近日,国内首台采用“全铝车身+全铝底盘”的城市客车项目顺利通过了中国第一汽车股份有限公司(以下简称“一汽”)的路试试验。该项目由忠旺集团与一汽合作开发,不仅弥补了铝合金在底盘应用方面的空白,也让忠旺成为国内首个能够独立设计、制造“全铝车身+全铝底盘”的铝加工企业,是其在新能源市场领域的又一大革新。
据忠旺项目负责人介绍:“该款客车由忠旺与一汽共同完成结构设计及整车强度分析,以及材料试验、工艺评定、加工制造、样车试制等工作。整个车身采用焊接加铆接结构,其中焊接以高铁焊装标准严格控制,确保车体精度高于钢车。”
这一12米大型城市客车车身轻量化及底盘性能提升项目,主要研究用于城市公共交通运输的“铝代钢”车,为一汽其他车型采用全铝车身、全铝底盘结构提供技术参考。
以高铁焊装标准把控全铝客车安全
目前,国内外各大汽车厂商如沃尔沃、斯堪尼亚、亚历山大丹尼斯、比亚迪等,已有量产全铝客车在英国、芬兰、马来西亚等国家和中国香港、深圳等多个地区使用。但这种全铝客车只是全铝车身骨架,不包括底盘部分。
本次忠旺与一汽合作的城市客车项目,是国内首台采用全铝车身、全铝底盘结构的客车,技术难度大,工艺要求高。据忠旺相关研发人员介绍,项目的一大挑战,就是减重目标与安全指标此消彼长的行业性难题,对此,项目组经过多次设计分析,最大程度地实现了结构的模块化、集成化,历时8个月完成了设计方案。整车完成装配并初步磨合后,历经半年时间经过了车辆的动力性、经济性、长距离极限路况等各项测试,验证了此项技术的成熟度。
据一汽项目负责人介绍:“全铝结构设计的难点,就在于如何满足整车刚度、强度等性能指标的要求的同时,实现轻量化。在本项目设计过程中,我们充分借鉴了动车铝底架设计方案,局部采用钢铝铆接安全结构,形成轻量化铝合金结构框架,实现了相对于钢制结构整车减重高达20%的同时,满足整车各项性能要求。这一技术使得整车燃料消耗率降低约10%,生命周期内运营成本降低4万元,全铝客车综合成本低于钢制客车成本,轻量化成果突出。”
据了解,采用铝型材的客车,首先车身底盘结构要达到整车弯曲刚度和扭转刚度的要求以及整车疲劳耐久试验,才能保证乘客的安全。特别是铝材做车身结构件,涉及金属连接技术、深冲压技术,技术难度比较高。而现在,用铝材做底盘结构,对技术提出了更高的要求。
能够克服上述技术难题,“取决于忠旺在连接技术方面的技术积累,特别是焊接方面积累了丰富的生产经验,采用高铁焊装标准严格控制,通过特定工艺方法控制变形,确保车体精度高于钢车。”忠旺项目负责人说。
据该负责人透露,在与一汽合作的“全铝车身+全铝底盘”的客车项目中,忠旺不仅提供了全部铝材,还共同合作完成了结构优化设计、材料试验、工艺评定、样车试制等工作。该项目除满足钢车同等的安全指标外,车体骨架超过1200kg,占整车重量的10.4%;提高了整车的综合能耗性能,节省了大量的运营成本;底盘采用铝合金结构,耐腐蚀性能高,减少了传统钢制底盘的电泳工艺,进一步提高了整车的经济性;且车身底盘件实现了100%的材料可回收再利用。
至此,在向“轻量化综合解决方案供应商”晋级过程中,忠旺又攻下一道“难题”——设计开发及制造国内首台“全铝车身+铝合金底盘结构”的城市客车。
忠旺实力推动客车铝材应用
我国《乘用车燃料消耗量限值》规定,到2020年我国生产的乘用车平均燃料消耗量要降至5升/百公里。另外,根据规划,汽车产业碳排放总量先于国家承诺和产业规模,于2028年率先达到峰值。
日趋严格的排放标准给汽车制造商提出了更高的要求,也给汽车材料轻量化提供了发展机遇。铝合金以其优越的强度、轻量化特性、灵活的设计、高防腐蚀性、高回收利用率等特点,被众多客车企业和公交公司认定为新能源客车的车身首选。
客车的轻量化是集设计、制造、材料技术等为一体的系统性工程。忠旺从设计之初就注重结构优化,不断进行材料试验、工艺评定,最后提供性能更好的铝合金材料来制造全铝客车。
