坚持多材料及先进工艺理念，满足性能，实现白车身减重 30% 成本≤5 € / ㎏, 即每减重1 ㎏，成本增加≤ 5 € 车身材料包含高强度钢，热成形钢，铝板，铝铸件，铝挤 型材，镁板，镁铸件，纤维增强塑料 超轻量化白车身制造技术亮点:
32
铝合金板材在汽车车身上的应用
汽车车身约占汽车总重的30%，而在汽车内外板上用铝合金 来代替传统钢板就可使白车身减重约40%-50%，进而使整 车减重10%左右
（ULSA） 世界各大铝业公司结成了汽车铝材联盟 （Auto Aluminum Alliance）
中国汽车轻量化产业技术联盟
工作任务
典型车型轻量化技术


轻量化材料的共性技术研究
汽车轻量化材料的开发和研究
轻量化联盟的主要成员单位
中国汽车工程学会、一汽、东风、吉利、奇瑞、长安、
重庆汽车研究院、吉林大学、哈工大、宝钢、西南铝业、
Bent rollformed profiles
Thick material
钢板连续柔性轧制技术（Flexible Rolling） TRB（Tailor Rolled Blanks） 慕贝儿 (全球唯一) 7万吨/年 2001年投产TRB 2003年TRP
在车身、底盘中的应用实例
(5). 成本是新材料推广应用的重要因素
8 7
7 6 5
150 120 90 60
1995 2000 2005
140 120
6 5 4 4 3 3
Euro 3
0.50
0.25
D G
Euro 4
Euro 5
2010
YEAR 1995 2000
?
2005 2010 2015
Year
车重减少100Kg，每升油多行驶1km
40
10/15 Mode Fuel Efficiency (km/l)
北美轿车高强度钢应用的增长趋势
商用车驾驶室与车箱（厢）轻量化技术动向
发展方向
高强度钢 塑料
高强度钢 塑料
自卸车、厢式车、 挂车车箱，高档客 车车身，罐装车油 罐、气罐等
全铝结构
轻合金
23
(8) . 行业、企业、高校、院所联盟是推动 汽车材料技术进步的有效组织形式
美国的新一代汽车合作项目（PNGV）
用于座椅骨架可以显著减重，降幅可达50％成本可降低10— 20％
Nissan Murano PP-GM40＋GMTexTM :10.5 kg
Audi PP-GM40:3.8 kg (2/3), 2.8 kg (1/3)
长玻璃纤维增强聚丙烯（LGF-PP） STAMAX公司最近开发了一种高弹性模量复合材料LGFPP，玻璃纤维的长度为12－25毫米 LGF-PP可取代现有的材料，用于仪表板托架、保险杠梁、 防溅板、车门等零件 图为用LGF-PP制造的福特Fiesta后车门，同钢车门相比， 其重量减少了50％
亨利· 福特Model T 型汽车 福特Prodigy、Jaguar new XJ 法拉利360等赛车 DaimlerChrysler Prowler 大众 3L Lupo、奥迪A2、A8 本田混合动力轿车 Insight、
NSX
均采用铝制车身
铝合金车顶盖和发动机罩盖
汽车后门盖内板
莲花汽车公司建立了名为“通用汽车构造”的铝平 台 用于其中小批量（5万台左右）的SUV、MPV和运 动车的开发 底盘由压铸铝合金铸件、铝冲压件和型材构成， 车身板也是铝件 铝零件之间采用了自铆和先进的粘结工艺进行连接 莲花汽车公司的铝合金底盘
汽车车身材料技术发展动态
东风汽车公司
敖炳秋 2009.10
一. 汽车车身材料技术发展动态 与趋势 二. 轻量化车身材料技术的应用
（1）. 节能、环保、安全是促进 车身材料 技术进步 的主动力
CAFE standards in terms CO2 emissions (ACEA)
CO2 ( g/km )
成本与重量的关系
(6). 轻量化材料技术的内涵不断深化
高强度钢 铝合金
轻量化新材料开发 汽 车 轻 量 化 新 材 料 开 发 与 应 用
镁合金 塑料 复合材料 材料评价方法
新材料应用支撑技术
性能数据库 零件设计指南
成形技术
零件制造技术
连接技术
表面处理技术
－－－－－
回收再生技术
(7). 钢板仍将保持相对稳定的主导地位 高强度钢用量将有较大的增长
东风驾驶室钢板材料技术应用
驾驶室共有冲压件 539种 约有160余件采用 高强度钢 冷轧板﹥340MPa 热轧板﹥510MPa 用量约86㎏
？
Magnesium Alloy：
AM30、AZ31、AM50
Aluminium Alloy： 5754、6063
High strength Steel：
HSLA350、DP600
Significant Vehicle Mass Saving
（2）. 轻量化是车身材料技术的发展方向
