導讀:鋁(lv)合金材(cai)質在(zai)性(xing)(xing)能層面表現(xian)是(shi)(shi)遠好(hao)過(guo)鋼材(cai)的(de)(de),同等條(tiao)件下全(quan)鋁(lv)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)身(shen)(shen)能給車(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛帶來安(an)全(quan)性(xing)(xing)、操控性(xing)(xing)、燃油(耗電)經(jing)濟性(xing)(xing)、耐久(jiu)性(xing)(xing)等全(quan)方位(wei)的(de)(de)提升,問題就(jiu)是(shi)(shi)成本仍然(ran)很高(gao),所(suo)以非豪(hao)華車(che)(che)(che)(che)(che)(che)很少能用(yong)(yong)到全(quan)鋁(lv)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)身(shen)(shen).福(fu)特(te)f-150用(yong)(yong)上全(quan)鋁(lv)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)身(shen)(shen)算是(shi)(shi)很平民化的(de)(de)一(yi)次(ci)進(jin)步了(le)(le),不(bu)過(guo)那是(shi)(shi)美國的(de)(de)平民車(che)(che)(che)(che)(che)(che),在(zai)中國還(huan)是(shi)(shi)豪(hao)車(che)(che)(che)(che)(che)(che).說到汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)全(quan)鋁(lv)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)身(shen)(shen),繞(rao)不(bu)開(kai)的(de)(de)特(te)點(dian)就(jiu)是(shi)(shi)輕,除了(le)(le)那些價格不(bu)菲(fei)的(de)(de)超跑(pao)會大(da)量(liang)(liang)運用(yong)(yong)碳(tan)纖維外(wai),汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)輕量(liang)(liang)化設計多半(ban)都是(shi)(shi)靠大(da)比例使(shi)用(yong)(yong)鋁(lv)合金來實現(xian)的(de)(de).但除了(le)(le)輕以外(wai),全(quan)鋁(lv)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)身(shen)(shen)還(huan)有什(shen)么值得細究的(de)(de)特(te)點(dian)呢?或許我們從基本的(de)(de)材(cai)料層面開(kai)始,一(yi)起好(hao)好(hao)嘮嗑一(yi)下這(zhe)個話題吧(ba):

    全鋁車(che)身到底(di)好(hao)在哪(na)?除(chu)了輕還有什么(me)優勢?

    什(shen)么是(shi)全鋁(lv)車身?真的就是(shi)100%的鋁(lv)嗎?

    應(ying)該沒有還會把全(quan)鋁(lv)(lv)(lv)理解成純鋁(lv)(lv)(lv)的(de)吧?其實全(quan)鋁(lv)(lv)(lv)車身這個概念,是(shi)(shi)指車身結(jie)構部(bu)分主要是(shi)(shi)由鋁(lv)(lv)(lv)合金(jin)來制造(zao),不僅僅允(yun)許部(bu)分非鋁(lv)(lv)(lv)制零(ling)件的(de)存在(zai),而(er)且鋁(lv)(lv)(lv)在(zai)這里頭(tou)也(ye)是(shi)(shi)以合金(jin)形式出現的(de).

