背景介紹：

輕量化是新能源汽車提高續(xù)航里程的內在需求，對于新能源汽車而言，車身的輕量化是關鍵的核心技術和競爭力，更是整車輕量化的重中之重。為了實現(xiàn)新能源汽車的輕量化，一般將由鋼板沖壓成型結構制作的車身骨架替換為部分結構為鋁制結構的車身骨架，即車身骨架包括上百個鋼板沖壓成型的零部件以及部分鋁制零部件。

然而以上車身結構中，由于多數(shù)零部件為鋼板沖壓成型得到，所以在形成車身總成以后，需要對鋼制零部件進行防腐，即需要對整車的車身總成進行噴涂、電泳等工序，這樣就會使得車身總成的制作周期較長，效率低下。

奇瑞發(fā)明專利CN 116552653 A提供了一種新能源汽車的車身總成和整車的制備方法，此方案不僅可以減輕車身總成的重量，還可以縮短制作周期。

車身組成及其特點：

車身總成包括車身骨架以及外飾件總成。車身骨架包括下車身、前艙和兩個側圍子骨架，前艙與下車身的前端連接，兩個側圍子骨架分別位于下車身的前后方向的兩側，且與下車身連接。下車身為一體鑄造成型的結構件，前艙和兩個側圍子骨架為擠壓成型結構件。外飾件總成罩蓋在車身骨架外，且分別與下車身、前艙和兩個側圍子骨架連接。?

車身骨架還可以包括前流水槽結構、后流水槽結構以及頂蓋橫梁。前流水槽結構、后流水槽結構沿下車身的前后方向分別位于下車身的前后兩側。前流水槽結構連接在前艙上，且連接在兩個側圍子骨架之間連接。后流水槽結構位于兩個側圍子骨架之間，且與下車身和兩個側圍子骨架連接。頂蓋橫梁位于兩個側圍子骨架之間，且位于側圍子骨架的最上方，頂蓋橫梁與兩個側圍子骨架連接。

下車身包括前擋板、后底板、電池殼體以及減震輪罩組件，前擋板和后底板分別沿下車身的前后方向位于電池殼體的兩側。沿著下車身的前后方向，減震輪罩組件分別位于前擋板的兩側和后底板的兩側。減震輪罩組件用于與車輪等結構連接。前擋板用于與前艙連接，以便于前艙形成一個駕駛容置。后底板用于與后背門等連接。電池殼體中可以安裝于電芯模組，電池殼體上設有與電池頂蓋連接的搭接面，電池殼體與電池頂蓋采用密封膠條和螺栓組合連接，電池殼體上的搭接面與下車身為一體成型結構。

下車身可以通過鑄造工藝一體加工出前擋板、后底板、電池殼體以及減震輪罩組件，這樣可以將電池殼體直接設置在下車身中，電池殼體用于容置電池包，無需在另外裝配電池殼體，提高裝配效率。當然，在鑄造成型下車身時，也可以在前擋板以及電池殼體的內壁中一體成型加強筋。

下車身一次成型時采用Al?Si?Nb?B新型輕質合成材料，這樣使得下車身具有高強高韌性能。通過高壓鑄造一體成型下車身，可以替代傳統(tǒng)的多零部件拼焊技術，提升車身零部件的集成度、簡化焊接工藝、大幅降低車身重量，有效降低制件成本。下車身上的搭接面與側圍子骨架采用熔化極氣體保護焊、SPR自沖鉚接、FDS流鉆螺釘和螺栓連接等方式進行連接，這樣可以保證車身的扭轉剛度。

前艙包括第一橫梁、第二橫梁和兩個縱梁。第一橫梁和第二橫梁相對布置且排列方向為下車身的前后方向，兩個縱梁平行且分別焊接在第一橫梁和第二橫梁之間。這樣可以通過第一橫梁安裝前保險杠等結構，第二橫梁用于進一步將兩個縱梁連接在一起，縱梁用于為前蓋等結構提供安裝基礎。另外，將縱梁和第二橫梁為空心鋁制管狀結構件，這樣不僅可以減輕前艙的重量，同時又可以通過空心結構吸附大量的碰撞能量，以便提高前艙的潰縮性能。

其中縱梁包括沿著下車身的前后方向順次焊接在一起的前封板、前段梁、中封板、中段梁和后段梁。前段梁的截面為多個封閉的多邊形空腔結構，且前封板與第一橫梁連接，后段梁與第二橫梁焊接。?

