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广汽“钢铝混合车身”技术荣获中国汽车工程学会科学技术奖二等奖

广汽“钢铝混合车身”技术荣获中国汽车工程学会科学技术奖二等奖

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来源：广汽集团
时间：2023-05-18

摘要：钢铝混合车身，让豪华车的“专属配置”惠及广大消费者。

5月16日，中国汽车行业内最高级别的科学技术奖、被誉为中国科技界汽车“奥斯卡”的中国汽车工程学会科学技术奖颁奖典礼在北京举行。由广汽集团牵头，联合广汽埃安与大连理工大学共同完成的“电动汽车轻量化钢铝混合车身研发与制造关键技术”项目荣获科技进步奖二等奖。

广汽研究院车体中心车身工程部车身集成科科长耿富荣代表项目团队上台领奖

“电动汽车轻量化钢铝混合车身研发与制造关键技术”项目荣获中国汽车工程学会科学技术奖科技进步奖二等奖

更轻量化、更安全，是造车的永恒追求。以铝合金替代传统的钢铁材料，在减重的同时提升车身安全性能，是行业的一大趋势。在2015年前后，受制于技术水平和造价成本，只有豪华品牌才拥有铝制车身。

为了平衡铝制车身结构重量、性能、成本，以及共线生产等多个难题，广汽研究院历时5年，提出“上钢下铝”车身开发技术方案，攻克了汽车轻量化正向设计、高性能框架结构、高强度连接和柔性制造等关键技术，掌握自主知识产权超百项，整体技术达到国内领先水平，钢铝混合柔性生产线等技术达到国际先进水平；项目成果在国内率先实现量产，成功应用于广汽埃安aion lx、aion v等量产车型，实现了科技成果转化应用，全面展现自主品牌的研发实力和创新能力。

多材料轻量化结构正向设计实现“最佳平衡”

《节能与新能源汽车技术路线图2.0》明确指出，多材料混合应用是我国今后汽车轻量化发展的主要方向。本项目创新采用“上钢下铝”车身结构设计，即上车体钢制结构（高强度钢占白车身比例31%）下车体铝制结构（铝合金占白车身比例45%），成功实现了整车重量下降、刚度上升、续航增加、成本降低、安全加强等一系列创新成果。

本项目创新采用“上钢下铝”车身结构设计

多材料如何实现合理分布、各司其职？项目针对优化设计问题，提出了基于多模型拓扑优化的框架车身载荷路径设计、基于“拓扑-参数”一体化的混合优化、高精度特性参数化框架车身设计等技术，实现车身结构重量、性能、成本的“最佳平衡”，相对于全钢制车身重量减少了70千克，轻量化系数2.39，达到行业先进水平。

钢铝混合多元环笼框架提升车身性能

钢和铝硬度不同，是否会因连接不良影响汽车的安全性？项目发明了高刚性连续闭环车身框架，即车身框架形成多个连续闭环，接头采用高真空压铸铝接头结构，有效提升刚度，车身扭转刚度28370nm/°；项目发明了“双人字形”碰撞吸能结构，在碰撞时通过车身两个“人字形”框架将载荷向门槛、a柱、横梁分散和传递，最大限度吸收碰撞能量，车身抗撞性能满足c-ncap五星安全要求，还能为电池腾出更多的空间，电池横向布置空间增加298mm，相对于钢制车身增加约三分之一；项目发明了双环路后部框架结构，后塔座框架采用h型结构，有效分散集中载荷，提升底盘的承载能力。

本项目发明高刚性连续闭环车身框架

先进混合连接技术提升连接强度和质量

铝合金车身普及的难点还在于制造工艺，钢铝连接本身就是一个技术难题。传统的同种材料连接采用电阻熔化焊，但由于钢和铝的电阻、熔点均不同，无法直接进行电阻熔化焊。项目发明了大球面铝点焊、高性能铝合金结构胶和高强度轻质合金温热自冲铆接等连接技术，解决了钢铝车身高强度连接的关键技术，为实现钢铝混合车身产业化奠定了基础。

全球首创钢铝混合共线生产

通过本项目，广汽埃安建造了全球第一条钢铝混合柔性生产线，可以兼容多款车型共线生产，不同车型的切换生产最快可在1分钟内完成，达到国际先进水平。

项目针对两种材料车身总拼定位系统不统一、spr和钢点焊设备接口要求不同等问题，在国内率先开发钢铝混合柔性生产线，通过钢铝连接快速切换、夹具随行存放、立体随动送钉技术，实现同步切换，保证节拍效率，主线自动化率达到100%，白车身制造精度高达94%以上。项目还通过新型锆系薄膜电泳前处理技术，实现任意比例的钢铝混合材料的共线涂装生产，提升钢铝车身漆膜性能保护能力，减少涂装前处理废渣处理90%以上，降低了能耗和维护成本。

广汽埃安智能生态工厂钢铝混合柔性生产线

项目运用新材料和新工艺，将轻量化做到极致，同时大大提升了电动汽车的节能表现，对行业升级和社会绿色发展意义深远。该项目的成功不仅在于科学技术的进步，还在于它改变了人们的生活，让人人都能体验到豪车般的享受。项目成果率先应用在aion lx、aion v车型，并推广到广汽三菱及合创等合资车型，市场反响热烈。截至2023年4月，aion lx、aion v系列车型累计销量超6.8万辆。

2019年，率先应用钢铝混合车身的aion lx量产上市

定位在20万级的aion v同样拥有钢铝混合车身

“加快实现高水平科技自立自强，是推动高质量发展的必由之路。”正因为广汽集团始终把科技创新放在核心位置，为消费者开发更安全、更环保的座驾，才能在中国汽车市场白热化的竞争中始终保持着主动权和领先优势。作为广汽集团的研发体系枢纽，广汽研究院将不断加大研发投入，在关键核心技术领域形成更多研发成果，为广汽集团、为汽车产业高质量发展，提供技术创新和科技引领的强力赋能。