    而鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合金(jin)并不是(shi)指(zhi)一種(zhong)(zhong)合金(jin),實際上類別也(ye)挺多的(de)(de),國際通行的(de)(de)規則是(shi)用(yong)一個四位數字加一個字母打頭(tou)的(de)(de)狀態代碼來區分鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合金(jin)的(de)(de)種(zhong)(zhong)類,比如(ru)建筑行業常用(yong)的(de)(de)6063-t5,第 一位數字是(shi)1就(jiu)代表是(shi)純(chun)度(du)高于99%的(de)(de)純(chun)鋁(lv)(lv)(lv)(lv),2-8分別代表鋁(lv)(lv)(lv)(lv)和(he)銅、錳、硅、鎂、鎂+硅、鋅和(he)其他元素組(zu)成(cheng)的(de)(de)合金(jin),9是(shi)備用(yong)組(zu).后面的(de)(de)數字主(zhu)要用(yong)于區分,就(jiu)不再贅述(shu)具(ju)體邏輯,總(zong)之每(mei)一種(zhong)(zhong)配(pei)方的(de)(de)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合金(jin)都有(you)(you)特(te)(te)有(you)(you)的(de)(de)標號,對應(ying)特(te)(te)有(you)(you)的(de)(de)特(te)(te)性.目(mu)前汽(qi)車(che)(che)全鋁(lv)(lv)(lv)(lv)車(che)(che)身用(yong)到的(de)(de)主(zhu)要是(shi)5系(xi)(xi)(xi)列(lie)(lie)(lie)和(he)6系(xi)(xi)(xi)列(lie)(lie)(lie),都屬于密度(du)低,抗(kang)拉強(qiang)度(du)和(he)抗(kang)疲勞性好的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao),可以在遠低于鋼材(cai)重量(liang)的(de)(de)情況下(xia)實現更高的(de)(de)強(qiang)度(du),包括奧迪asf全鋁(lv)(lv)(lv)(lv)車(che)(che)身等都廣(guang)泛應(ying)用(yong).另外2系(xi)(xi)(xi)列(lie)(lie)(lie)和(he)7系(xi)(xi)(xi)列(lie)(lie)(lie)也(ye)也(ye)有(you)(you)少(shao)量(liang)應(ying)用(yong),2系(xi)(xi)(xi)銅鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合金(jin)硬(ying)度(du)較高,會(hui)用(yong)在一些車(che)(che)身鈑金(jin)件上;7系(xi)(xi)(xi)列(lie)(lie)(lie)主(zhu)要應(ying)用(yong)是(shi)航空(kong)和(he)軍工(gong)領域,屬于超(chao)硬(ying)、耐(nai)腐蝕、耐(nai)磨損的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao),當然價(jia)格也(ye)很(hen)感人,國內(nei)目(mu)前7系(xi)(xi)(xi)列(lie)(lie)(lie)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)材(cai)主(zhu)要依(yi)賴進(jin)口.所以7系(xi)(xi)(xi)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合金(jin)很(hen)多時候都會(hui)只用(yong)在關鍵的(de)(de)地方,例如(ru)蔚來es8就(jiu)只有(you)(you)縱梁等部(bu)分采用(yong)7003鋁(lv)(lv)(lv)(lv)材(cai),其余部(bu)分則還是(shi)用(yong)常規的(de)(de)5系(xi)(xi)(xi)、6系(xi)(xi)(xi)和(he)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)鑄件(hdpc).

    搞清(qing)楚這些很多誤解(jie)也就不(bu)(bu)存在了,起碼知道了全(quan)鋁(lv)(lv)并不(bu)(bu)等(deng)于純鋁(lv)(lv).不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)鋁(lv)(lv)合金特(te)性(xing)有(you)所差別,但用在結構領域的(de)(de)鋁(lv)(lv)合金都有(you)一個(ge)共性(xing)就是高強度(du),他們的(de)(de)硬度(du)與同(tong)規格(ge)的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)相比(bi)(bi)普遍更(geng)強,比(bi)(bi)如一般車(che)身用的(de)(de)6系(xi)t4鋁(lv)(lv)合金在涂裝烘干后屈服強度(du)在200mpa以上(shang)了,而spcc/dc04也就150-160mpa.另外全(quan)鋁(lv)(lv)車(che)身并非一個(ge)整體,會根據(ju)車(che)身不(bu)(bu)同(tong)部位的(de)(de)受(shou)力情況分布(bu)不(bu)(bu)同(tong)種(zhong)類(lei)的(de)(de)材料(下(xia)(xia)圖,還是蔚來es8,其白車(che)身不(bu)(bu)同(tong)材質的(de)(de)鋁(lv)(lv)合金分布(bu)),一般會通(tong)過(guo)自(zi)沖鉚釘、激光焊接(jie)、膠接(jie)等(deng)方(fang)式連(lian)接(jie),傳說(shuo)中撞(zhuang)一下(xia)(xia)整個(ge)車(che)身就廢的(de)(de)情況并不(bu)(bu)真實,可以通(tong)過(guo)專業工具把受(shou)損部分更(geng)換掉的(de)(de),當然(ran)更(geng)貴是真的(de)(de).

    全鋁(lv)車身有哪些(xie)優勢?