前段梁的前端與前封板采用熔化極氣體保護焊連接，前封板與第一橫梁的吸能盒螺栓連接，前段梁的后端與中封板采用熔化極氣體保護焊連接。中段梁的前端與中封板采用熔化極氣體保護焊連接，中段梁的后端與后段梁采用熔化極氣體保護焊連接，以上縱梁重量輕，強度高，所形成的輕量化結構可保證碰撞時，減少機艙侵入量，保證乘員艙生存空間。

中段梁的軸線與后段梁的軸線之間具有夾角，中段梁朝向后段梁的一端具有中段梁密封板，中段梁密封板用于封閉中段梁的端部。中段梁與后段梁連接部位焊接中段梁加強筋。后段梁與第二橫梁之間焊接隅撐支架，以進一步增加結構強度。

前段梁的結構示意圖，前段梁的截面為兩個相連的八面體結構。前段梁上具有潰縮凹陷部以及潰縮孔，潰縮凹陷部朝向前段梁的內部凹陷，潰縮孔貫通前段梁的側壁。

前段梁上設計潰縮凹陷部以及潰縮孔，可以通過改變潰縮凹陷部以及潰縮孔的幾何形狀調控潰縮能量分布，引導碰撞過程形成分段潰縮吸能區(qū)，大大提高前艙的吸能效果，吸能效果可以提升20％。

將縱梁設置為以上結構，可以通過前封板將縱梁與第一橫梁連接在一起，而通過中封板可以進一步提高縱梁的結構強度，通過后段梁可以將縱梁與第二橫梁連接。而將前段梁的截面設置為多個封閉的多邊形空腔結構，這樣可以通過相連的多個封閉空腔結構進一步提高前艙的潰縮性能。

外飾件總成包括兩個外飾側圍和門板組件，兩個外飾側圍分別位于下車身的沿前后方向的左右兩側，兩個外飾側圍分別與兩個側圍子骨架對應布置。外飾側圍與對應的側圍子骨架連接，外飾側圍為一體化長玻纖增強聚丙烯（PP?LGF）高分子復合材料結構件。門板組件與兩個側圍子骨架以及下車身連接。將外飾件總成設置為兩個外飾側圍和門板組件，這樣可以通過外飾側圍將側圍子骨架進行裝飾和保護，同時又可以通過門板組件對前艙等結構進行裝飾和保護。

外飾側圍為一體結構件，包括翼子板、頂邊梁、后圍板、后輪罩板、側裙板、前輪罩板。翼子板、頂邊梁、后圍板、后輪罩板、側裙板、前輪罩板的背面均設有加強筋和卡扣連接底座。外飾側圍上設有與側圍子骨架連接的搭接面，外飾側圍的搭接面與側圍子骨架采用卡扣和螺栓等進行連接，這樣可以提升整車的面品質量、降低車身重量、縮短汽車制造工序，降低制件成本。

門板組件包括前蓋、后背門和兩個側門內板和兩個側門外板。前蓋和后背門沿下車身的前后方向分別位于下車身的兩側，前蓋分別位于前艙上，且與前艙和下車身連接，后背門連接在下車身上。側門內板和側門外板高溫粘貼在一起得到車門。

前蓋用于罩蓋在前艙和前流水槽結構上，后背門用于罩蓋在用于下車身的后端和后流水槽結構上。側門內板和側門外板用于形成汽車車門。以上前蓋、后背門側門內板和側門外板均采用PP?LGF高分子復合材料注塑成型，制成的高分子復合材料結構件上均設有與車車身骨架連接的搭接面，搭接面與車身骨架采用卡扣和螺栓等進行連接，這樣可以降低車身重量，易于維修和更換。

