【鋁博士網(wǎng)】 由于電動車發(fā)展、大氣污染、材料循環(huán)利用等諸多問題，鋁材替代正在成為汽車輕量化的解決方案之一。日前，記者走訪了多家車企和專家學者，全面了解車用鋁材替代的發(fā)展方向及趨勢。
　　
　　在北美，鋁材替代已經(jīng)走在全球前列，開始普及到高量產(chǎn)車。福特發(fā)布的2015款F-150車型則吹響了全鋁材料普及的號角。


　　F-150是全球首款采用全鋁車身的高量產(chǎn)車， 采用全鋁車身后，整車重量將減輕317kg，燃油經(jīng)濟性有望提高15%～20%。據(jù)悉，F(xiàn)-150是福特旗下的經(jīng)典皮卡，多年高踞美國的十大暢銷車榜首。 F-150在北美售價3萬美元左右，屬中端車型。福特F-150采用全鋁車身，標志著傳統(tǒng)整車廠大規(guī)模用鋁合金材料的開始，全鋁車身開始向中端車普及。


　　目前最有希望普及的恰恰是電動汽車。在相同續(xù)航里程情況下，由于鋁制電動車攜帶的電池重量小于鋼制電動車，全鋁車身比鋼制車身需要的電池容量減少。盡管全鋁車身成本較高，但由于節(jié)約電池成本，使全鋁電動車具有價格優(yōu)勢。


　　技術難題尚待解決


　　雖然鋁材應用越來越廣泛，但很多車企在全鋁車身探索過程中還是遇到了一些問題。常熟奇瑞路虎的焊接車間工程師告訴記者，車用合金鋁材要求更高的焊接技術，點焊容易使鋁變形，多數(shù)采用鉚焊，這會增加成本。


　　這位工程師表示，全鋁車身一般使用鉚接和膠合工藝拼裝，鋁合金材料本身并不適合傳統(tǒng)焊接工業(yè)。由于鋁合金材料對熱較敏感，如果使用傳統(tǒng)焊接工藝連接車身部件，會存在材料強度下降的問題，而且由于受熱易變形。


　　記者有幸參觀一汽大眾長春的第二轎車廠，在測量技術中心看到一輛奧迪A8正在做車身匹配檢測，而奧迪A8的車身很早就應用了鋁制輕型車身架構(gòu)。巧合的是，一汽大眾現(xiàn)場工程師正好拿這輛車解釋匹配檢測，“這輛車左前門上沿出現(xiàn)了肉眼不易察覺的凹陷，在做車身匹配檢測時才發(fā)現(xiàn)，我們猜測可能是鋁材塑形較鋼材稍差造成的”。




　　專家觀點


　　鋁合金全面替代是系統(tǒng)工程


　　南京航天航空大學先進材料與成形技術研究所所長、美國福特汽車公司特聘教授陶杰則認為，如果鋁合金全面替代，則對車輛零部件結(jié)構(gòu)設計以及車輛整體安全性設計提出了更高的要求；同時，廠商原先的焊接生產(chǎn)線就要全面改造，這些問題都是系統(tǒng)工程問題。鋁合金的大量使用，可能更適合于全新生產(chǎn)線的中高端車型。


　　陶教授認為，鋁合金只是汽車輕量化的方式之一。汽車輕量化還可以通過另外兩個方式解決，其一是結(jié)構(gòu)優(yōu)化和輕量化設計；其二是復合材料的應用，比如纖維增強復合材料等。


　　小百科


　　疑問一：鋁制車能減重多少？


　　答：一般情況下，交通工具的重量減輕10%，燃料可以節(jié)省8%；交通工具每使用1公斤鋁，可降低20公斤二氧化碳排放。鋁的密度約為鋼的1/3，鋁代替鋼制造汽車，可使整車重量減輕30%～40%，制造發(fā)動機可減重30%，鋁質(zhì)散熱器比相同的銅制品輕20%～40%，鋁車輪可減重30%左右。


　　疑問二：鋁材更輕，會不會不安全??？


　　答：全鋁車身吸收的撞擊力量比鋼還要大，因此更能保證車內(nèi)駕乘人員的安全。因為鋁的優(yōu)良特性，今天鋁合金已被廣泛使用到汽車各部位，如儀表臺及發(fā)動機支架、鋁合金車輪、懸掛系統(tǒng)零件、保險杠防撞梁、汽缸、車門及熱交換器等。


　　疑問三：鋁替代鋼，買車成本不就上去了嘛？


　　答：目前最經(jīng)濟可行的輕量化方案是用鋁替代鋼，因為節(jié)省的燃油成本相比于增加的購車成本，開始具備經(jīng)濟性。


　　根據(jù)方正證券研究所的測算，在汽車中每使用1kg鋁材，可減重2.2kg，按普通家用車計算，每年可節(jié)約近2升汽油，以目前的油價計算，約1.6年即可收回使用鋁替代鋼增加的成本。


　　疑問四：鋁材綠色環(huán)保嗎？


　　答：鋁是最環(huán)保的綠色金屬，具有良好的加工性能、物理性能、機械性能及抗腐蝕性。因其優(yōu)異的綜合性能，大到重要的航空航天器，小到包裝容器、鍋碗瓢盆，都離不開鋁。

更新日期：2016-05-27

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