    別嫌我啰嗦(suo),排第 一的(de)(de)還是(shi)(shi)(shi)其輕量(liang)化效(xiao)果(guo)鋼(gang)的(de)(de)密度(du)是(shi)(shi)(shi)7.8,而鋁的(de)(de)密度(du)是(shi)(shi)(shi)2.7,傳統汽車(che)(che)(che)(che)中(zhong)(zhong)車(che)(che)(che)(che)身約占整車(che)(che)(che)(che)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)的(de)(de)30-40%,用(yong)高(gao)強度(du)鋼(gang)替代(dai)普通鋼(gang)材能(neng)減(jian)重(zhong)(zhong)(zhong)約11%,而如(ru)果(guo)采用(yong)鋁合金(jin)能(neng)減(jian)重(zhong)(zhong)(zhong)約40%.鋁合金(jin)在一輛整車(che)(che)(che)(che)中(zhong)(zhong)能(neng)夠使用(yong)超過500kg,帶來(lai)的(de)(de)效(xiao)果(guo)是(shi)(shi)(shi)整車(che)(che)(che)(che)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)能(neng)降低40%左右.比(bi)如(ru)2012年發布的(de)(de)第四(si)代(dai)路虎攬勝是(shi)(shi)(shi)攬勝系列車(che)(che)(che)(che)型首次引(yin)入(ru)全(quan)鋁車(che)(che)(che)(che)身概(gai)念,這一代(dai)攬勝比(bi)第三(san)代(dai)車(che)(che)(che)(che)型輕了39%,成功減(jian)重(zhong)(zhong)(zhong)350kg.從(cong)車(che)(che)(che)(che)上(shang)一下減(jian)掉了五個成年男性(xing)(xing)的(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang),全(quan)鋁車(che)(che)(che)(che)身輕量(liang)化好處是(shi)(shi)(shi)不言(yan)而喻的(de)(de),從(cong)動力(li)表(biao)現、燃(ran)油經濟性(xing)(xing)到操控性(xing)(xing)能(neng)都會有很大提升.

    提高(gao)車(che)身(shen)強(qiang)度(du),增(zeng)加安全性論強(qiang)度(du)的(de)(de)話鋁合金(jin)會(hui)略(lve)遜于鋼(gang)(gang)板,但低密度(du)讓(rang)鋁合金(jin)有更大的(de)(de)優勢,同等(deng)強(qiang)度(du)鋼(gang)(gang)板和(he)鋁合金(jin),厚度(du)比為1:1.4,而(er)重量比僅1:0.5,就是說鋁合金(jin)僅需一半的(de)(de)重量便(bian)能達到(dao)同等(deng)強(qiang)度(du).一般全鋁車(che)身(shen)用的(de)(de)鋁合金(jin)板件要比普通(tong)低碳鋼(gang)(gang)厚0.2-0.5mm,通(tong)過(guo)增(zeng)加厚度(du)能實現比高(gao)強(qiang)度(du)鋼(gang)(gang)更高(gao)的(de)(de)車(che)身(shen)鋼(gang)(gang)性和(he)抗扭性能.

    提升(sheng)操控性(xing)這一點是和前面兩點直接掛(gua)(gua)鉤的(de),輕(qing)量(liang)化(hua)能降低(di)車(che)(che)(che)身(shen)慣量(liang),增(zeng)加推重(zhong)比(bi),相同的(de)動(dong)(dong)力水平(ping)下動(dong)(dong)力表(biao)現能有(you)很(hen)大提升(sheng).而增(zeng)加車(che)(che)(che)身(shen)鋼性(xing)和抗扭性(xing)后,相當于(yu)車(che)(che)(che)身(shen)增(zeng)加了強化(hua)拉桿的(de)效果,能給懸(xuan)(xuan)掛(gua)(gua)調(diao)校留出更充足的(de)空間(jian),提升(sheng)車(che)(che)(che)身(shen)極限.另外就是全鋁車(che)(che)(che)身(shen)的(de)車(che)(che)(che)型一般也會在底盤懸(xuan)(xuan)掛(gua)(gua)方(fang)面進行(xing)一些優化(hua),例如很(hen)少鋁車(che)(che)(che)身(shen)的(de)車(che)(che)(che)型擺臂會又用回鋼材的(de),而全鋁懸(xuan)(xuan)掛(gua)(gua)組件能減輕(qing)簧(huang)下質量(liang),對操控提升(sheng)有(you)一定幫助.

    超強的抗腐蝕性能(neng)(neng)鋁本(ben)身并不穩(wen)定(ding),很容易氧(yang)化(hua)(hua).不過鋁氧(yang)化(hua)(hua)會在表面形(xing)(xing)成一層致密的氧(yang)化(hua)(hua)層,并且(qie)(qie)與基體(ti)牢(lao)固結合,穩(wen)定(ding)性很高能(neng)(neng)對鋁基體(ti)形(xing)(xing)成嚴(yan)密的保(bao)護(hu).并且(qie)(qie)在濕潤大氣(qi)環(huan)境下,這個保(bao)護(hu)層能(neng)(neng)夠增(zeng)厚.不過也因為(wei)鋁的這種表面屬(shu)性以及導電性,全鋁車身的涂裝過程中也比較特別(bie),電泳(yong)的槽液要(yao)經(jing)常更換,成本(ben)會更高.