高强度钢 铝合金 镁合金 工程塑料 非金属基 复合材料
典型轿车的重量构成
若车1质量比车2质量分别小10％、20％ 车1死亡人数将分别高于车2 的45.8％和122％ 轻量化会使车辆的安全性能大大下降
Energy Absorption Anti-Intrusion
镁质车体前端结构研究与开发进展 加拿大-中国-美国合作项目
研究进展（防撞性）
Safety
减重幅度通常可达50～65%
欧盟最近采用树脂传递模塑成型(RTM)工艺成功地试制出某轿车碳纤维底板 零件的数量由28个减少到8个，重量较钢约减轻50％，而白车身的性能达到 了原钢车身水平材料 美国除低成本碳纤维制备技术开发外，还在进行碳纤维增强树脂的开发，探 索碳纤维增强塑料零部件的大规模制造工艺
LGF-PP制造的 福特Fiesta后车门
长玻纤材料用于高度集成的前端系统 福特 Fusion 车型-集成了超过10个传统金属部 于一个塑料部件
把多个金属零部件的功能集成 在同一塑料零件上，如前端模块 支架 减轻重量40% 降低制造成本
欧洲和美国 SMC 汽车部件用量最多 应用领域包括悬架零件、车身及车身部件、发动 机盖下部件、车内装饰部件等 尤以保险杠、车顶、发动机罩、发动机隔音板、 前后翼子板等部件用量最大
奔驰驾驶室
MAN驾驶室
结构泡沫实际上是一种泡沫材料 聚氨酯、环氧树脂和尼龙／玻璃纤维复合材料 作为加强内衬用于轿车前端、摆梁（Rocker）、后侧骨架 和保险杠，A型柱－铰链柱结合部、车顶纵梁－B型柱结合 部等关键部位 结构泡沫能吸收更多的冲击能量
碳纤维增强聚合物基复合材料。适于制造车身和底盘零部件
（3）. 多材料轻量化结构设计 的选材理念将得到进一步发展
多材料组合的轻量化结构（Lightweight construction by multi –material ） 合适的材料用于合适的部位（The right material in the right place ） 寻求轻量化效果、工艺性、性能、安全性、成本的总体上 最优化 多材料的理念能较好地兼顾各方面的要求，因而受到了广 泛的关注 欧洲正在应用于超轻混合汽车（Hybrid vehicle concepts）和多材料的最优化车辆（Multi-attribute vehicle optimisation）
一汽热冲压成型轻量化制造技术研究
高强度钢板防撞梁等零件成形工艺研究 与大连理工大学合作在长春建生产线 现为一汽大众试制部件，逐渐为一汽集团配套生产
一汽 滚压成型技术应用研究
车门窗框、前后保险杠骨架采用了滚压成型技术； 高强度钢板纵梁的成形试验研究； 北方工业大学试制一种柔性滚压设备，生产变截面零 件；正协商一种零件的柔性滚压技术，已发去数模。
高强度钢应用研究：
双相钢980Y原从日本进口，现与宝钢合作试制；将在一车型中研究 成形性及回弹补偿工艺
完成TRIP钢与HSLA钢点焊工艺研究
进行门防撞梁（强度1200MPa）冷成形工艺研究
一汽卡车大量采用抗拉强度340MPa级烘烤硬化
钢板、含磷钢板代替普通强度钢板生产CA1092
车身及驾驶室零件，使零件厚度减薄
210 180
ACEA AVERAGE
NOX, HC, CO & PM emissions
1.00
Liters / 100 km
GASOLINE DIESEL
9
ACEA – UE COMMITTEE AGREEMENT
8
NOx & PMx10 (g/Km)
Euro 2
0.75
Emission Standards
白车身高强度钢应用示意图
采用激光拼焊新工艺： 减重1.66 Kg；设计已完成,正在进行模具开发
左/右中柱加强板
厚度1.8mm 厚度1.2mm
左/右门槛加强板
厚度1.6mm 厚度1.2mm
此部位减薄0.6 重量减少1.04Kg
此部位减薄0.4 重量减少0.62Kg
NL-1前横梁总成采用GMT减重2.86kg
车身结构材料的发展趋势
全钢、全铝、全镁及多种材料的车身骨架技术
现已发展到能够进行工业化批量生产的程度
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(4).与轻量化材料技术相关的新制造技术不断涌现
hot forming process Hydro formed profiles
Tailored Blank
Thin material
Thin material
欧盟超轻车身联合研发项目(ER Collaborative R&D Project SuperLIGHT-CAR) 美国汽车材料合作项目U.S. Automotive Materials Partnership （USAMP） 新型钢车身项目New Steel Body（NBS）