我們已經(jīng)做好了產(chǎn)品量產(chǎn)的準(zhǔn)備。

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麥格納在高壓鑄鋁方面主要有哪些產(chǎn)品應(yīng)用案例？

孔：與傳統(tǒng)沖壓焊接的復(fù)雜車身總成相比，高壓鑄鋁是非常好的輕量化解決方案。諸如減震塔、縱梁、翼子板、內(nèi)板這些車身件的高壓鑄鋁應(yīng)用已非常廣泛，目前我們?cè)诟避嚰堋㈦姵貧んw也應(yīng)用高壓鑄鋁進(jìn)行減重，這些都有相應(yīng)的量產(chǎn)案例。

麥格納高壓鑄鋁壓鑄機(jī)配備的是我們專利真空系統(tǒng)——High-Q-Cast，能實(shí)現(xiàn)更薄壁厚、更高質(zhì)量的零件。在國(guó)內(nèi)，我們于2015年就實(shí)現(xiàn)了高壓鑄鋁項(xiàng)目的量產(chǎn)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝的模擬仿真、模具設(shè)計(jì)等方面都有著豐富經(jīng)驗(yàn)。

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從麥格納的角度來看，車身與底盤輕量化的空間還有多大？要更大幅度的輕量化，要解決的最關(guān)鍵問題是什么？

徐：實(shí)現(xiàn)車身與底盤輕量化的途徑包括材料、工藝、設(shè)計(jì)三個(gè)方向。麥格納在這些方面具有多年積淀并還在持續(xù)創(chuàng)新，成熟的工程團(tuán)隊(duì)能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝仿真優(yōu)化、模具設(shè)計(jì)等方面發(fā)揮卓越表現(xiàn)。當(dāng)然，我們會(huì)綜合市場(chǎng)需求、與客戶共同探討，從而探索最優(yōu)的輕量化解決方案。

根據(jù)我們多年來的工程經(jīng)驗(yàn)，供應(yīng)商參與項(xiàng)目的時(shí)間節(jié)點(diǎn)非常關(guān)鍵，如果我們能盡早參與，那么我們就能為客戶提供更多的輕量化設(shè)計(jì)及優(yōu)化設(shè)計(jì)思路。

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麥格納對(duì)一體化壓鑄的思考和布局是怎樣的？

孔：對(duì)于大型的一體化壓鑄，麥格納一直有相應(yīng)的研究。舉個(gè)例子，我們有免熱處理壓鑄材料，及相應(yīng)的工藝技術(shù)儲(chǔ)備。同時(shí)，我們也開發(fā)了兩片式的結(jié)構(gòu)，來替代一體式的后地板，具有成本更低、質(zhì)量更佳、尺寸表現(xiàn)更好的優(yōu)點(diǎn)。目前也在和客戶不斷地探討推進(jìn)大型一體化壓鑄的布局。

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鋁比鋼的應(yīng)用會(huì)貴多少？

孔：舉例而言，麥格納有高壓鑄鋁的一體式副車架，也有低壓鑄鋁的一體式副車架。相對(duì)于傳統(tǒng)鋼制副車架，就單個(gè)零件來講成本確實(shí)會(huì)有一定程度的上升，但是由此產(chǎn)生的收益是多方面的。既能實(shí)現(xiàn)整車的節(jié)能減排、提高續(xù)航里程，同時(shí)由于變成了一個(gè)單件，大幅度減少了零件數(shù)量、焊點(diǎn)、焊接占地，單件的尺寸精度也會(huì)更高，設(shè)計(jì)也會(huì)更加柔性化。綜合來看，鋁制副車架經(jīng)濟(jì)效益會(huì)更好。

一體式雙門環(huán)技術(shù)會(huì)拿到中國(guó)來嗎？

徐：一體式雙門環(huán)的可行性驗(yàn)證及樣件驗(yàn)證都已經(jīng)完成，從技術(shù)角度來說，引入中國(guó)不存在難點(diǎn)。非常建議客戶在雙門環(huán)項(xiàng)目開發(fā)的前期就與我們?nèi)〉寐?lián)系，從設(shè)計(jì)上適應(yīng)雙門環(huán)的開發(fā)工藝，以適應(yīng)現(xiàn)有熱成型加熱爐的尺寸、壓機(jī)要求等。

