细心的车主可能已经发现,新能源车的车重普遍都要比传统的燃油车要重一点。原因其实也很简单,为了提升新能源车的续航表现,车厂在电池技术暂时没法突破瓶颈期的当下,只能不断的增加电池组数量来提高续航表现,整车重量的增加就在所难免。但与此同时,更重的车身势必又会反向影响到续航里程,同时还会影响到刹车制动操控等诸多其他方面的表现。
那么如何做才能在提升续航的同时,尽量避免增重的负面影响呢?答案很简单,就是不断寻求轻量化道路。这不仅是新能源车的诉求,更是无数性能车超越自我的永恒主题。目前我们能接触到的轻量化的方式之一就是采用全铝的车身,不过大都应用在一些中高端车型上,比如大家熟悉的奥迪A8L和捷豹等车型。
用铝造车的优势在哪里?
全铝车身另一个优势在于铝的材质在与空气接触后,因为氧化反应会在表面形成一层氧化膜,车体不容易发生锈蚀,从美观的角度来考虑更受如今的车企所追捧。
除此之外,铝的材质要比钢要“软”一点,在用铝去制造车身时更容易展现出优美的车身弧线,在外观设计上能给颜值即是正义的年轻一族带来更大的视觉冲击,比如下图的捷豹老爷车E-Type,你几乎很难在外观上找到一根直线。
全铝车身既然这么好,为什么有些车企还是选择放弃全铝车身呢?
首先,全铝车身的制造和加工工艺更加复杂,这也导致了全铝车身价格现阶段还比较昂贵。如果发生一些事故,很难用现在通用的车身修复设备去维修,所以后期整形维修的价格偏高。安全性方面,热成型钢的抗变形能力远远过超铝合金,超高强度热成型钢材的抗拉强度已经超过了2000MPa,而最强大的7系铝合金也只有540MPa左右,所以很多车子在A柱和一些需要在发生事故时承受撞击力的部分都采用了更高强度的热成型钢。
不过钢与铝的混合使用对车企的制造要求是很高的,因为钢和铝是不同的金属材料,它们物理和化学性质也大相径庭。冲压、连接、涂装的工艺也存在着很大的差异,在这种技术难以批量普及的今天,这么复杂的玩意也只有一百万以上的豪华车才能玩得转。
写在最后
之前新奔驰E上市时,因为在车身某些地方用钢替换了铝,闹得沸沸扬扬,我想奔驰自己也有自己的考量,用铝的好处是很明显,但是制造成本和后面的维修保养成本都上去了,对我们消费者也未必就是一件好事。当然这里或许我们更愿意相信奔驰是单纯的减配降低成本,但是真相谁又知道呢?打电话问问那个大胡子的德国老头或许才能知道答案。
首先,非常荣幸能够回答您的问题。
汽车车身材料应用现状
在当今的汽车制造中,车身材料以金属材料为主,因其具有较好的实用性、工艺性和经济性。目前,市面上的传统汽车大都还是钢结构车身,约占整个汽车行业的80%。钢结构车身已经有悠久的历史,1915年福特生产了第一辆钢结构车身。
近年来,由于人们对汽车车身外形,安全性能的要求不同,在燃油经济性和操纵性等方面也各有考虑,所以,汽车车身材料一直在不断的变化。如以铝合金为代表的有色金属材料的全铝车身得到了极大的发展。
钢结构车身&全铝车身
1)燃油经济性层面(油耗)
从上表可以看出,以铝合金为代表的新兴材料比传统钢材的密度要低3~7倍,这对整车车身的轻量化来说是很大的优势。
而汽车油耗表现与整车车身重量(整备质量)有直接的关系。
因此,全铝车身的采用有益于提升汽车燃油经济性,降低汽车的油耗,有助于节能减排。
2)经济性层面(成本)
目前来说,轻质材料的高成本是汽车轻量化的最大障碍,材料成本的降低和性能的提升至关重要。通过上表可以看出,虽然铝合金等新兴材料有较大的降重潜力,但却伴有较高的附加制造成本。从经济性的角度来看,结构钢仍然是制造汽车车身材料的不二之选。
但可以预测的是,轻质材料的未来必然是成本的下降和性能的提升。例如,美国能源部门对铝合金材料成本和性能的预测(下图所示),大致是到2050年,性能提高200%,部件的成本降低40%。但铝合金材料与其它材料的联接上面也面临一些技术问题。
3)安全性层面(车身强度)
在强度方面,新兴材料比传统的钢结构有很大的提升。从上面的表中可以看出,新兴材料的抗拉强度相比于钢材都有不同程度的提升,特别是高强度复合纤维的抗拉强度远远超出其它的材料,优势十分突出。此外,在碰撞中对能量的吸收能力方面,新兴材料相比于钢材也具有较大的优势,能够进一步增强安全性。
4)防腐蚀层面
钢材的防腐蚀性能一般,需要进行特殊的防腐蚀处理,难以保证在不同条件和环境下的一致性以及使用寿命。不同的是,铝合金自身表面能形成一层氧化膜,起到抗腐蚀的作用。
总结:
目前来说,钢结构车身仍然在汽车行业中占有很高的比重,其自身优良的机械性能、较低的制造成本以及成熟的制造工艺仍然是许多汽车厂商的必要选择。而全铝车身作为车身材料发展和进步的替代材料,能够改善现有钢结构车身的一些固有缺陷,虽然其存在成本较高、性能有待进一步提升的不足之处(如维修、更换零部件成本较高),但在可预见的未来,随着材料科学的不断发展,这也必将被逐步完善。
综上可见,诸如全铝车身等新材料车身相比于钢结构车身而言,能够满足车身材料向更轻质、易成型、低成本、高稳定性方向发展,符合未来车身材料发展的趋势。