高强钢在长安汽车上的应用

重庆长安汽车股份有限公司重庆长安汽车股份有限公司 研究总院先期技术研究所研究总院先期技术研究所 20132013年年0303月月 高强钢在长安汽车上的应用高强钢在长安汽车上的应用 目目 录录 背景概述背景概述 1 1 长安高强钢应用概况长安高强钢应用概况2 2 高强钢应用案例高强钢应用案例3 3 问题与对策问题与对策4 4 轻量化是实现节能减排的有效手段 FWi=FR+FL+FSt+FB 影响油耗的因素 10/15 Mode Fuel Efficiency (km/l) 0 5 10 15 20 25 30 5001000150020002500 Direct Injection Gasoline Normal Gasoline 35 Hybrid Vehicle Weight (kg) CO2: 140g/km 40 车重减少100Kg，每升油可多行驶 1km。 车重减小10，可降低68的 油耗，降低56%的排放。 减重与油耗的关系 大约油耗的75与整备质量有关(滚 动阻力对油耗贡献约35，加速阻力和 爬坡阻力对油耗贡献约40)。 决定油耗的因素 一、背景概述一、背景概述 一、背景概述一、背景概述 在不降低性能的前提下，通过结构优化设计、轻质材料和先进工艺的集成应用，同时兼顾性能、 重量和成本三个因素，建立起长安汽车轻量化节能技术平台，实现轻量化目标，为达到2015年 节能惠民油耗目标提供有力支撑 轻量化节能技术轻量化节能技术 结构优化设计结构优化设计轻质材料与工艺轻质材料与工艺 模块化模块化 集成设计集成设计 结构结构 拓扑优化拓扑优化 轻质材料轻质材料 成形工艺成形工艺高强高强 度钢度钢 非金属非金属 材料材料 热成 形 激光激光 拼焊拼焊 铝合金铝合金 材料材料 液压液压 成形成形 板厚板厚 减薄优化减薄优化 辊压辊压 成形成形 镁合金镁合金 材料材料 连接工艺连接工艺 铆铆 接接 粘粘 接接 焊焊 接接 先进工艺先进工艺 一、背景概述一、背景概述 FSV-BEV用钢的平均强度用钢的平均强度789MPa，比比ULSAB高出接近高出接近1倍。倍。 一、背景概述一、背景概述 FSV-BEV用先进高强钢的种类更多，基本涵盖了未来汽车用高强钢的范围。用先进高强钢的种类更多，基本涵盖了未来汽车用高强钢的范围。 一、背景概述一、背景概述 POLO V：高强钢应用比例55% SKODA YETI ：高强钢应用比例64.3% VOLVO XC60 ：高强钢应用比例66% Mercedes Benz E-Class ： 高强钢应用比例77% 高强钢应用比例世界先进水平为50%以上； 国外高强钢应用概况 国内合资企业高强度钢使用比例 一、背景概述一、背景概述 国内高强钢应用概况 一汽奔腾B50：47%吉利某车型：54.2%奇瑞某车型：45% 二、长安高强钢应用概况二、长安高强钢应用概况 长安轻量化开展思路 轻量化 零部件开发 汽车减重节能减排 轻量化方法 轻质材料应用 先进成形工艺 结构优化设计 流程程序 整车轻量化开发 管控流程 整车设计重量 管控程序 重量-性能-成本 评估模型 产品开 发方案 确定 能源 紧缺 技术文件 环境 保护 油耗 法规 汽车轻量化 轻量化指标 确定轻量化目标 轻量化系数 高强钢使用比例 组织架构 1.1. 通过通过项目组和轻量化流程程序，可以有效的指导轻量化工作项目组和轻量化流程程序，可以有效的指导轻量化工作； 2.2. 运用轻量化评价指标，可以评估确定项目目标运用轻量化评价指标，可以评估确定项目目标； 3.3. 通过通过“重量重量- -性能性能- -成本成本”评估模型，对多种方案进行评估，供负责人进行决策评估模型，对多种方案进行评估，供负责人进行决策； 二、长安高强钢应用概况二、长安高强钢应用概况 长安高强钢应用情况 C级车型 210 MPa 340 MPa 780 MPa 210 MPa A级车型 CD级车型 B级车型 长安汽车高强度钢板的应用比例平均为长安汽车高强度钢板的应用比例平均为35.84%，还处于较低水平。，还处于较低水平。 三、长安高强钢应用案例三、长安高强钢应用案例 高强钢热成形B柱加强件 结构 优化 成型性 分析 模具设计 碰撞 分析 冷冲压：厚度2.0mm的B410LA，重量为5.9kg 热成形：厚度1.5mm，重量为4.33kg。 轻量化：单件减重1.57kg，一车副2件减重3.14kg，减重率为26.6% 制造加工 三、长安高强钢应用案例三、长安高强钢应用案例 高强钢热成形A柱下加强件 热成形工 艺补充面 模具制造 模具 设计 冷冲压：厚度1.8mm的B280VK，重量为4.064kg 热成形：厚度1.2mm，重量为2.706kg. 轻量化：减重1.358kg，减重率为33.4% 制造加工 热成形仿 真分析 三、长安高强钢应用案例三、长安高强钢应用案例 高强钢热成形门防撞梁 结构 优化 结构 优化 成形性 分析 轻量化： 前门防撞梁：单件重量1.87kg，单件减重0.6kg，减重率24.3% 后门防撞梁：单件重量1.39kg，单件减重0.53kg，减重率27.7% 成形性 分析 前 门 防 撞 梁 后 门 防 撞 梁 三、长安高强钢应用案例三、长安高强钢应用案例 高强钢辊压侧围门槛加强件 结构 设计 工艺 设计 模具 设计 制造加工 冷冲压：厚度2.0mm的B410LA，重量为6.8kg 辊压：厚度1.4mm的超高强钢HC950/1180MS，重量为4.76kg ，满足碰撞安全性能 轻量化：单件减重2kg，一车副2件减重4kg，减重率为30% 三、长安高强钢应用案例三、长安高强钢应用案例 高强钢内高压成形副车架 结构 设计 工艺 设计 模具 设计 制造加工 原方案：钢管焊接，重量为33.9kg 液压成形：重量为24.4kg ，提高了副车架整体刚度，满足碰撞安全性能 轻量化：单件减重9.5kg，减重率为28% 四、问题与对策四、问题与对策 问题1. 高强钢成形工艺问题 对策：联合供应商进行高强钢成形工艺的开发，进行多种成形工艺的优化分析， 解决高强钢在成形过程中的起皱、开裂和回弹问题，推动高强钢的大批量应用 问题2. 高强钢应用的成本问题 对策：