然而,全铝客车在具备传统钢制车身无法比拟的优势的同时,也意味着其在车身加工工艺难度上的显著提升,忠旺以高铁焊装标准严格把控客车的精度和安全度,确保车体精度高于钢制车,同时更好地实现轻量化目标。
一汽之所以选择与忠旺合作研发“全铝车身+全铝底盘”的客车项目,因为忠旺不仅有强大的研发能力,更有专业的资质和铝合金客车车身的制造经验。
目前,忠旺获得进入铁路、汽车、船舶、航空等行业在内的多项国际认证资质。其中,辽宁忠旺特种车辆制造有限公司已取得生产及销售多个全铝商用车的牌照,并有生产半挂车和油罐车的生产线。忠旺天津工厂新厂房第一条生产线生产13mm至300mm厚的铝合金中厚板,有关产品可用于汽车、轨道车、特种车体,这是全球设备、配套设施领先的铝压延生产基地之一,彰显着忠旺在新能源汽车领域的实力。
“在全铝客车设计、制造方面,忠旺已经积累了非常专业和丰富的经验。”忠旺汽车项目负责人介绍说,早在2012年,忠旺就与国内新能源汽车制造商比亚迪汽车工业有限公司合作,为其提供全铝车身骨架型材。2015年,忠旺成功为华晨客车(大连)设计、制造、开发了全铝车身新能源电动公交客车。该客车整车骨架采用6系合金焊接完成,蒙皮采用5系薄板粘接点焊完成,具有质量轻、强度高、耐腐蚀、吸振能力强等优势。这次合作也标志着中国忠旺在客车车身领域更进一步发展出成熟的铝合金底盘技术,为后续各种新能源交通运输产品打下坚实的基础。
延伸阅读
车企加码轻量化 全铝客车市场份额将进一步提高
欧洲铝业协会研究显示,汽车每减重100公斤,油耗降低0.4升/百公里,二氧化碳排放减少1公斤。通过降低汽车的整备质量,从而提高汽车的动力性、减少燃料消耗、降低排放污染,已成为未来发展趋势。
以轻质的铝材料制成的全铝车身客车在欧洲、日本、新加坡等发达国家早已应用,在国内,深圳、杭州、福州、青岛、北京等多个城市公交也从2013年以来就在大力推广。目前,我国20个省市已明确公共交通系统将在2020年全面实现电动化,还有不少省市发布了公路客车电动化的规划。
“电动客车对轻量化的需求更为迫切。”中国公路学会客车分会高级顾问裴志浩分析认为,电动客车的电量消耗主要取决于车身质量,“动力电池与传统液体燃料相比,其单位比能量相对较低,如果要保证足够的续航里程,电池往往占到车辆总重的30%～40%。此种情况下,车身材料轻量化的重要性不言而喻。”
对于国内车企而言,轻量化已经成为各大车企竞争市场份额的必经之路。中信证券研究指出,新能源客车过去几年发展迅速,随着补贴加速退坡,行业优胜劣汰也将加速,具备核心技术竞争力和市场驱动力的龙头企业有望受益于集中度提升,市场份额得以提高。
销售数据也表明2017年新能源客车市场在稳步提升。中国汽车工业协会的统计数据显示,2017年11月新能源客车销量为18662辆,环比增长62.4%;1-11月新能源客车总销量超7万台。中汽协预计2018年新能源客车销量将达10万辆。
尽管车企与铝企纷纷加大对新能源、轻量化技术的研发投入,旨在新一轮的行业竞争中抢占先机。但轻量化是一项系统工程,只有通过结构系统的不断优化,搭配合适的材料,适当控制成本,才能造出真正为市场所接受的轻量化车辆。
在新能源汽车领域布局已久的忠旺,无论在技术、工艺、产品,还是在结构优化、成本把控等方面都走在行业的前列,其研发和生产的乘用车全铝白车身、大巴车全铝车身五大片等产品均已量化生产并投入市场,得到积极反馈。
业内人士预测,2018年新能源汽车市场将迎来产销的大爆发。面对新一轮发展契机,忠旺不断提高在轻量化领域的高附加值产品比例,将自身的规模优势转化为更高壁垒的产品和技术优势。中国忠旺董事长路长青亦表示:“忠旺重视产业合作及新能源汽车发展,已为此预备了充裕的资源,以适时作出必要的投入及产能建设。”
（文/付晓，来源：每日经济新闻）
