说起新造车势力,不得不说起爱驰汽车,2018年其首款量产车型:爱驰U5精彩亮相。这款基于爱驰MAS平台打造的纯电动A+级SUV,车型尺寸为长4680mm、宽1880mm、高1680mm,轴距为2800mm,车身的轻量化系数达到2.28。
爱驰外观图
爱驰U5车身采用“上钢下铝”结构设计:下车身出于轻量化与吸能考虑,采用了多种工艺搭配而成的铝合金结构,上车身出于强度、刚性与成本角度考虑,采用传统钢制结构。
爱驰骨架图
上车体:
车门防撞梁:2000MPa硼钢(目前量产最强钢),W型截面设计A柱,B柱和车顶纵梁:1500MPa硼钢,钢铝接合处用螺栓铆钉连接。
下车体:
车头横梁和吸能盒:挤压铝,减重,高韧性和高吸能;
减震塔:一体式铸造铝合金,减重和高刚性;
门槛梁前后端的扭力盒:真空压铸铝合金,受力复杂,设计稳妥,减重和高刚性;
车尾设计:大尺寸防撞横梁分散力,保护副电池包。
总结:爱驰的上钢下铝是一个不错的策略,兼顾成本和安全。通过奥迪等全铝车身发展,个人认为上钢下铝是目前比较合理的工艺路线,对成本,技术及产量有一定优势 。
连接工艺
由于爱驰U5钢铝混合材料的应用,其车身的连接技术方面大量应用了航天级高强连接工艺,包括SPR、FDS、CMT焊、点焊、以及包括螺栓、套筒在内的紧固连接等。
其在全球首次实现同种厚度热成形钢与铝板的SPR(自冲铆连接)连接,并通过先进的FDS和螺栓连接技术实现冷连接,有效克服了超高强钢、铝合金等异种材料难以采用传统的连接方法进行焊接的缺点。
而在下车身与上车身连接中,主要通过FDS及SPR连接,在铝材质的工序上,采用SPR冷连接技术和热熔自攻丝FDS技术,有效克服了超高强钢、铝合金等异种材料难以采用传统的连接方法进行焊接的缺点。
同时,铆接过程低能耗,无热效应,不会破坏涂层。SPR自冲铆钉连接技术,在铝材质的连接方面应用十分广泛。FDS热熔自攻丝在不同部位,要求不同,决定采用不同的供需和方法(铆钉长度、规格、尺寸,包括自攻螺丝的规格)。
FDS工作图
SPR工作图
前防撞梁区域图
纵梁及吸能盒、防撞梁采用铝材质,为方便维修及通常在总装进行防撞梁安装,因此防撞梁与车身通常采用螺栓连接,爱驰采用左右各4个(部分车型有3个)。
门槛梁前铸件前部图
前减震塔图
门槛梁前铸件后部图
爱驰前减震塔及传统车扭力盒都采用铸件,可以很好的集成零件,提升扭转、弯曲刚度等性能,前铸件与车身周边主要通过FDS连接,因为搭接的纵梁及水箱横梁及上边梁都已经构成密封空间,门槛梁铸件(真空压铸)通过SPR与FDS与车身门槛梁及轮罩连接,在前纵梁区域伴有套筒,实现与底盘连接。
AB柱区域图
B柱区域FDS图
FDS仅需要单侧空间,通常用在于密闭空腔的型材连接,AB柱都是通过FDS实现与门槛的连接,如上图,B柱区域为1.6mm的热成型钢板与厚度2.5mm的6082铝型材连接。
下面再看看其他部位的车身结构图
总 结:
而随着汽车发展,一些全铝车身的先驱渐渐向钢铝混合技术发展,在成本和工艺上都有一定优势,平衡了全铝车身的生产成本以及日后的维修成本,使其具备了更大规模量产的基础。
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