整车的轻量化体系分为三方面:整车轻量化设计体系、整车轻型材料开发体系和轻型材料的制造连接工艺体系,泛亚车身轻量化技术路线如图1-9所示。
图1-9 泛亚车身轻量化技术路线
在车身结构设计上,泛亚具有完备的结构设计优化体系,如图1-10所示。
图1-10 泛亚车身结构设计优化体系
注:MDO指Multidisciplinary Design Optimization,多学科设计优化。
车身轻量化材料发展路线如图1-11所示。现阶段可规模利用的轻型材料主要有三种:①轻型非金属材料,如片状模塑料(SMC)、玻璃纤维增强塑料(Glass Fiber Reinforced Plastic,GFRP)、碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)、车身复合材料;②轻质金属材料,如冲压铝板、铝挤压型材、铝铸造型材、镁合金、轻质合金;③高强度材料,如高强度钢、超高强度钢、三代钢。
图1-11 车身轻量化材料发展路线
不同的轻量化材料可以根据其特性应用到车身不同部位,例如塑料设计性好、加工性强,可以应用在背门;铝板质量轻,可以应用在结构简单的前机盖;热成形钢板强度高,可以应用在与车身安全强相关的B柱位置。通过轻质材料的应用,传统的钢制车身已经发展为混合车身,达到车身轻量化的目的。
轻量化材料的应用必须与产品生产工艺相结合,只有设计与制造相匹配,才能达到有效的减重目标。产品制造工艺主要包括成型工艺与连接工艺。
车身轻量化成型工艺的发展路径由传统钢成形到热成形,然后到第三代钢成形,再到现在的铝制零件成型工艺广泛应用。铝制零件成型包括铝板冷冲压、铝挤压型材、高压真空薄壁铸铝等工艺。
车身轻量化连接工艺的发展路径由传统钢钢连接到先进钢钢连接,然后到钢铝连接,再发展至其他连接方法。传统钢与钢连接主要包括钢点焊、弧焊、结构胶接;先进高强度钢与钢连接主要包括激光钎焊、激光焊;钢与铝连接主要包括SPR、FDS、铝点焊;其他连接主要包括异种材料结构胶连接、超薄钢板点焊连接、远程激光焊连接。