新能源汽车车身和内外饰先进技术应用及发展趋势

2023-04-28 16:01:36 来源 : 盖世直播

2023年4月18日-19日，在2023第三届车身及内外饰大会上，上汽大众汽车有限公司高级总监，教授级高级工程师沈卫东对新能源车车身内外饰的技术发展和趋势研判进行了精彩分享。

以下为演讲内容整理：

【资料图】

新能源汽车发展现状

2022年新能源汽车得到了迅猛的发展，销量达到688万辆，市场的渗透率达到25.6%。2023年1月-3月，新能源汽车的销量也得到了大幅度提升，产量达到了165万辆，渗透率达到26.1%，正如盖世研究院提到的，预计今年年底会达到40%左右的渗透率。

另外，根据中汽中心《2021年中国汽车工业年鉴》分析，在所有新能源汽车中，纯电动汽车会占到70%左右，从2023年1月-3月的销量来看，也证明了这一点，纯电动车是新能源汽车的主流技术方向。

面对蓬勃发展的新能源汽车，作为传统的车身和内外饰的专业人士，怎么适应未来的发展与挑战？下面我将通过一些先进技术的应用案例，与大家进行分享。

车身轻量化的实现路径

谈到新能源汽车，重要的技术就是轻量化。众所周知，轻量化在中国不是新名词，至今也有20多年的历史。为什么今天还在提车身轻量化的主题？

众所周知，纯电动汽车或新能源汽车有三大痛点，一是续航里程，也是最大的痛点；二是安全；三是充电的便利性。对于新能源汽车而言，新能源汽车重量降低100公斤，续航里程就可以提升10%-11%。通过降重可以提升加速性能、操作性能，安全性能等。所以车身的轻量化占据了非常重要的位置。

怎么实现汽车的轻量化？可以通过三个方面：一是材料的轻量化；二是优化车身结构；三是通过一些创新的制造工艺来实现车身的轻量化。

先进技术的应用案例

大众的MEB车身，就是多材料的轻量化车身。对于轻量化来讲，上汽大众非常重要的一个技术是热成型技术，ID.4X大量采用了抗拉强度超过1300兆帕的热成形钢，热成型零件的比重达到28.7%，ID.3接近30%，在中国的OEM中算是比较高的；高强度钢占到77.7%，同时还采用了超高强度的热成型，抗拉强度达到1900兆帕，用在座椅横梁上。

另一个是铝合金材料技术，从汽车单车的用铝量分析，2025年预计会达到250公斤，2030年达到350公斤。铝合金主要用在新能源汽车的三类零件上，一是车身的结构件，二是电池包，三是车身的闭合件，即大家俗称的四门两盖。

新能源车上铝合金的技术可以分为三种，一是铝冲压件，二是铝压铸件，三是铝挤压件。

铝冲压件是应用最普遍的，我们对于钢制的车门和铝制的车门进行技术分解，发现从钢制的车门到铝制的车门，可以减重30%-35%。

另一个比较常用的是铝压铸件，例如减震塔的零件，通过数据的分析和模拟计算，我们完成了减震塔的压铸件制造，强度可以提高50%，重量减轻19%。

铝挤压件在IDFamily两侧有挤压型材制成的铝合金门槛，我们通过拓扑分析，优化了壁厚，同时碰撞能量主要消耗在门槛中间，碰撞前后在柱碰、侧碰的情况下，我们电池包的变形非常微小，从而确保整车安全。

轻量化技术中还有一个非常重要的技术——车身一体化压铸。通过该工艺，特斯拉预计重量可以降低10%，续航里程增加14%。从Model3后底板大概有70个零件，到ModelY大概有一两个零件，实现了非常大的突破，同时大大降低了成本，提升了生产的效率。

我们传统的工艺包括很多冲压件和分总成焊接的环节，如果采取一体化压铸技术，可以把这些工序省掉，大大缩短工作时间，在降重的同时，也降低费用。

一体化压铸是颠覆性的技术，但事物都有两面性，它也有很多技术瓶颈需要克服。

首先，一体化压铸需要大型的压铸机。目前，已经有12000吨大型压铸机面世，压铸机投资极大。另外材料的配方很重要，它需要免热处理的材料。压铸的模具也很复杂，需要考虑强度、韧性。

其次是工艺方法，全工艺流程要求很高，所以合格率相对较低。

最后售后维修的费用高。

对于电动汽车而言，电池是重要的三电之一。电池包占了整车重量的18%-30%，成本高达30%-60%。所以电池包轻量化可以直接影响到整车的重量以及成本。

从技术来说，从CTP到CTC是轻量化发展的过程。

CTP是把电芯集成到模组，相对来说比较传统、可靠、安全。目前比较流行的趋势是CTC，把电芯直接集成于车辆底盘，大致的方向都是在做减法。

传统电池包到大模组电池包，再发展到CTP，再到CTC。从传统的电池包零件数量大概720个，到CTC大概400个，重量、空间的利用率都得到了大幅度提升。据预测，2024年CTP和CTC的渗透率总和可能会达到90%。

复合材料的技术是轻量化的一个重要手段，以上汽大众的ID.3为例，与钢后盖相比，塑料尾门减重了30%。

塑料尾门还有一个优势——可以集成很多零件，比如尾翼、窗框、内饰等。对于OEM来说，这样的总成件可以直接由一家供应商提供，OEM不需要再投入预装线，供应商可以对总成的质量负责。

关于智能座舱

座舱最早是指飞机、轮船，智能座舱的定义是配备了智能网联化的车载产品，实现人、路车的智能交互，从而实现半自主甚至自主决策的汽车座舱；另外智能座舱集成了包括IT、AI等诸多技术，从终端客户需求出发，设计的车内一体化数字平台，为驾驶员和乘客提供智能体验。

ID.6X座舱采用了智能座舱的交互体验，包括手势控制、AR-HUD、触摸、极致灯光等创新交互。

总结与展望

展望分为以下部分：一是车身材料复合化，二是内外饰的集成化，三是智能个性化，四是绿色环保化。

新能源汽车车身未来发展方向是从单一材料向多材料的复合车身演变。比如奥迪A8的发展，铝占比从92%到58%，也会从全碳纤维的车身到多材料的车身演变。

内外饰集成化，例如集成式的门锁系统，可以手机APP控制、人脸识别解锁，甚至外饰的灯光控制、门把手，都集成在整个系统中，通过域控制器来控制。

此外，内外饰智能个性化也是一个重要趋势，比如智能大灯和贯穿式的尾灯，智能大灯可以实时把左转、右转箭头，打在路面上，可以确保行人的安全。未来传统的内外饰技术和智能新技术结合将成为一种趋势，例如智能表皮的内饰，座椅的发光缝线等等，智能网联汽车将成为人类的第三空间。

对于第三生活空间来说，个性化在内饰中非常重要。比如根据不同的驾乘需求，可以采用不同风格香氛系统，可以选择清新、舒适、放松、活泼模式，满足不同的个性化需求。

最后是内外饰的绿色环保化，中国的双碳政策已成为国策。在内外饰设计中可以贯彻绿色环保的理念，健康的座舱应该是清新、自然、安心和安全的。随着技术的发展，如何对材料的循环利用也需要大家引起重视。

（以上内容来自上汽大众汽车有限公司高级总监，教授级高级工程师沈卫东于2023年4月18日-19日在2023第三届车身及内外饰大会发表的《新能源汽车车身和内外饰先进技术应用及发展趋势》主题演讲。）

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