特點：車身總成包括鋁材結構的車身骨架以及復合材料結構的外飾件總成，且外飾件總成罩蓋在車身骨架外，這樣可以通過全鋁制的車身骨架作為車身總成的基礎，大大減輕車身總成的重量，使得車身總成實現(xiàn)輕量化，并且，由于鋁材制作的車身骨架本身具有防腐功能，這樣可以避免電泳噴涂等工藝，極大的縮短車身總成的制作周期。而且，復合材料結構的外飾件總成不僅可以對鋁制的車身骨架進行保護和裝飾，同時也可以大大減輕車身總成的重量。另外，由于車身骨架包括下車身、前艙和兩個側圍子骨架，且下車身為一體鑄造成型結構件，這樣可以通過鑄造成型直接得到下車身，同時又可以確保下車身具有高的結構強度。而前艙和兩個側圍子骨架為擠壓成型結構件，這樣可以通過擠壓成型分別得到前艙和側圍子骨架，同時又可以確保前艙和兩個側圍子骨架具有高的結構強度。?

車身總成的制備方法：

S901：采用鋁材進行擠壓以及機加工，得到前艙和側圍子骨架。

S902：采用鋁材進行鑄造成型，得到下車身。

S903：將前艙、側圍骨架和下車身連接在一起，形成車身骨架。

S904：采用復合材料進行注塑成型，并對成型件進行加工，得到外飾件總成。?

S905：將外飾件總成裝配在車身骨架上，得到車身總成。

S901可以通過以下方式實現(xiàn)：?

9011：對6系鋁合金材料進行擠壓成型，分別得到第一橫梁、第二橫梁和兩個縱梁。?

9012：對第一橫梁、第二橫梁和兩個縱梁分別進行彎曲、銑削機加工。在對第一橫梁進行彎曲時，采用高精度鋁型材自動穿芯仿形三維拉彎成形工藝。工藝參數(shù)為預拉力：57?65千牛，拉力：105?120千牛，補拉量：2?3毫米，這樣可以實現(xiàn)鋁型材空間復雜曲面零件的成形加工。 在對以上部件進行銑削時，采用機器人銑削，加工工藝參數(shù)為轉速：11500?12500 轉/分，加工進刀量：0.01?0.03毫米/秒，完成鋁型材制孔、平面銑削和鋸切加工，使其成為合格零件。?

9013：將加工后的第一橫梁、第二橫梁和兩個縱梁焊接在一起得到前艙。以上焊接時，采用熔化極氣體保護焊、激光深熔焊、攪拌摩擦焊等。其中，熔化極氣體保護焊接工藝參數(shù)為電流80?160A，電壓22?24V。低功率激光深熔焊接工藝參數(shù)為焊接能量≤1.8千瓦，速度1.5?3米/分，離焦量30?35毫米。攪拌摩擦焊藝參數(shù)為傾角1.5?2.5° ，旋轉速度1100?1400轉/分，行走速度35?42毫米/分，插入深度0.15?0.19毫米。?

S902可以通過以下方式實現(xiàn)：

9021：對Al?Si?Nb?B鋁制合金材料進行高壓壓鑄工藝，得到壓鑄件。采用鋁合金高壓壓鑄工藝，工藝參數(shù)為鎖模力3000?15000噸，模具溫度控制精度200±3℃，壓射速度8?11米/秒，形成壓鑄件。工藝流程包括：鋁液融化保溫、高壓真空壓鑄、模面噴脫模劑得到壓鑄件。?

