汽車工程研究院AUTOENG.R&D匯報人：眾泰非金屬輕量化材料開發(fā)及應(yīng)用重點非金屬輕量化材料技術(shù)介紹三前言一眾泰非金屬輕量化材料規(guī)劃二目錄1.1.1、燃油經(jīng)濟性要求單車油耗要求：2016年01月01日以后上市的單車限值必須按三階段標準來要求；2020年執(zhí)行第四階段單車限值油耗企業(yè)平均油耗要求變化：2015年達到6.9L/100km；2020年達到5L/100km企業(yè)平均油耗超標罰款預(yù)測，目前工信部已經(jīng)實施企業(yè)平均油耗核算；對不達標企業(yè)及車型實施懲罰性罰款,具體出臺時間未定1.1輕量化意義1前言

整車重量對電動車續(xù)駛里程的影響1.1輕量化意義一、前言汽車輕量化的技術(shù)路徑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化功能集成復(fù)合結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化布置優(yōu)化配置優(yōu)化……輕量化材料碳纖維復(fù)合材料高強鋼鎂鋁合金高強塑料

低密度材料……成型制造工藝激光拼焊熱成型液壓成型輥壓成型微發(fā)泡……輕量化的實現(xiàn)，往往需要多種路徑同時實施；輕量化材料是實現(xiàn)整車輕量化的首選路徑；結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是實現(xiàn)輕量化材料應(yīng)用的關(guān)鍵；制造工藝是實現(xiàn)輕量化材料應(yīng)用的保障。1.2汽車輕量化的技術(shù)路徑一、前言G8G7G6G5G4G3G2G1性能開發(fā)策劃性能目標設(shè)定性能虛擬驗證實車樣車驗證性能驗收產(chǎn)品定義競品分析性能目標設(shè)定性能目標分解驗證計劃虛擬驗證實物驗證樣車驗證市場調(diào)查分析競品車重量分析各系統(tǒng)重量目標設(shè)定各系統(tǒng)輕量化方案分析各系統(tǒng)輕量化方案設(shè)定整車輕量化清單輕量化零件開發(fā)驗證輕量化零件CAE分析整車重量設(shè)定Mulecar試驗試驗車性能調(diào)教整車路試驗證輕量化零部件OTS認可各系統(tǒng)重量與輕量化總結(jié)整車重量與輕量化驗收與總結(jié)2.1整車材料輕量化開發(fā)體系單獨成立了輕量化體系團隊，用以支持整車輕量化的開發(fā)。二、眾泰非金屬材料輕量化規(guī)劃

2017?20192020?20222023?2025車身鋁合金應(yīng)用

碳纖維車身

以塑代鋼

底盤輕量化

動總輕量化

電池輕量化

內(nèi)外飾輕量化

電器輕量化

重點零件量產(chǎn)開發(fā)

重點零件量產(chǎn)

系統(tǒng)車身零件開發(fā)重點零件研究重點零件量產(chǎn)開發(fā)以塑代鋼、鋁合金零件開發(fā)

碳纖維車身研究

門蓋/外覆蓋件開發(fā)以塑代鋼

鋁合金零件研究以塑代鋼及鋁合金

碳纖維電池箱體

儲能材料的開發(fā)低密度PP、薄壁化、微發(fā)泡、鎂鋁合金的研究低密度PP、薄壁化、微發(fā)泡、鎂鋁合金的研究普通鋼板高強度鋼鎂鋁合金塑料材料碳纖維復(fù)合材料材料替換結(jié)構(gòu)優(yōu)化工藝優(yōu)化儲能技術(shù)輕量化思路輕量化方向減配2.2輕量化思路和方向目前眾泰的輕量化發(fā)展，還處于第一階段。二、眾泰非金屬材料輕量化規(guī)劃二、眾泰非金屬材料輕量化規(guī)劃2.3眾泰已經(jīng)應(yīng)用的非金屬材料輕量化技術(shù)及第一階段重點

系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用的非金屬材料輕量化技術(shù)重點研究的非金屬材料輕量化技術(shù)車身系統(tǒng)PP長纖前端模塊、PPE+PA加油口蓋、增強塑料后視鏡底座、塑料翼子板、塑料引擎蓋、塑料后背門結(jié)構(gòu)膠、TPV密封條、TPE車身堵蓋塑料翼子板、塑料引擎蓋、結(jié)構(gòu)膠塑料防撞橫梁、碳纖維復(fù)合零件、塑料后背門水性阻尼材料、塑料四門底盤系統(tǒng)PP長纖換擋底座、塑料離合主缸、TPE防塵罩動總系統(tǒng)尼龍氣缸蓋、尼龍進氣歧管、PU微發(fā)泡發(fā)動機裝飾罩

