从跟跑并跑到领跑重庆实现车身铝合金材料技术后来居上

2024-11-01 14:51

罗马不是一日建成。

重庆重返“中国汽车第一城”的背后，

新能源汽车产业链上的许多企业，

都经历了从落后、追赶，

再到赶上、反超的过程。

9月6日，

位于两江新区的湖南大学重庆研究院内，

几件两三米长、

表面银灿灿的车架在展厅中一字排开。

这是该院和长安汽车共同研发的铝合金车身样品，

代表了行业最先进的车身铝合金材料技术。

▲铝合金防撞梁。记者白麟摄

▲全铝下车体。记者白麟摄

“对比车用钢材，铝合金的耐腐蚀性强、同等重量下强度更高，且降振减噪能力好，可以大幅提升车辆的自重、能效以及舒适性和寿命。”该院整车虚拟开发及轻量化技术研创中心主任李落星介绍，越是高端汽车，铝合金用得越多。

然而，就在10多年前，中国还没有一家车企能自主生产铝合金车身材料。

突破的契机，

出现在重庆。

跟跑：填补国产空白

早在2007年，李落星团队就应长安汽车邀请来到重庆，开始攻关车身用高性能铝合金材料。

“当时所有国产车的车身都是钢材的，而奥迪等品牌已经有了全铝车身。”李落星回忆，“当然我们也没想‘一口气吃个胖子’，打算先把铝合金的车身零部件搞出来。”

第一款零部件，就是汽车保险杠。

“汽车保险杠既是一个重要的安全结构件，同时又可以通过螺栓安装在车上，替换钢制件很方便。”李落星介绍，第一道难题就是，采用什么样的铝合金材料？

铝合金基于添加物、冶炼和成型步骤等方面的差异，会呈现各自不同的材料性能。为了找到最佳的材料，李落星团队在一两年的时间里，对各个铝合金牌号以及热处理工艺进行了深入研究，在试验了上百次过后，他们终于找到了最适合的材料配方，并在重庆本地找到了能够按照配方生产的供应商。

但随后更困难的一关来了：

铝合金的密度始终要比钢材低，

如何让它达到钢保险杠的强度？

“只能在结构上想办法。”李落星举例，同样的一本书，摊开是没什么刚度的，但卷成筒形就完全不一样了。

铝合金保险杠应该是什么样的结构？圆、方、多边形、各种异形、不等壁厚……李落星团队和长安对此进行了无数次的试制和测试。为了得到更复杂的结构，他们还花大力气攻克了铝合金挤压成型工艺，终于找到了强度不低于钢材的最佳结构。

2012年3月，搭载了铝合金保险杠的长安全新轿车逸动正式上市，填补了国产铝合金车身零部件的空白。

依托该项目研究成果，湖南大学重庆研究院又陆续开发了车门槛梁、前纵梁、电池箱体等车身铝合金零部件，并采取技术合作和转让等形式，建立了十余条车用型材、零部件和整车生产线，车身铝合金产品在晟通、长安、吉利、中车等多家乘用车、自主品牌厢式物流车、轨道车辆上大批量应用，极大推进了国内车身铝合金产业发展。

▲明月湖。（胡大伟摄）

并跑：助企业“拿下”合作伙伴

2016年，李落星团队和长安的研发又进了一大步，成功开发出国内首款A0级车型的全铝合金车身，打破了国际品牌在该领域的垄断。

而此时却有“坏消息”传来:车用轻量化高强度钢材技术接连取得突破。这给铝合金车身的应用前景蒙上了一层阴影。

看着对此有些忧心忡忡的团队伙伴，李落星却十分从容：“不同技术路线本来就会相互挑战，甚至会互相融合，我们只需要努力凸显自己的优势。”

李落星的判断十分准确，2017年前后，钢铝混合车身开始成为海内外众多车企的重点前沿研究方向。

这一次，

李落星和团队决定，

不再做国际汽车大佬们的追赶者，

而要实现“并跑”。

▲明月湖。（胡大伟摄）

说来也巧，当时正向新能源智能网联汽车转型的长安，准备搞一件大事——和华为、宁德时代合资造车。

华为和宁德时代都是各自行业里的龙头，长安必须展现足够优秀的造车实力,否则无法打动对方。

于是，长安决定拿出一款先进的钢铝混合车身样品展示给华为和宁德时代。而这正好与湖南大学重庆研究院不谋而合。

李落星介绍，钢铝混合车身的最大难点之一是，不同材料间如何连接组合。因为两种不同材料是没办法用传统焊接的，需要用流钻螺钉、压力链接、铆接或者胶接等方式，且不同的位置用到的连接技术也不同。

此外，钢铝混合车身结构上与传统车身也完全不同，需要进行全新设计。还有装备尺寸的配合、车身各个参数的验证等。这是一个极其庞大的系统工程。

对此，李落星团队几十号人全部入驻长安汽车全球研发中心，还在研发中心对面建设了柔性试制生产线。从虚拟设计到样车试制、测试再到整改、重新试制……花了足足两年时间，终于拿出了合格的样车车身。

华为与宁德时代对样车十分满意，与长安顺利开展合作造车，阿维塔 11和阿维塔12凭借先进的钢铝混合车身等技术，在国内外收获极大关注和好评，并双双斩获设计界“奥斯卡”——德国“红点最佳产品设计奖”。

领跑：高端车身可3D打印

在实现与国际先进技术“并跑”的愿望后。李落星团队的下一个目标是领跑。他介绍，目前团队正在进行3D打印铝合金车身项目的研发，最近已经初步实现了大型车用铝合金结构件的样件打印。

“3D打印的优势是不需要开模具，柔性度大，缺点就是目前的效率低一点，适合小批量制造。”李落星说，但未来一些国内高端品牌车型，定制化属性比较强，单车型年销量也不大，很难去建大型的自动化生产线，这种情况就很适合用3D打印。此外，针对海外市场的车型，比如右舵车型，在销量不大的情况下，也很适合采用3D打印。