當(dāng)前碰撞安全法規(guī)對(duì)新能源汽車要求較嚴(yán)，對(duì)汽車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有什么挑戰(zhàn)？

徐：隨著新能源汽車的發(fā)展，我們發(fā)現(xiàn)有這樣一個(gè)趨勢(shì)，底盤零件尤其是前副車架，在碰撞中承擔(dān)的功能越來越多，甚至副車架也要承擔(dān)一部分的吸能作用，這個(gè)對(duì)于副車架設(shè)計(jì)的減重是不利的；并且由于新能源汽車的電機(jī)及相關(guān)周邊零件越來越復(fù)雜，留給底盤零件的設(shè)計(jì)空間也越來越復(fù)雜，這些都大大提高了底盤零件的設(shè)計(jì)難度。

面對(duì)重重挑戰(zhàn)，我們深耕底盤結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，并不斷在產(chǎn)品和工藝上進(jìn)行創(chuàng)新，持續(xù)為客戶提供優(yōu)質(zhì)的底盤設(shè)計(jì)解決方案。目前我們已成功設(shè)計(jì)開發(fā)了多個(gè)新能源車型的前后副車架，并通過多種鋼鋁成型輕量化技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到顯著的減重效果。

一體式門環(huán)是如何實(shí)現(xiàn)降本的，減重的？

孔：傳統(tǒng)的門環(huán)是由A柱總成、B柱總成、門檻梁總成、鉸鏈柱總成等多個(gè)沖壓件通過焊接形成的復(fù)雜大總成。而熱成型一體式門環(huán)通過大幅減少零件數(shù)量、焊點(diǎn)、模具套數(shù)、焊接站及相應(yīng)占地，從而實(shí)現(xiàn)降本和減重。此外，一體式門環(huán)還能提升車身剛度及碰撞安全性能。

直播中提到的這些技術(shù)現(xiàn)在都已經(jīng)上車了嗎？目前是不是更適合一些高端車型？

徐：直播提到的5項(xiàng)技術(shù)，除碳纖維一體式副車架目前還屬于研發(fā)項(xiàng)目，其余技術(shù)均已有實(shí)車應(yīng)用。其實(shí)又新又好的技術(shù)并不等于望而卻步的價(jià)格。舉個(gè)例子，五空腔單元防撞梁是基于傳統(tǒng)截面鋁合金保險(xiǎn)杠進(jìn)行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，由于其更有優(yōu)勢(shì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在同樣滿足法規(guī)要求的情況下，可以有更多的減重空間，價(jià)格上反而具有一定優(yōu)勢(shì)。

電池殼體的一體化壓鑄有沒有涉及？

孔：過去，麥格納量產(chǎn)的一體壓鑄電池殼體主要應(yīng)用于混動(dòng)車型上。近年來，我們積極擁抱純電動(dòng)車的發(fā)展，與某些業(yè)內(nèi)頭部客戶在一些純電動(dòng)電池殼體項(xiàng)目上展開合作。由于電池殼體尺寸較大，目前在前后兩部分上分別采用高壓鑄鋁件，而后將兩者與中間的鋁型材底板焊接構(gòu)成電池殼體的主體部分。未來，我們期待在保證白車身與電池包安全及其他性能表現(xiàn)優(yōu)異的前提下，與客戶共同探索一體化壓鑄在更多領(lǐng)域上的運(yùn)用。

一體鑄件的韌性差、抗沖擊能力弱如何解決？

徐：首先，鋁鑄件相對(duì)于鋼沖壓件，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有更大的柔性化空間。其次，通過壁厚、形狀、加強(qiáng)筋運(yùn)用等優(yōu)化設(shè)計(jì)，我們可以提升鑄件的韌性。此外，憑借麥格納專利的真空系統(tǒng)High-Q-Cast，我們的高壓鑄鋁產(chǎn)品能帶來更好的零件表面、內(nèi)部質(zhì)量，對(duì)零件韌性也有一定的提升。除了這些，材料開發(fā)對(duì)零件韌性也起著關(guān)鍵的作用。