目前，就國(guó)內(nèi)外汽車(chē)輕量化技術(shù)路線而言，主要分為三個(gè)方面：第一是使用輕量化材料，例如高強(qiáng)度鋼、鋁合金和碳纖維材料等，其中高強(qiáng)度鋼相對(duì)于其他材料成本更低、技術(shù)也更成熟；第二是使用輕量化制造工藝，包括激光拼焊、液壓成形和熱成形等；第三則是使用結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化和零部件的整合和集成等。

汽車(chē)的輕量化是一個(gè)系統(tǒng)化的工程，材料、工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這三大實(shí)現(xiàn)路徑應(yīng)相互結(jié)合、相輔相成，才能實(shí)現(xiàn)有意義的輕量化。由嵐圖汽車(chē)、華安鋼寶利（GONVVAMA）和華菱安賽樂(lè)米塔爾汽車(chē)板有限公司（VAMA）聯(lián)合預(yù)研的鋁硅鍍層熱成形激光拼焊一體式后車(chē)體骨架（也稱(chēng)H梁）便是這樣一個(gè)解決方案，它以鋁硅鍍層熱成形鋼這一輕量化材料為基礎(chǔ)，通過(guò)激光拼焊和熱成形的工藝手段，對(duì)零部件采取一體化和集成化設(shè)計(jì)，幫助實(shí)現(xiàn)車(chē)身輕量化。

圖片來(lái)源：安賽樂(lè)米塔爾

“輕”與鋼材并非處在對(duì)立面

一般來(lái)說(shuō)，采用強(qiáng)度更高、重量更輕的新材料是實(shí)現(xiàn)車(chē)身輕量化最直接也是最有效的路徑。因此汽車(chē)制造商和零部件供應(yīng)商開(kāi)始在汽車(chē)用材上下功夫，鋁鎂合金、增強(qiáng)塑料、碳纖維等越來(lái)越多的輕量化材料涌現(xiàn)。盡管如此，汽車(chē)市場(chǎng)對(duì)于鋼材的需求仍然不減。

由嵐圖、GONVVAMA和VAMA聯(lián)合預(yù)研的熱成形激光拼焊一體式后車(chē)體骨架全部采用最先進(jìn)的鋁硅鍍層熱成形鋼材料，其中第二代鋁硅鍍層熱成形鋼Usibor®2000和Ductibor®1000的應(yīng)用比例超過(guò)50%，使得后車(chē)體骨架總重量減少3.76kg，減重比例達(dá)到17%。

圖片來(lái)源：安賽樂(lè)米塔爾

除了輕量化效果明顯，一體式后車(chē)體骨架后縱梁后段采用的第二代Ductibor®1000在保留足夠的材料韌性的同時(shí)，強(qiáng)度提升了一倍（屈服強(qiáng)度在800MPa以上，抗拉強(qiáng)度在1000MPa以上），可以增加碰撞吸能的效果，確保電池包或者油箱不會(huì)在碰撞中直接產(chǎn)生接觸，提高防碰撞性能；后縱梁前段采用的強(qiáng)度更高的Usibor®2000（屈服強(qiáng)度在1400MPa以上，抗拉強(qiáng)度在1800MPa以上）則可以盡可能地抵抗對(duì)乘員艙的侵入，極大地提升了輕量化后的安全性能，是其它輕型材料難以做到的。

近年來(lái)，汽車(chē)輕量化并非簡(jiǎn)單地降低車(chē)身重量已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)的共識(shí)。這是一項(xiàng)需要綜合車(chē)身耐撞、機(jī)械性能、安全性和經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保等多層面的系統(tǒng)工程。這意味著，沒(méi)有一種材料或是工藝能夠單槍匹馬一統(tǒng)天下，下游產(chǎn)品的多樣化決定了上游需要通過(guò)不同的組合搭配，滿足相應(yīng)產(chǎn)品的性能、工藝、壽命以及成本的需求，而面對(duì)車(chē)體骨架對(duì)于高強(qiáng)度、高安全的極致追求，高強(qiáng)度鋼和熱成形鋼的應(yīng)用都將是最為合適的選擇。

熱成形+激光拼焊，“輕”材“輕”造

“輕”材還需“輕”造。面對(duì)更高的造車(chē)需求，制造工藝和成型技術(shù)也是車(chē)身輕量化的研究方向之一。在這一點(diǎn)上，嵐圖、GONVVAMA和VAMA的熱成形激光拼焊一體式后車(chē)體骨架也極具前瞻性和創(chuàng)造性，通過(guò)熱成形和激光拼焊等先進(jìn)工藝手段的組合拳，實(shí)現(xiàn)下車(chē)體結(jié)構(gòu)件的一體集成化。

眾所周知，常規(guī)鋼材強(qiáng)度越高，成形性能就越差，強(qiáng)度超過(guò)1200 MPa的鋼材，更是難以實(shí)現(xiàn)稍微復(fù)雜的零件成形。一體式后車(chē)體骨架應(yīng)用的鋁硅鍍層熱成形鋼，是如何突破成形性的緊箍咒呢？

