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[发盖hood] 2012 ECB(Euro Car Body)总结及2013ECB新材料应用展望

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发表于 2013-10-16 08:17:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
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一、Euro Car Body简介
      Euro Car Body(简称ECB)欧洲汽车车身会议是由Automotive Circle International(国际领先的汽车及其供应链交流平台)主办,主要吸引了来自世界各国的整车、零部件、原材料和研究机构的技术人员。每年10月份在德国举行,2013年为第15届。
会议聚集全球车身专家,对本年度上市的或即将上市的车型车身结构设计、平台化、模块化、新材料、重量及轻量化系数、车身结构连接方式、模态及刚度、NVH、碰撞安全性能,以及生产工艺、厂房布置和维修便利性等等进行讨论评价,并通过与会者的投票,评选出本年度最佳车型。世界各大汽车厂商都以此为锲机来分析研究行业的最新技术,这个会议也被称为世界上最大的最公开的车身BenchMark研究大会。
二、2012ECB(Euro Car Body)总结
      下图为2012年度参展车型获奖排序。


每个车型的详细分析可以查看网站以往的记录:
2012 Euro Car Body Mondeo 车身用材解析
2012 Euro Car Body Cadillac ATS车身用材解析
2012Euro Car Body 本田CIVIC车身用材解析
2012 Euro Car Body新宝马3系车身用材解析
2012 Euro Car Body季军车型—全新路虎揽胜车身用材解析
2012 Euro Car Body亚军车型-- Audi A3车身用材解析
2012 Euro Car Body参展车型用材解析(1)--冠军车型 Benz SL


      每个车型都有其特点,笔者从车身用材分布,新材料新工艺,结构设计和轻量化工程几个方面对2012 ECB做个简单的总结,便于各位读者去分析对比2013年 ECB最新的技术发展。
2.1车身用材分布
钢制车身的材料分布


      ECB的车身高强度钢应用比例是按照冶金学类型进行分类统计的,而不是屈服强度(详细分类请查看:汽车高强度钢应用手册V4.1),车身高强度钢比例最高达到70%。而国内的高强度钢应用比例一般按照屈服强度(≥210MPa),若按照ECB的高强度钢分类,国内的车身高强度最高也可以达到近70%,但是国内高强钢主要集中在屈服210-340MPa之间,屈服大于550MPa的超过强度钢和热成形钢用量较少。由于超高强度冷成型用量低,而热成形钢由于成本的限制,用量在自主车型中又不能太高,因而自主车型的车身重量相当较重,不利于成本控制。制约国内高强度钢,尤其是超高强度钢应用的应用主要体现在成形和焊接技术方面,此外还有国内的供应商配套资源,包括原材料供应商、零部件供应商和模具等工艺器具供应商的能力还有待加强。

2.2新材料新工艺应用亮点
1)压铸铝合金在车身的应用

      变形铝合金应用车身已经相当普遍,然而压铸铝合金应用于shock tower这样的大型车身零件还是非常有挑战性。高度集成,实现模块化,可将十几个冲压件集成为一个压铸件;采用压铸工艺,可以提高尺寸的精度,降低模具的费用; 还可以解决减震器支座处钢板焊接工艺缺陷带来的疲劳失效问题,并有利于车身刚度的提高。除了全铝车身应用到此技术外,凯迪拉克 ATS的钢制车身也应用到此技术,的确值得称赞。自主品牌产品应用障碍不是成本,而是全新设计理念所带来的挑战。

2FEM模块化应用渐成气候(塑料或镁合金)


本次ECB共参展8款车型,其中应用到模块化FEM达到一半,可见此技术已经被普遍接受。不仅应用于路虎、奔驰等高端车有所应用,国内在售的很多中低端日、韩系车也大批量应用,比如现代伊兰特悦动。自主品牌的开发热情也非常之高,江淮、长安和奇瑞正在开发,一起奔腾已批量应用。
3)液压成型开始应用于车身零部件

      液压成型在底盘零部件上应用非常普遍,但在车身上应用的确是个亮点。2013款新福特Mondeo的A柱和B柱都采用液压成型技术。使用液压成技术代替原有的热成形,既减轻了重量,又节约了成本和材料,最重要的一点是防撞性能更出色,“液压成型技术使得汽车的车身有更好的结构连续性。”
      “管状结构在这里能够起到帮助,我们在能够利用的空间里使车柱的截面值最大化。当舍弃法兰盘连接管柱的结构时,车辆将获得更好的结构连续性,比如A柱与车顶纵梁间的焊接接头。由于车辆结构,并不是每次都能够找到很理想的将A柱与车顶纵梁链接起来的方法。”
当自主品牌还在考虑副车架要不要用液压成型时,别人已经用在车身上了;液压成型的应用也说明了:管状件的刚度不是热成形的强度所能完全取代的,所以汽车的性能还是“设计”出来。
4)热成形用量创新高
新款audiA3车身热成形应用情况
      目前,应用比例逐年升高,目前产业化应用最多热成形的车型为最新款audiA3,达到车身重量的21.7%,达到白车身骨架重量比的26.4%。
      热成形技术的发展趋势和新技术有热成形局部淬火技术、热成形TRB技术和热成形TWB技术。
5差厚板应用新趋势
      TRB也称柔性轧制板,最早起源于德国的Mubea。国内的宝钢将其定义为VRB(Variable thickness Rolled Blank)。其应用呈现与热成形技术结合应用的趋势,发挥各自的优势,实现安全与轻量化的结合;当然也可以与液压成型和滚压成形结合应用。这种来源于德国的技术,奔驰和宝马应用最多,福特在也逐步应用。

