企業(yè) 汽車輕量化麥格納

黑科技來了 | 看麥格納如何助力車身與底盤的輕量化

第一電動網(wǎng) 王鳴幽 2023-07-07 10:27

輕量化對于汽車行業(yè)的低碳發(fā)展有著重要意義。數(shù)據(jù)顯示，燃油車車重每減少10%，油耗就能夠降低7.5%-9%，從而改善尾氣排放問題；電動汽車車重每減少10%，續(xù)航里程就能提高5.5%，緩解車主的里程焦慮。

本期“黑科技來了”直播欄目中，麥格納車身與底盤系統(tǒng)事業(yè)部分享了汽車輕量化的創(chuàng)新產(chǎn)品和技術(shù)。

輕量化技術(shù)發(fā)展路徑

從技術(shù)路徑來看，在實現(xiàn)汽車輕量化的途徑上，麥格納在材料、工藝和設(shè)計三大方向均有深度研究。

輕量化材料：采用高強度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維等輕量化材料代替普通鋼材料，通過使用創(chuàng)新、先進的輕質(zhì)材料來實現(xiàn)減重；

輕量化工藝：發(fā)展一體化鑄造、熱成型門環(huán)、液壓成形、輕量化連接等制造工藝，通過減少零部件、使用先進連接技術(shù)實現(xiàn)減重；

輕量化設(shè)計：通過計算機自動化設(shè)計軟件和力學(xué)分析對現(xiàn)有零部件進行尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化和拓撲優(yōu)化，從而在設(shè)計上實現(xiàn)產(chǎn)品減重。

依托遍布全球的研發(fā)團隊和全面的工程研發(fā)能力，麥格納車身與底盤事業(yè)部將輕量化理念融入產(chǎn)品，涵蓋門環(huán)、地板等白車身零部件、車身外覆蓋件、保險杠，以及前/后副車架、控制臂、扭力梁等底盤零部件。此外，麥格納也順應(yīng)電動化趨勢開發(fā)全新產(chǎn)品，比如麥格納開發(fā)制造的電池殼體已經(jīng)在北美市場量產(chǎn)應(yīng)用。在國內(nèi)純電動電池殼體項目的量產(chǎn)開發(fā)也在有序展開。

創(chuàng)新輕量化解決方案

麥格納對車身與底盤輕量化的探索，在以下五大具有代表性的創(chuàng)新技術(shù)中得以體現(xiàn)：

五空腔單元防撞梁——麥格納設(shè)計了能夠提升碰撞性能并減輕重量的防撞梁結(jié)構(gòu)。通過多參數(shù)優(yōu)化壁厚和空腔大小，使得防撞梁的截面具有更高的抗彎能力，從而實現(xiàn)大幅減重。相比傳統(tǒng)截面設(shè)計下的防撞梁，減重高達15%。該結(jié)構(gòu)的空腔大小可自由調(diào)整，壁厚也可自由組合。在滿足同樣碰撞性能的條件下占用空間更小。

熱成型一體式門環(huán)——麥格納既有不等壁厚、不同材料的激光拼焊熱成型門環(huán)，也有單一熱成型材料，結(jié)合局部軟區(qū)技術(shù)、補丁板技術(shù)的門環(huán)。相較于傳統(tǒng)的門環(huán)設(shè)計，在滿足相應(yīng)碰撞性能要求的條件下，熱成型一體式門環(huán)可實現(xiàn)減重20%，同時也大幅減少零件數(shù)量，減少焊接，簡化制造流程，一體式熱成型門環(huán)也有更好的尺寸精度。

一體式高壓鑄鋁技術(shù)——麥格納將車身零件的工藝流程大大簡化。通過一體式高壓鑄鋁工藝制造的鋁鑄件，大幅減少了車輛內(nèi)的零件數(shù)量。麥格納高壓鑄鋁配備了專利的真空系統(tǒng)H-Q-CAST,可以做更薄的壁厚的零件，更好的零件表面和內(nèi)部質(zhì)量。使用高壓鑄鋁相對傳統(tǒng)的沖壓、焊接總成，減重可達25%左右。麥格納一體式高壓鑄鋁典型產(chǎn)品包括：前后減震塔、縱梁、鉸鏈柱總成、電池殼體、前副車架等。

高壓鑄鋁副車架——麥格納兼顧產(chǎn)品輕量化和尺寸穩(wěn)定性的明星產(chǎn)品。鋁合金在汽車零部件上的運用是有效的減重方式之一，麥格納一體式高壓鑄鋁副車架在設(shè)計上減少了縱橫梁搭接，并將轉(zhuǎn)向器、控制臂、穩(wěn)定桿等所有硬件集成在一個鑄件上。這樣的設(shè)計結(jié)構(gòu)更安全、性能也更強，尺寸穩(wěn)定性也更好。更重要的是，相比鋼制副車架，減重可達20-30%左右。

碳纖維復(fù)合材料副車架——麥格納與福特合作研發(fā)了一款兼顧產(chǎn)品穩(wěn)定性與工藝可行性的前副車架。該產(chǎn)品采用碳纖維材料與金屬零件進行共同注塑，通過兩個碳纖維零件和六個金屬零件替代掉原有的45個鋼制零件，零件數(shù)減少了 82%，極大降低了工序及模具數(shù)量。相較于使用鋼質(zhì)沖壓件，可使重量降低29%。