首先，熱沖壓成形技術(shù)通過(guò)熱處理和高溫成形相結(jié)合的方式可以實(shí)現(xiàn)零件的高強(qiáng)度和更高的裝配精度；此外還可以減輕鋼板的重量，從而達(dá)到減輕車(chē)身重量的效果?；跓岢尚喂に?，使用該方案也無(wú)需對(duì)現(xiàn)有的熱成形供應(yīng)鏈做任何調(diào)整，供應(yīng)鏈上各個(gè)環(huán)節(jié)的供應(yīng)商都無(wú)需增加任何新的設(shè)備投入。

圖片來(lái)源：嵐圖汽車(chē)，揚(yáng)州ALCE大會(huì)

成形方面的難題解決，如何焊接又帶來(lái)了新的困難。隨著熱成形鋼等輕量化材料在汽車(chē)上的應(yīng)用，以往常用的點(diǎn)焊工藝已無(wú)法滿足不同類(lèi)型以及厚度的材料之間的連接要求，因此一體式后車(chē)體骨架便采用了新的激光拼焊工藝，能將不同厚度、不同材質(zhì)、不同強(qiáng)度、不同沖壓性能和不同表面處理狀況的板坯拼焊在一起。

相對(duì)于基準(zhǔn)方案的傳統(tǒng)點(diǎn)焊的結(jié)構(gòu)，一體式后車(chē)體骨架通過(guò)激光拼焊可以把原來(lái)的134個(gè)焊點(diǎn)減少到32個(gè)，基本上所有的部位都可以用激光拼焊的方式在成形之前進(jìn)行連接，極大簡(jiǎn)化了分總成的焊裝、流程、人工投入、工序，以及機(jī)器人的投入，同樣大大減少了成本。

圖片來(lái)源：嵐圖汽車(chē)，揚(yáng)州ALCE大會(huì)

也正是得益于采用了激光拼焊制造工藝和熱成形技術(shù)，提升了車(chē)身結(jié)構(gòu)的大型化和表面平整性，一體式后車(chē)體骨架才能進(jìn)一步減少車(chē)身結(jié)構(gòu)件的數(shù)量，最終實(shí)現(xiàn)車(chē)身結(jié)構(gòu)件的真正輕量化。

從部件到系統(tǒng)集成，不止于“輕”

通常來(lái)說(shuō)，車(chē)身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)即通過(guò)采用先進(jìn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和技術(shù)手段，在滿足車(chē)身強(qiáng)度、剛度、碰撞安全性和可制造性等諸多方面的性能要求的前提下，通過(guò)優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)、減少零件數(shù)量、將零件集成化等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)輕量化。

圖片來(lái)源：安賽樂(lè)米塔爾

一體式后車(chē)體骨架方案的核心就是將下車(chē)體的后縱梁，包括連桿結(jié)構(gòu)，通過(guò)熱成形鋼和激光拼焊的工藝，連接成了“H”型或是“井”字結(jié)構(gòu)，進(jìn)而將下車(chē)體后半段10-15個(gè)零件整合為1-2個(gè)零件，極大節(jié)省了下車(chē)體的中間加工環(huán)節(jié)，將“首先將多個(gè)零部件分別成形，再?gòu)暮秆b分總成到焊裝整車(chē)”的傳統(tǒng)步驟極度簡(jiǎn)化，提高了生產(chǎn)效率。除此以外，通過(guò)簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，還可以減少零件生產(chǎn)制造過(guò)程中的碳排放，助力碳中和，可謂是一舉多得。

通過(guò)采用先進(jìn)的排料方法，一體式后車(chē)體骨架還可以提高材料利用率。例如，一體式后車(chē)體骨架集成之前的11個(gè)零部件的材料利用率為74%，整合成一體式后車(chē)體骨架后，材料利用率提升到了86%，這意味著每輛車(chē)可以節(jié)省4.3公斤的材料。

圖片來(lái)源：安賽樂(lè)米塔爾

更重要的是，一體式后車(chē)體骨架的整體尺寸和A-B門(mén)環(huán)的尺寸相差無(wú)幾。這意味著該方案從原材料的生產(chǎn)、拼焊板的加工、熱沖壓、分總成焊裝，這一整個(gè)供應(yīng)鏈上的生產(chǎn)制造、物流運(yùn)輸，都不需要對(duì)現(xiàn)有設(shè)備和供應(yīng)鏈進(jìn)行改造或者升級(jí)。  

不過(guò)，一體式后車(chē)體骨架的降本潛力遠(yuǎn)不止于此。鑒于其可以適用于ESSA架構(gòu)的所有車(chē)型，因此不同的動(dòng)力系統(tǒng)和不同軸距車(chē)型可以共用同一種通用的、模塊化的解決方案，極大地節(jié)省了主機(jī)廠的投入。

綜上，熱成形激光拼焊一體式后車(chē)體骨架通過(guò)在材料、工藝和設(shè)計(jì)三個(gè)方面共同發(fā)力，是將車(chē)身輕量化的主要途徑進(jìn)行結(jié)合的典型應(yīng)用，完全符合車(chē)身輕量化的發(fā)展技術(shù)路線。此外，該方案在工藝可行性、成本經(jīng)濟(jì)性、供應(yīng)鏈優(yōu)化等諸多方面均有優(yōu)勢(shì)，真正實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈上下游“你好、我好、大家都好”。