實現車身與底盤輕量化 麥格納有哪些黑科技?
數據顯示,燃油車車重每減少10%,油耗就能夠降低7.5%-9%,從而改善尾氣排放問題;電動汽車車重每減少10%,續航里程就能提高5.5%,緩解車主的里程焦慮。毫不夸張地說,輕量化對于汽車行業的低碳發展有著重要意義。那么,占據整車質量半壁江山的車身底盤結構件,必然就成為了整車輕量化的重中之重。7月6日,在麥格納“黑科技來了”直播欄目中,車身與底盤系統事業部分享了汽車輕量化的創新產品和技術。
三大途徑:材料、工藝和設計
從技術路徑來看,在實現汽車輕量化的途徑上,麥格納在材料、工藝和設計三大方向均有深度研究。
(資料圖)
據麥格納車身與底盤事業部工程中心研發經理徐子卿介紹,在輕量化材料方面,麥格納采用高強度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維等輕量化材料代替普通鋼材料,通過使用創新、先進的輕質材料來實現減重;在輕量化工藝方面,麥格納發展一體化鑄造、熱成型門環、液壓成形、輕量化連接等制造工藝,通過減少零部件、使用先進連接技術實現減重;而在輕量化設計領域,麥格納則通過計算機自動化設計軟件和力學分析對現有零部件進行尺寸優化、形狀優化和拓撲優化,從而在設計上實現產品減重。
“依托遍布全球的研發團隊和全面的工程研發能力,麥格納車身與底盤事業部將輕量化理念融入產品,涵蓋門環、地板等白車身零部件、車身外覆蓋件、保險杠,以及前/后副車架、控制臂、扭力梁等底盤零部件。”徐子卿還提到,麥格納還順應電動化趨勢開發全新產品,比如麥格納開發制造的電池殼體已經在北美市場量產應用,在國內純電動電池殼體項目的量產開發也在有序展開。
針對大家關心的安全性問題,徐子卿表示,麥格納在電池殼質量控制方面有著非常嚴格的要求,包括對涂膠、焊接都有相應的在線質量控制,以達到百分之百的在線密封測試檢測。一些前沿的技術,例如AR檢測技術,也被應用在電池殼體的生產中,以確保為客戶提供高質量的零件。
五大創新輕量化解決方案
為了更詳細、更直觀地介紹麥格納在車身與底盤輕量化的探索與實踐工作,徐子卿特別分享了五大具有代表性的創新技術。
1、五空腔單元防撞梁:麥格納設計了能夠提升碰撞性能并減輕重量的防撞梁結構。通過多參數優化壁厚和空腔大小,使得防撞梁的截面具有更高的抗彎能力,從而實現大幅減重。相比傳統截面設計下的防撞梁,減重高達15%。該結構的空腔大小可自由調整,壁厚也可自由組合。在滿足同樣碰撞性能的條件下占用空間更小。
2、熱成型一體式門環:麥格納既有不等壁厚、不同材料的激光拼焊熱成型門環,也有單一熱成型材料,結合局部軟區技術、補丁板技術的門環。相較于傳統的門環設計,在滿足相應碰撞性能要求的條件下,熱成型一體式門環可實現減重20%,同時也大幅減少零件數量,減少焊接,簡化制造流程,一體式熱成型門環也有更好的尺寸精度。徐子卿指出,2014年麥格納就在北美為客戶開發了行業第一個門環,發展至今,國內也已經擁有了多個熱成型門環量產項目。
3、一體式高壓鑄鋁技術:麥格納將車身零件的工藝流程大大簡化。通過一體式高壓鑄鋁工藝制造的鋁鑄件,大幅減少了車輛內的零件數量。麥格納高壓鑄鋁配備了專利的真空系統H-Q-CAST,可以做更薄的壁厚的零件,更好的零件表面和內部質量。使用高壓鑄鋁相對傳統的沖壓、焊接總成,減重可達25%左右。麥格納一體式高壓鑄鋁典型產品包括:前后減震塔、縱梁、鉸鏈柱總成、電池殼體、前副車架等。
4、高壓鑄鋁副車架:麥格納兼顧產品輕量化和尺寸穩定性的明星產品。鋁合金在汽車零部件上的運用是有效的減重方式之一,麥格納一體式高壓鑄鋁副車架在設計上減少了縱橫梁搭接,并將轉向器、控制臂、穩定桿等所有硬件集成在一個鑄件上。這樣的設計結構更安全、性能也更強,尺寸穩定性也更好。更重要的是,相比鋼制副車架,減重可達20-30%左右。
5、碳纖維復合材料副車架:麥格納與福特合作研發了一款兼顧產品穩定性與工藝可行性的前副車架。該產品采用碳纖維材料與金屬零件進行共同注塑,通過兩個碳纖維零件和六個金屬零件替代掉原有的45個鋼制零件,零件數減少了82%,極大降低了工序及模具數量。相較于使用鋼質沖壓件,可使重量降低29%。
“這5個解決方案,是麥格納在輕量化車身底盤領域的一些應用與嘗試。對麥格納而言,產品與工藝的持續創新是我們在如此激烈的市場競爭中,始終保持領先的立身之本。”徐子卿表示,對于汽車輕量化的探索,麥格納永不止步,未來將憑借著自身的積淀進行持續探索,綜合市場需求情況,與客戶的共同探討,從而最終找到一個最優的輕量化解決方案,全方位助力整車廠實現低碳。
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