9022：對壓鑄件依次進行激光切邊、噴砂去毛刺、壓鑄件尺寸檢測、壓鑄件機器人銑削加工、壓鑄件探傷檢測，這樣才能形成合格的高壓鑄造零件，即下車身。

S903可以通過以下方式實現(xiàn)：

采用定值力矩工具裝配，裝配工藝參數(shù)為鎖緊力矩，22?28?！っ?，配合間隙3?4毫米，配合面差?0.2?﹢0.3毫米。

S904可以通過以下方式實現(xiàn)：

9041：通過注塑，得到成型件。在進行注塑時，按照合模擠料、成型的工序進行。注塑工藝參數(shù)：料筒/熱流道溫度245?255℃，注擠壓力85?99MPa，注擠速度25?70立方厘米/秒。

9042：對成型件進行水洗、烘烤、底漆噴涂、色漆噴涂、清漆噴涂、烘干、拋光、套袋得到各個外飾件。以上說的外飾件包括外飾側圍、前蓋、后背門和兩個側門內板和兩個側門外板。

9043：將側門內板和兩個側門外板高溫粘貼在一起。在進行粘接時可以先將側門內板和側門外板放置在對應的工裝中固定，然后再對待涂膠面依次進行清潔、火焰處理，之后，進行涂膠。待涂膠之后，將側門內板和側門外板壓合在一起，90℃保持180秒后組裝套袋得到車門。

S905可以通過以下方式實現(xiàn)：

通過卡接和螺栓連接工藝將外飾件總成裝配在車身骨架上，得到車身總成。采用卡接和螺栓連接工藝時對應的工藝參數(shù)為：緊固力矩：6?8牛·米、22?28牛·米，并卡接牢靠。?

以上方法中還可以包括以下步驟得到整車：?

S906：依次將線束踏板、儀表臺、玻璃頂棚、動力電池、輪胎、座椅和方向盤安裝在車身總成上得到整車。在對以上部件進行安裝時，可以采用粘貼工藝將儀表臺進行安裝。工藝參數(shù)，活化底漆寬度19?21毫米，玻璃膠高度11?13毫米，寬度7?9毫米，玻璃與周邊間隙均勻。其他部件均可以采用定值力矩工具裝配，工藝參數(shù)為鎖緊力矩，32?150?！っ?。?

S907：對整車進行檢測，以確定是否合格。在對整車進行檢測時，可以依次對其進行靜態(tài)檢測、四輪參數(shù)檢測、燈光檢測、制動檢測、聲級檢測、道路檢測、密封測試、油漆檢測等工序。

通過以上方法在制備車身總成時，依次通過對鋁材進行擠壓、鑄造可以分別得到前艙、側圍子骨架以及下車身，這樣便可將前艙、側圍子骨架以及下車身拼接在一起形成車身骨架，使得車身骨架為全鋁結構，極大的減輕車身的重量，同時又可以通過全鋁結構的車身骨架在自身的表面形成氧化膜以實現(xiàn)防腐，避免再次對車身骨架進行噴涂電泳等工藝，大大縮短制作周期。同時還包括對復合材料進行注塑成型以得到外飾件總成，這樣便可將外飾件總成裝配在車身骨架上，以對車身骨架進行保護和裝飾。通過采用復合材料制作外飾件總成大大減輕車身重量。

說明：以上說的鋁材為鋁合金材料。外飾件總成罩蓋在車身骨架外， 是指在車身骨架的外部均包覆一層由復合材料制作的外飾件總成。?復合材料為高分子復合材料，即由樹脂類基體材料和具有增強結構強度功能的材料構成。

總結：

奇瑞新能源汽車的車身總成包括車身骨架以及外飾件總成，車身骨架包括下車身、前艙和兩個側圍子骨架，下車身為一體鑄造成型結構件，前艙和兩個側圍子骨架為擠壓成型結構件，外飾件總成罩蓋在車身骨架外，且分別與下車身、前艙和兩個側圍子骨架連接。該車身總成結構簡單，產品制造成本低，可有效降低車身重量。整車的制備方法縮短生產工序，大幅降低制造過程能耗和二氧化碳排放，具有較好的應用前景。

?