安全?轻量化?极狐说:我都要

· Sep 02, 2021

在今年成都车展上,ARCFOX 极狐并没有向我们带来什么新的车型,而是举办了一场名为极「智」安全的车身架构解密。

从世界上第一款汽车被发明以来,车身材料在不断地变化,从木材到钢材,从普通钢材到高强钢材,再到轻质材料的应用。

其实,现在有不少人都在争论钢车身和铝车身到底谁好?

我们都知道,全钢车身的几个优势: 成熟、坚固、成本低,但缺点在于重量大。 而全铝车身则弥补了全钢车身的缺点,但同时也带来了几个问题: 硬度低、成本高、工艺复杂。

所以,钢铝混合车身的出现,融合了以上二者的全部优势,并弥补了部分缺点。

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于是,如今的车身架构材料形成了三大流派:

全钢车身;

全铝车身;

钢铝混合车身。

ARCFOX 极狐 IMC 架构

目前 ARCFOX 极狐的两款量产车型极狐阿尔法 T 和极狐阿尔法 S 都是基于 IMC 平台架构打造的,这个 IMC 平台是蓝谷与麦格纳一起开发的纯电动智能模块化平台。具有扩展性和不同技术,搭载了高性能、高安全的三电关键系统,驱动形式也支持多样化。

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从 2016 年底,IMC 平台架构便开始进行开发。如今的 IMC 架构可以覆盖不同车型的规划,轴距范围覆盖 2.5-3 米,车型可以衍生出 SUV、轿车、跨界车和 MPV 等等。

依托 IMC 平台,ARCFOX 极狐采用了「上钢下铝」的笼式框架车身结构。

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钢铝混合,上钢下铝

以前总有人说的几个话题:日系车铁皮薄、钢车身特结实、全铝只有豪华车才用,这里就涉及到了几个误区:

第一,所谓的铁皮薄指的是车身外附件,对于车辆安全并没有起到实质性的作用;

第二,其实车身需要有的地方强、有的地方弱,保证碰撞事故发生时的溃缩性及乘员舱的坚固性;

第三,全铝车身成本高,所以车卖的也贵,但全铝车身并不一定是「正解」。

对于 ARCFOX 极狐的上钢下铝车身结构:

包括 A 柱、B 柱及门槛梁等位置,应用了强度 1500MPa 的热成型钢,同时 A 柱、B 柱及 C 柱的结构环保证了乘员舱关键位置的强度,也为碰撞过程中乘员舱的完整打下了良好的基础;

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因为车身侧面的空间非常有限,所以门槛采用了分载梁的概念,把一段铝型材嵌入到钢的门槛梁内部。保证了强度,而且满足侧柱碰撞的要求;

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前后轮包区域的总成采用了高压铸铝工艺,实现了多零件集成化设计;

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前纵梁采用新型铝合金材料,溃缩弯折角度达到了 110°以上,让车辆在碰撞过程中拥有更好的吸能表现。

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简单点说就是: 上车体采用了不同强度的钢材,实现高强度和碰撞安全性能,并对关键结构进行加强。下车体全部采用铝合金材料,实现轻量化同时保证碰撞吸能和碰撞力传递。

由此可见,钢铝混合车身既延续了全铝车身轻量化特点又让车身结构更加安全,也在一定程度上平衡了全铝车身的生产成本和维修成本。

那么,钢铝混合车身的优点这么多,但是为什么很多车企都没有使用?

大部分车企不选用全铝或者钢铝混合车身的一个原因在于: 铝合金材料价格高。 并且与钢材相比,同样强度的情况下,铝合金材料所需要的结构更复杂、占用的空间也更大。

除此之外,还有一大原因是: 生产工艺难度高。 全钢车身和全铝车身通过焊接即可完成材料连接,而钢铝的两种材料无法通过传统的焊接工艺进行连接。

ARCFOX 极狐在制造车身的时候,应用了例如 SPR 自冲铆接技术、FDS 热熔自攻螺接技术和胶接技术等等,来完成钢铝混合车身的连接:

SPR 自冲铆接技术: 通过液压缸或伺服电机提供动力将铆钉直接压入待铆接板材,待铆接板材在铆钉的压力作用下与铆钉发生塑性变形,成形后充盈于铆模之中;

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FDS 热熔自攻螺接技术: 通过螺钉的高速旋转产生高温,软化待连接板材,并在压力作用下旋入板材,下层板底部形成螺纹套管,包裹住螺钉。

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胶接技术: 当车身中用到铝合金等不易焊接的板材时,胶粘剂粘接成为了一种更加合理的选择。相对于 SPR 自冲铆接和 FDS 热熔自攻螺接这类机械紧固连接技术而言,胶粘剂会使得板材的应力分布更均匀,并且胶粘剂还可以调节不同材料之间热膨胀差异,同时还可以起到防腐、密封的功能。

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作为新能源汽车,ARCFOX 极狐的动力电池从设计之初就融入了车身和底盘之中。动力电池与整车通过 26 个连接点紧密连接,既保证了车身整体刚度,能够保证碰撞时车身吸收大部分能量,从而保护电池安全。

这些连接工艺,不仅保证了整个车身的强度,也使得 ARCFOX 极狐阿尔法 S 的整车气密性达到 58SCFM。

最后

随着新能源汽车的飞速发展,动力电池安全成为了如今老生常谈的话题。没错,新能源汽车动力电池的安全固然重要,但除此之外还有一个涉及所有车型的安全领域:车身安全。

车身设计及制造的时候会涉及包括安全、技术、成本以及结构造型等等方面。当然,安全总会是第一位的。

在电动化时代,汽车对轻量化设计的需求也越来越高,相比全钢车身而言,铝合金等轻型材料的加入势必会对汽车轻量化有着重要的意义。但车身结构发展的关键在于,如何保证结构安全、乘员安全的前提下,使得更多的轻型材料上车。

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