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北汽新能源LITE全鋁車身及緊固工藝簡析

LITE,在英文中意為精簡,從Arcfox概念車到LITE登場,它秉承了設計、科技、樂趣的品牌基因,作為北汽新能源自主研發的一款超小型電動汽車,全新的設計風格、大膽前衛的造型讓這輛小車加分不少。

LITE車身圖

車身材料 

作為一款小型新能源全鋁汽車,北汽新能源LITE在設計和開發的每個細節都融入的輕量化的概念。首先是透過材料實現輕量化,應用如下:

鋁合金框架式輕量化車身:集成了多種鋁擠壓、鋁板材工藝,較鋼製車身減重30%以上。

炭纖維頂蓋一體化設計:既有結構承載能力又滿足外觀美觀需求。 

PHC發動機罩蓋具有吸音隔熱和較好的行人保護效果

鎂合骨架:AZ91鎂合金彎管成型 

鎂合金儀表板橫樑:AM50鎂合金壓鑄一體成型全塑外覆蓋件:減重效果明顯。注塑一體成型,設計自由度高。

材料分佈圖

車身結構
北汽新能源的LITE車型,透過鋁合金框架式車身與複合材料外覆蓋件的設計,車身單獨總質量不到173. 7 kg,比同級別的汽油車質量降低了19.4%,整車尺寸為2 695 mm×1 676 mm×1 445 mm。軸距1870mm,白車身輕量化係數為2.97,靜態扭轉剛度16375.6Nm/°。其透過鉚接工藝將連線強度較傳統焊接提高了25%,整備質量比SMART還輕86Kg。

白車身細節圖

LITE全鋁車身框架結構

首先全鋁車身給製造工藝帶來了新的挑戰。在結構上與傳統車有一定差異,在連線方面更加敏銳,而全鋁車身並非全部採用鋁合金,而是透過鋁合金和鋼材及多種材料的混合組成,在車身的安全性和輕量化的平衡上還有很長的路要走。

車身前部:前部的碰撞緩衝區域能夠極大的提升車身的被動安全性。採用擠壓鋁工藝構成的前部緩衝區。前防撞梁目字型結構,前縱梁、前翼子板承重梁以及散熱器框架對於車身強度具有較高的意義,而為了節約成本,可以選擇已有的截面尺寸型材在前期進行設計,後期根據CAE及效能分析進行最佳化。

車身前部細節圖

車身側部:A柱為一根從前到後貫穿車身的擠壓梁,(在小螞蟻及較多車型都是這種設計方式),能夠在發生碰撞時讓乘員艙保證足夠的生存空間。在後B柱上部採用鍛造鋁,具有較高的強度及剛度,而對於異形件與型材的連線主要透過螺接,而鍛造鋁與型材的連線是一個特別敏感的部位。

車身側部細節圖

 連線技術

  LITE主要採用了鉚接、螺栓、MIG焊、MAG焊、粘接等工藝。應用鉚接實現多種鋁合金的混合連線,如拉鉚、鎖鉚、壓鉚等。

SPR自衝鉚接

北汽新能源常州基地在鉚接基礎上還大量採用了弧焊工藝。據北汽新能源常州高階基地總經理李建安介紹,其中原因有三:首先,鉚接裝置目前主要依靠國外進口,成本較高;其次,由於純電動汽車採用框架車身結構,如果全部用鉚接很難實現,更偏向於用衝壓件/鑄件和擠壓件的構成,而焊接技術反而更能滿足這種需求;第三,由於鉚接技術目前在國內不夠成熟,過度依賴則有可能面臨國外技術壟斷風險,不僅是裝置工藝,鋁合金衝壓件也存在被壟斷的風險。

鉚接裝置圖

因此,跟純粹使用鉚接工藝相比,常州基地的鉚接+弧焊工藝不僅顯示了先進的製造能力,在提高產品效能及品質的同時,成本控制上也更具優勢。

發動機艙區域:由下圖可見,在前艙區域應用了大量的螺接,而螺接分為4種結構形式,分別為螺栓+螺母、螺栓+壓鉚/拉鉚螺母、螺栓加螺母板、螺栓加內螺紋套筒的結構形式,主要根據結構及連線強度進行選擇。在前部框架可以看見應用了鉚接,透過鉚釘實現支架與型材的連線,過程不需要定位夾具,對於強度要是不是特別高的部位是不錯的選擇。

前艙區域細節圖

下面我們再看看其他區域的連線細節

機艙前框架拉鉚細節圖 後框架螺接細節圖

副車架連線細節圖(副車架是幾根鋁合金管焊接而成的架子,感覺強度有點弱,不過在連線上明顯看出採用更強的螺栓)

後扭力梁連線區域細節圖

總結

個人認為北汽LITE在輕量化方面具有較大的突破,車身框架結構相對同級別車型做到更輕更簡,衷心希望隨著技術的日益成熟,可以在市場佔有更大的份額。(部分材料取自網路)

更多詳情關注GAF螺絲君(GAF-luosijun)

分類: 汽車
時間: 2021-03-07

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