近日,國內(nèi)首臺采用“全鋁車身+全鋁底盤”的城市客車項目順利通過了中國第一汽車股份有限公司(以下簡稱“一汽”)的路試試驗。該項目由忠旺集團與一汽合作開發(fā),不僅彌補了鋁合金在底盤應(yīng)用方面的空白,也讓忠旺成為國內(nèi)首個能夠獨立設(shè)計、制造“全鋁車身+全鋁底盤”的鋁加工企業(yè),是其在新能源市場領(lǐng)域的又一大革新。
據(jù)忠旺項目負責人介紹:“該款客車由忠旺與一汽共同完成結(jié)構(gòu)設(shè)計及整車強度分析,以及材料試驗、工藝評定、加工制造、樣車試制等工作。整個車身采用焊接加鉚接結(jié)構(gòu),其中焊接以高鐵焊裝標準嚴格控制,確保車體精度高于鋼車。”
這一12米大型城市客車車身輕量化及底盤性能提升項目,主要研究用于城市公共交通運輸?shù)?ldquo;鋁代鋼”車,為一汽其他車型采用全鋁車身、全鋁底盤結(jié)構(gòu)提供技術(shù)參考。
以高鐵焊裝標準把控全鋁客車安全
目前,國內(nèi)外各大汽車廠商如沃爾沃、斯堪尼亞、亞歷山大丹尼斯、比亞迪等,已有量產(chǎn)全鋁客車在英國、芬蘭、馬來西亞等國家和中國香港、深圳等多個地區(qū)使用。但這種全鋁客車只是全鋁車身骨架,不包括底盤部分。
本次忠旺與一汽合作的城市客車項目,是國內(nèi)首臺采用全鋁車身、全鋁底盤結(jié)構(gòu)的客車,技術(shù)難度大,工藝要求高。據(jù)忠旺相關(guān)研發(fā)人員介紹,項目的一大挑戰(zhàn),就是減重目標與安全指標此消彼長的行業(yè)性難題,對此,項目組經(jīng)過多次設(shè)計分析,最大程度地實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的模塊化、集成化,歷時8個月完成了設(shè)計方案。整車完成裝配并初步磨合后,歷經(jīng)半年時間經(jīng)過了車輛的動力性、經(jīng)濟性、長距離極限路況等各項測試,驗證了此項技術(shù)的成熟度。
據(jù)一汽項目負責人介紹:“全鋁結(jié)構(gòu)設(shè)計的難點,就在于如何滿足整車剛度、強度等性能指標的要求的同時,實現(xiàn)輕量化。在本項目設(shè)計過程中,我們充分借鑒了動車鋁底架設(shè)計方案,局部采用鋼鋁鉚接安全結(jié)構(gòu),形成輕量化鋁合金結(jié)構(gòu)框架,實現(xiàn)了相對于鋼制結(jié)構(gòu)整車減重高達20%的同時,滿足整車各項性能要求。這一技術(shù)使得整車燃料消耗率降低約10%,生命周期內(nèi)運營成本降低4萬元,全鋁客車綜合成本低于鋼制客車成本,輕量化成果突出。”
據(jù)了解,采用鋁型材的客車,首先車身底盤結(jié)構(gòu)要達到整車彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度的要求以及整車疲勞耐久試驗,才能保證乘客的安全。特別是鋁材做車身結(jié)構(gòu)件,涉及金屬連接技術(shù)、深沖壓技術(shù),技術(shù)難度比較高。而現(xiàn)在,用鋁材做底盤結(jié)構(gòu),對技術(shù)提出了更高的要求。
能夠克服上述技術(shù)難題,“取決于忠旺在連接技術(shù)方面的技術(shù)積累,特別是焊接方面積累了豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗,采用高鐵焊裝標準嚴格控制,通過特定工藝方法控制變形,確保車體精度高于鋼車。”忠旺項目負責人說。
