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“成本”趋向均衡 全铝车身将成轻量化主方向

作者:雨泽 来源:中国建材第一网 时间:2018-12-24

在乘用车车身及部件上,用轻质的铝合金替代钢材,这并不是一件新鲜事。但我们注意到,近几年此替代趋势的进程大大加快。如特斯拉的Model S采用了全铝车身,2015款的福特畅销皮卡F-150也将采用全铝车身,另外还有铝轧制品巨头诺贝丽斯(NovelisInc.)在全球大幅扩张汽车用铝板的产能,该企业在北美、欧洲业务拓展的基础上,于2014年底建成了亚洲第一条汽车专用铝板生产线(常州),提前进入市场抢占先机,这也从侧面反映了行业的景气度。

诺贝丽斯中国区董事总经理兼亚洲汽车业务副总裁刘清在接受盖世采访时表示,按照加工形式分类的话,汽车用铝主要分为压铸、挤压和压延三种形态,其中压铸件用量占比80%左右,挤压件和压延件各占10%左右。压铸件主要用于发动机、车轮等部位,挤压件主要用于座架、行李架、门梁等,而压延件主要是生产车身用铝板等。一般来说车身重量占到整车重量的30-40%左右,未来全铝车身将是汽车轻量化的主要方向。

图为:诺贝丽斯中国区董事总经理兼亚洲汽车业务副总裁 刘清

应用车型“下探”成本趋向均衡

根据美国铝学报告,汽车每使用0.45Kg铝就可减轻车重1Kg。而对于一辆1300Kg重的轿车,若重量减轻10%,其燃油消耗可降低8%。这在节能减排政策不断缩紧形式下,对车企来说无疑是一剂良药。

“原来车身用铝主要集中在高端车,如保时捷、法拉利、捷豹等部分车型,而今我们发现,车身铝的使用在明显下探,在A/B级车里面用的越来越多。如大众高尔夫。这也是诺贝丽斯未来业务拓展的一个方向。”刘清指出。

如果说应用车型下探,背后的原因恐怕也要追溯到两点——用车成本和购车成本的均衡。车企用铝的动力一方面是为了达到节能标准,另外一方面则是当用车成本大于购车成本时,车企才有所行动,毕竟相对钢,铝合金成本相对较高,而给车企资深带来的附加值较少,而目前或许正在接近或达到成本的均衡点。且近年来石油价格一直处于相对高位,而电解铝由于产能过剩价格处于相对低位,才导致这一下探形式的出现。

据欧洲铝业协(EAA)的研究表明,对于高尔夫之类大小的电动车型,在相同续航里程下,使用全铝车身将增加1015欧元成本,但可以节省电池成本1650欧元,总成本将减少635欧元。对于传统燃油车,按目前汽油价格计算,不到2年即可从节省的燃油费用里收回铝替代钢增加的成本。

当成本这一“软肋”逐步均衡时,也即意味着铝合金最大的发展障碍正待被突破,毕竟相对其他可替代材料,铝合金技术在汽车上的应用较为成熟,也是较为现实和理想的轻量化方案。

技术再升级  强度超过600兆帕

目前,汽车车身用铝合金材料主要包括2000系、5000系、6000系合金板材、型材、管材及高性能铸铝,不同受力部位采用不同型号的铝合金材料。系列越高,意味着其屈服强度越高,部件安全系数越高,这也是车企较为关注的技术重点。据悉,目前诺贝丽斯6000系铝合金可达200-300兆帕屈服强度,而其最新推出的Novelis Advanz™ 7000系可达500-600兆帕以上。

注:Novelis Advanz™ 7000系列铝合金的强度比当前市场上大量使用的汽车用铝高出两到三倍,可用于制造保险杠系统、碰撞环和车门防撞梁等汽车组件,及本图所示为车顶提供结构性支撑的汽车B柱

“7000系铝合金除了强度增加外,又保持一个良好的韧性,能够达到较好的溃缩性能,增加部件及汽车的安全性能。此外,7000系材料可以做的更薄,我们做过测算,从屈服强度230兆帕提高到500~600兆帕,单单一个部件的薄度就能够减掉20%到25%,且其焊接及和其他材料的融合度都已经获得成功验证,这些带给汽车主机厂的效益是非常明显的。目前,首批Novelis Advanz™ 7000系列合金已开始接受一些全球汽车制造商的客户测试。”刘清介绍道。

同时,刘清表示,汽车结构件是铝合金发展应用的第二步,对材料强度提出了更高要求,7000系未来在此模块及全铝车身中将更好的呈现其意义。

综上所述,成本的均衡和技术的不断突破,铝合金之前所面对的两大“软肋”正在逐步被化解。再加上政策东风助推,铝合金的春天已然到来。根据IHSAutomotive的数据预测,目前全球每年的原铝消费量在5500万吨左右,其中12%-15%使用在汽车领域,也即660-825万吨。预计到2025年全球原铝消费量将达到1.2亿吨,其中汽车用铝比例将上升至25%,达到3000万吨。为了满足这些新增的需求,车身用铝行业将出现爆发式增长。

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