    更好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)塑(su)性這(zhe)一點(dian)也忍不住想提一下,鋁合金能塑(su)造(zao)極美(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)車身(shen)曲(qu)面(mian),比如(ru)捷豹c-type、d-type、以(yi)及(ji)美(mei)汽車e-type的(de)(de)(de)(de)(de)鋁制車體(ti),今天來看依然(ran)極富美(mei)感,而這(zhe)種靈龍浮(fu)凸的(de)(de)(de)(de)(de)曲(qu)面(mian)造(zao)型,在當時的(de)(de)(de)(de)(de)技術來說,鋼(gang)材是(shi)極難做出來的(de)(de)(de)(de)(de).當然(ran)今天的(de)(de)(de)(de)(de)沖壓、鈑金技術已經可(ke)以(yi)讓(rang)鋼(gang)材呈(cheng)現出復雜的(de)(de)(de)(de)(de)曲(qu)面(mian)甚至是(shi)銳利無比的(de)(de)(de)(de)(de)折角(jiao)(奧迪是(shi)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)代(dai)表),不過還是(shi)有很多車出于設(she)計(ji)考慮,在引擎蓋等位置選用(yong)鋁合金材質,只是(shi)這(zhe)已經屬于車身(shen)覆蓋件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)范疇(chou)了,和車體(ti)無關.

    講(jiang)完了鋁車身的特性,下面(mian)我(wo)們(men)來談(tan)談(tan)鋁車身在行業中的現狀,以及造成這些現狀背后的原因(yin).

    貴仍然是全(quan)鋁車身(shen)的問題

    為什么在全(quan)鋁車身(shen)性能優勢明顯占優的情況(kuang)下,今天(tian)市面(mian)上全(quan)鋁車身(shen)的占比不過1%?很簡單,貴(gui)仍然是主因(yin).

    一方面是純鋁(lv)的(de)(de)(de)冶煉和(he)鋁(lv)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)加工(gong)成(cheng)本(ben)都較(jiao)(jiao)鋼更高(gao),鋁(lv)合(he)金(jin)本(ben)身的(de)(de)(de)價格較(jiao)(jiao)高(gao);另(ling)一方面是加工(gong)工(gong)藝比較(jiao)(jiao)復雜(za),鋁(lv)合(he)金(jin)在(zai)融化(hua)焊(han)(han)接(jie)(jie)過程中氧化(hua)鋁(lv)不溶阻礙填充金(jin)屬(shu)潤(run)濕(shi),會形成(cheng)裂縫,需(xu)要(yao)通過攪拌(ban)摩擦焊(han)(han)接(jie)(jie)及激光熔纖焊(han)(han)等技(ji)術實現.而(er)(er)在(zai)不適合(he)焊(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)地(di)方需(xu)要(yao)用(yong)到柳(liu)接(jie)(jie)和(he)粘(zhan)合(he)劑連(lian)接(jie)(jie).例如全鋁(lv)車身的(de)(de)(de)捷豹xe全車需(xu)要(yao)2000多(duo)個(ge)柳(liu)釘,而(er)(er)粘(zhan)合(he)劑使用(yong)也(ye)需(xu)要(yao)對(dui)表(biao)面氧化(hua)層處理保(bao)證粘(zhan)合(he)效果,對(dui)環境要(yao)求較(jiao)(jiao)高(gao),因而(er)(er)帶來(lai)較(jiao)(jiao)高(gao)成(cheng)本(ben).

    一般一個全(quan)鋁車(che)身會用(yong)到(dao)自(zi)沖鉚釘、熱融自(zi)攻螺釘、鋁電(dian)阻點焊、冷(leng)金屬焊接(jie)、激(ji)光焊接(jie)、膠(jiao)接(jie)連接(jie)等幾種甚至全(quan)部(bu)工藝,生產流程(cheng)的復雜性和自(zi)動化程(cheng)度要求(qiu)都遠高(gao)于傳統車(che)身.

