乘用車車身構造的技術動向獲獎科研報告摘

要：削減具有溫室效應的氣體排放已成為緩解地球變暖的緊要課題。汽車行業關于尾氣及燃料利用率的法規在日益嚴格。同時公眾對汽車安全與NVH的關注度日益提高。面對日益苛刻的環境要求，乘用車車身車身構造的技術將走向何方值得每一位汽車界人士思考。

關鍵詞：輕量化;空氣動力性能;安全

The

Technical

Trend

of

Car

Body

Frame

RONG

Zhe

GUANGQI

HONDA

AUTOMOBILE

RESEARCH&DEVELOPMENT

CO.，LTD

ABSTRACT：Reducing

greenhouse

gas

emissions

has

become

a

critical

issue

in

mitigating

global

warming.

The

automotive

industry's

regulations

on

tail

gas

and

fuel

utilization

are

becoming

increasingly

stringent.

At

the

same

time，the

public's

attention

to

car

safety

and

NVH

is

increasing.

Faced

with

increasingly

demanding

environmental

requirements，the

technology

of

passenger

car

body

construction

will

go

to

where

everyone

deserves

to

think.

KEY

WORD：Lightweight;Aerodynamic

Performance;Security

前言

汽車行業關于尾氣及燃料利用率的法規日益嚴格。目前發動機的高效率化、混合動力、電動汽車及可提高燃料利用率的車身優化設計正在進行當中。另一方面，世界各國關于汽車碰撞安全方面的法規有日益強化的趨勢。因此，車身構造在確保安全性能提高的同時，還要向有利于減少排放提高燃油利用率的方向發展。

1.輕量化

1.1結構合理化

面對碰撞安全性能提高帶來的車重增加和車身輕量化的矛盾，碰撞能量的分散構造越來越多被采用。將前輪上部的結構向前延伸，以使能量在碰撞初期就得以分散吸收，從而提高吸能效率，這樣的構造已經成功開發。另外，活用Tailored

Blank（拼焊板）技術，使板厚及材質的結合最為合適，省去連接部位的重疊輕量化部位也正在增多。

1.2高強度鋼板

在強度支配部位使用高張力鋼板[1]，鋼板的薄板化等輕量化手段正在廣泛采用。1500Mpa級鋼板在中柱和車門防撞粱上的應用。780～980MPa的高張力鋼板，在車身主要骨架的應用正在增多。

1.3輕合金[2]

[3]

將鋼板換為鋁、CFRP（Carbon

Fiber

Reinforced

Polymer，碳纖維）等輕材質是輕量化的有效手段。另外少量生產的運動型車在保險杠橫梁、頂棚蓋等采用密度極低的CFRP，從而實現低慣性化。而且，鋼板和鋁的組合構造也在增加，結合手段由以前的鉚接到現在的摩擦攪拌焊接，也開始實用化。

1.4樹脂

樹脂材料是車體輕量化中不可欠缺的材料。其比重小，形狀設計自由度高。此外車窗玻璃的樹脂化也倍受關注。玻璃比率40%～50%的輕量化成為可能。

2.激光焊接

激光拼焊板在歐、美、日等國的各大汽車廠的整車制造中已獲得普遍應用，汽車制造商對拼焊板的需求大大促進了拼焊板的生產，目前共有100多條拼焊板生產線分布于世界各地。

3.粘接劑

輕量化手段之一的激光焊接技術雖然可以實現斷面連續接合，但是鍍鋅鋼板的焊接品質依然存在重大課題。因此和點焊并用的粘接劑被寄予了極大期待。

4.空氣動力性能優化

空氣抵抗系數（Cd值），目前已經有達到Cd值為0.24的量產乘用車，而最近法蘭克福車展上，Cd值為0.20被提出。降低Cd的手段，常用車體下方應用以整流為目的部件，通過控制車體底部的空氣流動進行車體底部的整流。也采用控制通過前保險杠開口部的氣流來降低Cd值。

在近年的研究中在空氣動力解析中使用CFD進行穩定狀態下的預測，但最近使用用來預測非穩定干擾的手法，可以預測自然風等橫向風和車輛姿勢變化的行駛狀態下的空氣流動。

5.安全性

在碰撞緩和技術上，除了駕駛員及助手座的安全氣囊外，現在一般也設定膝蓋部安全氣囊、側安全氣囊及安全氣簾等。

此外全力自動剎車功能的行人探測系統、城市安全系統避免低速碰撞系統、車道偏離警示系統、等安全輔助系統也開始在某些高端乘用車上應用，如圖1所示。

圖1

沃爾沃S60安全新技術

6.振動噪音性能（NVH）

汽車用戶對汽車室內安靜性要求的提高，要求進一步提高汽車的NVH性能。為抑制伴隨著NVH性能提高的質量增加，車身構造