奥迪A6和A3


6)连接技术
      ECB车型中除了传统点焊,还有弧焊、胶粘接、铆接、激光焊接、冲压连接和自攻螺钉连接工艺。胶结长度和等效焊点数的增加有利于车身刚度和气密性的提高(改善NVH),这方面国内还有很大的提升空间。
      国内目前以点焊为主,胶结与弧焊为补充,仅有少数车型因工艺实现问题不得已采用激光焊接连接。国内车身胶接(包括点焊胶)连接目前基本在30-40m左右,纯粹的结构胶长度也在个位数(m),与国外差距较大。

2.3车身轻量化系数

      由于各年度参展车型车身轻量化系数总体趋势是下降的;根据相关主机厂的宣传资料,国内目前车身轻量化系数普遍都在4以上,最好为3.63。

2.4 车身结构亮点分析
      从ECB材料分析,Volvo、Audi、Honda等主机厂实际上是从经验层面按照环状结构特征设计车身结构,武汉上善运用3R-BODY设计方法对2012ECB会议车身进行了分析。
1) 环状结构设计
      从今年ECB报告看,较系统运用环状结构设计思想阐述其车身结构设计的主机厂是Audi和Honda,也是沿用了其一以贯之的轻量化设计方法。


2) Shotgun-Ring演变
      Shotgun-Ring对于前结构车身设计来说是一个非常重要的环状结构特征,其设计要点是将Shotgun与前纵梁连接起来,是进行前结构创新设计的重要思想来源,从Honda车型Shotgun-Ring演变过程中可以看到其对性能贡献的重要性。



三、2013 ECB新材料新技术展望
      根据ECB会议官网的消息,2013 ECB参照车型包括阿尔法罗密欧4C、宝马i3、雪弗兰克尔维特、福特全顺、本田飞度、英菲尼迪Q50、兰博基尼埃文塔多、雷克萨斯IS、奔驰S级、欧宝Cascada、路虎揽胜运动版。可见,本年度除了本田飞度属于大众化车型,其他基本都属于跑车、电动车、豪华SUV等等,对于自主品牌车型开发的参考意义有限。今年以来,本站也收集整理了上述车型用材的相关报道,详情可点击:
2014款克尔维特采用液压成型纵梁
宝马碳纤维车身结构解析
碳纤维宝马i3电动车材料技术解读
新一代本田飞度采用旋转式前排座椅
宝马i3欲将电动车轻量化做到极致
极致轻量化 阿尔法罗密欧打造4C自行车
2014款雷克萨斯IS谍照曝光 将用全铝车架


      如果把全铝车身(路虎新揽胜)、热成形用量创新高(奥迪A3)和液压成型新应用(福特蒙迪欧)三个作为2012 ECB的新材料与新工艺的亮点。那么可以预测的是:2013 ECB新材料与新工艺将延续全铝车身(路虎揽胜运动版)、液压成型(雪弗兰克尔维特)的同时,本届会议最大的亮点将是:碳纤维复合材料的产业化应用解决方案(宝马i3)!此外,阿尔法罗密欧4C和兰博基尼埃文塔多也大量应用了碳纤维复合材料。
      笔者大胆的预测一下:不出意外,宝马i3将会获得本届会议的冠军车型。主要得益于其碳纤维产业应用,以及全复合材料车身结构设计的颠覆了传统金属(钢或铝)车身的设计理念(结构强度、成型、连接技术、涂装和装配等等),系统展示了新能源车身结构设计方法,必将引领了新能源汽车车身设计潮流。
      另外,在传统汽车技术差距日趋缩小的今天,低成本、平台化和模块化汽车产品设计与生产方法已受到越来越多的重视,比如大众的MQB平台化技术。可惜大众此次未参会,没有机会欣赏大众对自己的MQB平台解读,但毫无疑问这是个不可逆的重要趋势。
ECB会议给国内汽车技术人员提供了一个近距离接触国际最先进的车身结构、用材的设计理念机会。从整个行业来说,应该感谢中信金属历年来给予各大企业的资助,让工程师们可以走出国门学到更多国外先进的技术与理念。也要感谢汽车工程学会和汽车轻量化联盟在国内车身设计和用材方面搭建的行业交流平台,对于提升自主品牌技术提升做出重要的贡献。

以此文献给即将赴欧参会的各位行业专家,希望您们能给国内带来更多先进的技术与理念。

车身新材料
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发表于 2013-10-16 13:23:35 | 显示全部楼层
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车身新材料
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发表于 2013-10-16 08:28:50 | 显示全部楼层
秀才辛苦了,书生和秀才是本站的两大法宝,镇站之宝。
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发表于 2013-10-16 13:20:58 | 显示全部楼层
你们才是。
要不试开个娱乐贴?预测今年的冠军车型?

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这个可以有呀  详情 回复 发表于 2013-10-16 13:21
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发表于 2013-10-16 13:21:46 | 显示全部楼层
不第书生 发表于 2013-10-16 13:20
你们才是。
要不试开个娱乐贴?预测今年的冠军车型?

这个可以有呀
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发表于 2013-10-16 13:23:28 | 显示全部楼层
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发表于 2013-10-16 13:31:12 | 显示全部楼层
不第书生 发表于 2013-10-16 13:23
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没见过PAD的掩面而过...  详情 回复 发表于 2013-10-17 22:10
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admin 发表于 2013-10-16 13:31
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没见过PAD的掩面而过...
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发表于 2013-10-18 12:16:29 | 显示全部楼层
学习了,谢谢分享
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