據(jù)該負責人透露,在與一汽合作的“全鋁車身+全鋁底盤”的客車項目中,忠旺不僅提供了全部鋁材,還共同合作完成了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、材料試驗、工藝評定、樣車試制等工作。該項目除滿足鋼車同等的安全指標外,車體骨架超過1200kg,占整車重量的10.4%;提高了整車的綜合能耗性能,節(jié)省了大量的運營成本;底盤采用鋁合金結(jié)構(gòu),耐腐蝕性能高,減少了傳統(tǒng)鋼制底盤的電泳工藝,進一步提高了整車的經(jīng)濟性;且車身底盤件實現(xiàn)了100%的材料可回收再利用。
至此,在向“輕量化綜合解決方案供應(yīng)商”晉級過程中,忠旺又攻下一道“難題”——設(shè)計開發(fā)及制造國內(nèi)首臺“全鋁車身+鋁合金底盤結(jié)構(gòu)”的城市客車。
忠旺實力推動客車鋁材應(yīng)用
我國《乘用車燃料消耗量限值》規(guī)定,到2020年我國生產(chǎn)的乘用車平均燃料消耗量要降至5升/百公里。另外,根據(jù)規(guī)劃,汽車產(chǎn)業(yè)碳排放總量先于國家承諾和產(chǎn)業(yè)規(guī)模,于2028年率先達到峰值。
日趨嚴格的排放標準給汽車制造商提出了更高的要求,也給汽車材料輕量化提供了發(fā)展機遇。鋁合金以其優(yōu)越的強度、輕量化特性、靈活的設(shè)計、高防腐蝕性、高回收利用率等特點,被眾多客車企業(yè)和公交公司認定為新能源客車的車身首選。
客車的輕量化是集設(shè)計、制造、材料技術(shù)等為一體的系統(tǒng)性工程。忠旺從設(shè)計之初就注重結(jié)構(gòu)優(yōu)化,不斷進行材料試驗、工藝評定,最后提供性能更好的鋁合金材料來制造全鋁客車。
然而,全鋁客車在具備傳統(tǒng)鋼制車身無法比擬的優(yōu)勢的同時,也意味著其在車身加工工藝難度上的顯著提升,忠旺以高鐵焊裝標準嚴格把控客車的精度和安全度,確保車體精度高于鋼制車,同時更好地實現(xiàn)輕量化目標。
一汽之所以選擇與忠旺合作研發(fā)“全鋁車身+全鋁底盤”的客車項目,因為忠旺不僅有強大的研發(fā)能力,更有專業(yè)的資質(zhì)和鋁合金客車車身的制造經(jīng)驗。
目前,忠旺獲得進入鐵路、汽車、船舶、航空等行業(yè)在內(nèi)的多項國際認證資質(zhì)。其中,遼寧忠旺特種車輛制造有限公司已取得生產(chǎn)及銷售多個全鋁商用車的牌照,并有生產(chǎn)半掛車和油罐車的生產(chǎn)線。忠旺天津工廠新廠房第一條生產(chǎn)線生產(chǎn)13mm至300mm厚的鋁合金中厚板,有關(guān)產(chǎn)品可用于汽車、軌道車、特種車體,這是全球設(shè)備、配套設(shè)施領(lǐng)先的鋁壓延生產(chǎn)基地之一,彰顯著忠旺在新能源汽車領(lǐng)域的實力。
“在全鋁客車設(shè)計、制造方面,忠旺已經(jīng)積累了非常專業(yè)和豐富的經(jīng)驗。”忠旺汽車項目負責人介紹說,早在2012年,忠旺就與國內(nèi)新能源汽車制造商比亞迪汽車工業(yè)有限公司合作,為其提供全鋁車身骨架型材。2015年,忠旺成功為華晨客車(大連)設(shè)計、制造、開發(fā)了全鋁車身新能源電動公交客車。該客車整車骨架采用6系合金焊接完成,蒙皮采用5系薄板粘接點焊完成,具有質(zhì)量輕、強度高、耐腐蝕、吸振能力強等優(yōu)勢。這次合作也標志著中國忠旺在客車車身領(lǐng)域更進一步發(fā)展出成熟的鋁合金底盤技術(shù),為后續(xù)各種新能源交通運輸產(chǎn)品打下堅實的基礎(chǔ)。
