全铝机身欺骗了我们吗？浅谈车身轻量化材料

【新鲜科技解读】我们都知道车身轻量化是车辆轻量化的核心目标之一。

除了我们在结构设计上比较常见的轻量化措施之外，最重要的就是车身材料的轻量化。

从钢铁到铝，我们向前迈出了一大步。

然而，在那之后，事情似乎又“倒退”了。

长期鼓吹全铝车身的厂家是要打自己的脸吗？ ○ 为什么要减轻车身重量？就像减肥的女孩一样，你永远不知道她需要减掉多少体重才满意，但越轻越好。

对于汽车来说，在保证安全性和强度的同时，越轻越好。

重量越轻，可以减轻“负担”，车辆也更容易“推”，自然也就节省了更多的燃油。

在操控性方面，更轻的车身也能带来更灵活的车身动态响应。

重量轻几乎在各个方面都是一个优势。

○ 全铝机身：可替换材料的出现。

在全铝车身诞生之前，车企通常通过钻孔等方式改变零件结构和用料量，以实现车身轻量化。

但该方法只能实现有限程度的轻量级优化。

如果想要实现进一步的车身减重，就必须更换为更轻的材料。

就像本田NSX的诞生一样，他们希望制造出一款能够与法拉利竞争的跑车。

为了实现最终的目标，除了改进发动机之外，车身轻量化项目也成为了研发的重点，也因为他们的坚持，贡献了世界上第一辆全铝车身的量产汽车。

20世纪80年代后期，如果想通过改变材料使车身变得极其轻量化，就必须使用铝合金材料。

与传统钢材相比，铝合金的密度更低，相同体积下重量更轻，同时还可以保证一定的刚性。

其轻量化优势显而易见。

虽然铝合金价格非常昂贵，但这并不妨碍一些豪华品牌汽车使用这种材料，比如第一代（D2）和第二代（D3）奥迪A8（虽然官方从未称其为ASF）奥迪A8车身是全铝车身，但在两代奥迪A8中，确实是全铝车身），捷豹XJ等车都采用了全铝车身。

反正我比较任性。

比如NSX量产后，该车的售价一度是所有日系车中最高的（高达1万多日元）。

同样，奥迪A8和捷豹XJ等旗舰产品的价格甚至更高。

不用说。

○ 在正确的地方使用正确的材料。

当然，现在汽车用铝合金的制造成本比以前低了很多。

按理说，如果继续发展下去，全铝车身的前景应该是非常被看好的。

不过，过去奥迪等车企寄予厚望的正是这种车身形式，如今却被一步步“抛弃”，转向更为全面、平衡的钢铝混合车身。

全铝车身为何“惨不忍睹”？这里就不得不说说全铝车身的一个问题：与采用热成型钢（超高强度钢）的车身相比，全铝车身在刚性和保证乘员整体性方面没有优势。

隔间。

这主要是因为铝合金强度问题。

如今，全球安全体系的要求逐年严格，全铝车身的安全强度问题也越来越明显。

当然，虽然强度不如热成型钢，但这并不意味着铝合金材料完全没有优势。

例如，在能量吸收方面，铝合金材料比热成型钢要好得多，适合设计在缓冲区相对充足的汽车前部。

此外，铝合金板用于替代传统冷轧钢板也能达到良好的轻量化效果。

对于在碰撞事故中负责维持乘员生存空间的车身笼式结构，由于A、B、C柱和门槛梁处的强度要求很高，采用热成型高强度材料钢材现在被认为是更好的选择。

得益于技术的不断进步，这种材料的加工成本逐渐变得平易近人，可以实现更高的强度，同时还能兼顾轻量化的效果。

既然热型钢具有如此巨大的优势，为什么热型钢没有广泛应用于汽车车身结构呢？首先，热弯型钢的成本再低，但仍然高于普通钢材，这对于整车的成本来说并不划算。

另外，热成型钢还有一个明显的缺点，就是韧性不足。

也就是说，吸能效果不好，碰撞的冲击力就到了“硬碰硬”的时候了。

在新能源汽车领域，轻量化也是车身设计的关键。

目前来看，现阶段能够量产的电池都是化学电池。

它们的能量密度还没有出现爆炸性的增长，所以一般都很重。

这导致许多电动汽车希望增加其续航里程。

控制车辆重量非常重要。

然而，这种钢铝混合车身的制造并不是一件容易的事。

举个简单的例子，如果拼接两种相同的材料，只需要焊接技术即可。

但如果两种截然不同的材料拼接在一起，继续使用焊接技术就非常困难，焊接强度也难以保证。

就目前而言，要想实现钢铝混合车身，实现“全能车身”，必须在材料拼接工艺上下功夫。

也就是说，这种钢铝混合车身的制造难度已经从材料问题转变为制造工艺问题。

各大车企采用的解决方案也根据不同位置、不同强度、不同材料采用不同的拼接工艺。

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因此，从轻量化的角度来看，这种钢铝混合车身的诞生和普及也算是一次“理性回归”。

这是一种安全性、刚性、轻量化和成本之间的博弈。

平衡的解决方案。

一些型号将受益于此并变得更强更轻，而一些型号将平衡其之前的一些缺点。

○ 未来：新兴材料+优化结构设计+多材料混合车身。

至于未来，会以钢铝混合车身为主吗？从短期来看，这种车身有很大的优势，但放眼遥远的未来，可能会有更多更好的材料可以替代它，但不变的是，无论车身采用什么形式，都会成为一辆“双车”。

《利刃剑》，世界上不存在完美的车身，也不存在完美的材质，而根据车辆的形态和要达到的目标定位，车身也会发生质的变化。

说到车身材料的拼接，由于混合车身是未来的大趋势，所以无论混合哪种材料，它们之间的拼接都将成为未来白车身发展的关键。

上面提到了一种高强结构胶拼接工艺。

据了解，目前用于车身拼接的一些高强结构胶的粘接强度可以达到MPa左右，但受到拼接材料的限制。

更小的结构粘合剂可能会成为未来混合车身装配问题的主流解决方案。

编者点评：汽车轻量化的发展其实并不复杂，但一味追求极致轻量化从某些角度来看可以被视为一种“得不偿失”的做法。

诚然，全铝车身改变了我们对汽车车身轻量化的认识和看法，但随着时代的发展，日益严格的安全法规和车身结构强度的改进，也逐渐暴露出全铝车身的一些问题。

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我相信“好钢用在刀刃上”这句话是正确的。

未来，只有在正确的地方使用正确的材料和结构，才是最理想的车身。