    總結一下,全(quan)鋁(lv)車(che)身(shen)不僅僅是(shi)材料本(ben)身(shen)的(de)(de)成本(ben)更(geng)高(gao)(gao),制造工藝的(de)(de)門(men)檻(jian)也比鋼(gang)質車(che)身(shen)高(gao)(gao)出不少.所(suo)以能(neng)用全(quan)鋁(lv)車(che)身(shen)的(de)(de)車(che)型,或(huo)許到不了超跑(pao)的(de)(de)程度,但也是(shi)談(tan)不上(shang)什么經濟實(shi)惠了.例如當年奧迪(di)的(de)(de)asf全(quan)鋁(lv)車(che)架也只在(zai)上(shang)代(dai)(dai)a8上(shang)面有應用,往(wang)下的(de)(de)其他車(che)型實(shi)在(zai)cover不了這個成本(ben),而且新一代(dai)(dai)a8也放(fang)棄全(quan)鋁(lv)的(de)(de)概念了,在(zai)他們覺(jue)得合適的(de)(de)地方也還是(shi)用上(shang)了高(gao)(gao)強(qiang)度鋼(gang).

    新能源助推全鋁(lv)車身的(de)發展

    一個利好消息是電(dian)動(dong)車(che)(che)時(shi)代的(de)到(dao)來可能(neng)會讓全(quan)鋁車(che)(che)身(shen)有(you)大(da)的(de)發展,目前(qian)世界范(fan)圍內(nei)在(zai)政策(ce)的(de)引導下,從傳統車(che)(che)企(qi)到(dao)新(xin)興的(de)品牌(pai)都(dou)投(tou)入了電(dian)動(dong)車(che)(che)的(de)行列,大(da)量資金的(de)投(tou)入讓這(zhe)個趨勢已經不(bu)可逆.在(zai)電(dian)動(dong)車(che)(che)上使(shi)(shi)用(yong)全(quan)鋁車(che)(che)身(shen),車(che)(che)重降低10%,電(dian)耗可以降低5.5%,從而(er)(er)續(xu)航(hang)里(li)程增加(jia)5.5%.而(er)(er)實(shi)現(xian)相同(tong)里(li)程增量需要增加(jia)的(de)電(dian)池成本(ben)(ben)遠(yuan)高于(yu)此(ci).因而(er)(er)相比燃油車(che)(che)輕量化并(bing)不(bu)可觀的(de)節(jie)油效果,輕量化讓電(dian)動(dong)車(che)(che)增加(jia)的(de)續(xu)航(hang)里(li)程有(you)意義(yi)的(de)多.例如大(da)眾(zhong)e-golf,通(tong)過使(shi)(shi)用(yong)全(quan)鋁車(che)(che)身(shen)成功減(jian)重187kg,而(er)(er)同(tong)時(shi)優化電(dian)池配置后成本(ben)(ben)降低了635歐元.

    目前(qian)市(shi)面(mian)上入門級的(de)(de)(de)電(dian)動車(che)續(xu)航(hang)里(li)程(cheng)普遍不高,更(geng)(geng)多(duo)的(de)(de)(de)用于城(cheng)市(shi)通(tong)勤.走高端(duan)化路(lu)線的(de)(de)(de)寶(bao)馬i系列直接用上了碳纖維車(che)身(shen)(shen),底盤結(jie)構采用鋁(lv)合金(jin)材料(liao),已(yi)經推出的(de)(de)(de)i3和i8售價都比較感人.再有就是(shi)運用全鋁(lv)車(che)身(shen)(shen)的(de)(de)(de)特(te)斯拉model s/x和蔚來(lai)es8,而更(geng)(geng)入門的(de)(de)(de)model 3已(yi)經放棄了全鋁(lv)車(che)身(shen)(shen),采用成本更(geng)(geng)低(di)(di)的(de)(de)(de)鋁(lv)/鋼混合材料(liao).在可預見的(de)(de)(de)未(wei)來(lai),續(xu)航(hang)里(li)程(cheng)會(hui)長期(qi)是(shi)純電(dian)動車(che)重要的(de)(de)(de)指標之(zhi)一,鋁(lv)制車(che)身(shen)(shen)帶(dai)來(lai)的(de)(de)(de)數百公斤的(de)(de)(de)減重必(bi)然(ran)會(hui)是(shi)定位高端(duan)的(de)(de)(de)電(dian)動車(che)十(shi)分看重的(de)(de)(de)一點,而全鋁(lv)車(che)身(shen)(shen)更(geng)(geng)大范(fan)圍的(de)(de)(de)應用或許能夠有助于這一技術(shu)降低(di)(di)成本,未(wei)來(lai)逐步下沉到更(geng)(geng)入門一些的(de)(de)(de)車(che)型.