延伸閱讀
車企加碼輕量化 全鋁客車市場份額將進一步提高
歐洲鋁業(yè)協(xié)會研究顯示,汽車每減重100公斤,油耗降低0.4升/百公里,二氧化碳排放減少1公斤。通過降低汽車的整備質(zhì)量,從而提高汽車的動力性、減少燃料消耗、降低排放污染,已成為未來發(fā)展趨勢。
以輕質(zhì)的鋁材料制成的全鋁車身客車在歐洲、日本、新加坡等發(fā)達國家早已應(yīng)用,在國內(nèi),深圳、杭州、福州、青島、北京等多個城市公交也從2013年以來就在大力推廣。目前,我國20個省市已明確公共交通系統(tǒng)將在2020年全面實現(xiàn)電動化,還有不少省市發(fā)布了公路客車電動化的規(guī)劃。
“電動客車對輕量化的需求更為迫切。”中國公路學會客車分會高級顧問裴志浩分析認為,電動客車的電量消耗主要取決于車身質(zhì)量,“動力電池與傳統(tǒng)液體燃料相比,其單位比能量相對較低,如果要保證足夠的續(xù)航里程,電池往往占到車輛總重的30%～40%。此種情況下,車身材料輕量化的重要性不言而喻。”
對于國內(nèi)車企而言,輕量化已經(jīng)成為各大車企競爭市場份額的必經(jīng)之路。中信證券研究指出,新能源客車過去幾年發(fā)展迅速,隨著補貼加速退坡,行業(yè)優(yōu)勝劣汰也將加速,具備核心技術(shù)競爭力和市場驅(qū)動力的龍頭企業(yè)有望受益于集中度提升,市場份額得以提高。
銷售數(shù)據(jù)也表明2017年新能源客車市場在穩(wěn)步提升。中國汽車工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2017年11月新能源客車銷量為18662輛,環(huán)比增長62.4%;1-11月新能源客車總銷量超7萬臺。中汽協(xié)預(yù)計2018年新能源客車銷量將達10萬輛。
盡管車企與鋁企紛紛加大對新能源、輕量化技術(shù)的研發(fā)投入,旨在新一輪的行業(yè)競爭中搶占先機。但輕量化是一項系統(tǒng)工程,只有通過結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的不斷優(yōu)化,搭配合適的材料,適當控制成本,才能造出真正為市場所接受的輕量化車輛。
在新能源汽車領(lǐng)域布局已久的忠旺,無論在技術(shù)、工藝、產(chǎn)品,還是在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、成本把控等方面都走在行業(yè)的前列,其研發(fā)和生產(chǎn)的乘用車全鋁白車身、大巴車全鋁車身五大片等產(chǎn)品均已量化生產(chǎn)并投入市場,得到積極反饋。
業(yè)內(nèi)人士預(yù)測,2018年新能源汽車市場將迎來產(chǎn)銷的大爆發(fā)。面對新一輪發(fā)展契機,忠旺不斷提高在輕量化領(lǐng)域的高附加值產(chǎn)品比例,將自身的規(guī)模優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為更高壁壘的產(chǎn)品和技術(shù)優(yōu)勢。中國忠旺董事長路長青亦表示:“忠旺重視產(chǎn)業(yè)合作及新能源汽車發(fā)展,已為此預(yù)備了充裕的資源,以適時作出必要的投入及產(chǎn)能建設(shè)。”
（文/付曉，來源：每日經(jīng)濟新聞）