塑料懸置支架、特殊玻纖增強PP進氣歧管、激光焊接代替震動摩擦焊進氣歧管、PU微發(fā)泡發(fā)動機裝飾罩、電池系統(tǒng)SMC電池箱上殼體

塑料電池箱上殼體、下殼體內(nèi)外飾系統(tǒng)薄壁化+低密度內(nèi)飾零件、塑料安全氣囊支架、LWRT發(fā)動機底護板、薄壁化保險杠長纖PP儀表板本體、增強PP天窗框架TPE零件（換擋手柄、風(fēng)擋裝飾板膠條、各種墊片））薄壁化、低密度PP、微發(fā)泡PP、空調(diào)風(fēng)道、薄壁化保險杠和內(nèi)外飾護板；儀表板、塑料CCB；LWRT底護板第一階段輕量化材料研究，還包括已經(jīng)應(yīng)用的輕量化材料平臺化推廣。第一階段輕量化開展方向：1）重點輕量化材料的開發(fā)2）已經(jīng)應(yīng)用的輕量化技術(shù)----平臺化3.1內(nèi)外飾薄壁化輕量化應(yīng)用零部件材料重量目前厚度總重量降重貢獻率成本變化前保PP+EPDM-T2040002.529kg10~15%↓2-3%↑后保PP+EPDM-T2043002.5門護板PP+EPDM-T1060002.3儀表板上本體PP-GF3015003.0儀表板下本體PP+EPDM-T2040003.0副儀表板裝飾板PP+EPDM-T2013002.5立柱蓋板PP+EPDM-T2040002.5行李箱裝飾板PP+EPDM-T2042002.5目前已經(jīng)開發(fā)并應(yīng)用了2.3mm厚+低密度的門護板，未來的目標是2?2.2mm。三、重點非金屬輕量化材料技術(shù)介紹

薄壁化技術(shù)的開發(fā)，往往和低密度PP、高流動PP等同時開發(fā)。未來薄壁化零件規(guī)劃圖3.1.1四門內(nèi)護板-薄壁低密度PP材料薄壁低密度PP材料采用PP+EPDM-T10替代傳統(tǒng)PP+EPDM-T20材料，同時性能滿足2.3mm壁厚設(shè)計要求，主要應(yīng)用于門內(nèi)飾護板，相比于傳統(tǒng)PP+EPDM-T20/2.5mm壁厚門護板，實際減重可達10%以上。

目前已在T300項目上應(yīng)用。礦物填充低，表面耐刮擦性好薄壁低密度PP材料優(yōu)點模具開發(fā)費用不會增加材料流動性好，便于成型加工減重明顯理論15%以上材料成本增加10%，但減重10%以上，零部件材料綜合成本未增加。目前T300已經(jīng)應(yīng)用，后期平臺化推廣；三、重點非金屬輕量化材料技術(shù)介紹薄壁保險杠

通過應(yīng)用薄壁高剛PP+EPDM-T20材料，保險杠設(shè)計壁厚由3.00mm減薄到2.5mm。該方案技術(shù)難度小，國內(nèi)應(yīng)用廣泛，開發(fā)風(fēng)險低。目前應(yīng)用情況：公司T300成功應(yīng)用后續(xù)推動平臺化開發(fā)。技術(shù)方案零件名稱原壁厚常規(guī)材料重量輕量化壁厚輕量化重量減重減重率常規(guī)材料總價（單價12.5kg/元）薄壁化材料總價（單價14.5kg/元）差價mmgmmg

g元元元薄壁化前保險杠總成3.03862(理論）2.5333053216.6%48.348.30三、重點非金屬輕量化材料技術(shù)介紹3.1.2薄壁保險杠材料成本基本不變，但減重10%以上。

目前T300已應(yīng)用，后期平臺化推廣3.2結(jié)構(gòu)膠減重車身結(jié)構(gòu)膠國內(nèi)外均有成熟應(yīng)用，如大眾、寶馬、奇瑞路虎、長城等，主要應(yīng)用于車身鈑金件結(jié)構(gòu)連接位置以提升整車剛度和模態(tài)，具體示意見右圖：工藝分析：施工方便，材料成本有所增加，焊裝施工，需要增加打膠設(shè)備，老線需要進行現(xiàn)場改造。減重比2.6%減重量10kg價格1.5∽2.0元/米成本增加持平三、重點非金屬輕量化材料技術(shù)介紹結(jié)構(gòu)膠的使用，不僅能實現(xiàn)減重，還能提升整車NVH性能。

部分車型已使用（目的是增加剛度），是目前重點推廣的輕量化方案；3.3LWRT車身底護板LWRT車身底護板，是由LWRT材料經(jīng)過熱壓復(fù)合進行一體成型，替代傳統(tǒng)的PP-EPDM-T20材料，如下圖所示。該方案技術(shù)難度小，成熟度高、性能更優(yōu)異、國內(nèi)應(yīng)用廣泛，開發(fā)風(fēng)險低。項目***車型分析減重比42%減重量2.1kg成本增加減少6.7元***車型車身底護板工藝分析：

采用模壓工藝，無需增加設(shè)備。成本降低，但減重明顯；

后期重點推廣的輕量化方案；三、重點非金屬輕量化材料技術(shù)介紹3.4PUR微發(fā)泡發(fā)動機裝飾罩PUR微發(fā)泡發(fā)動機裝飾罩，是通過PUR材料進行一體發(fā)泡成型，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的塑料殼體+吸音棉的結(jié)構(gòu)，如下圖所示。該方案技術(shù)難度小，減重、吸隔音效果明顯，國內(nèi)外應(yīng)用廣泛，開發(fā)風(fēng)險低。項目**車型分析減重比44%減重量1.25價格70元/件成本增加上升0.5元工藝分析：采用高壓發(fā)泡機+旋轉(zhuǎn)木馬式發(fā)泡生產(chǎn)線、模具費用持平、設(shè)計自由度提高、生產(chǎn)節(jié)拍提升。斷面圖成本略有上升，但減重明顯；

部分車型已經(jīng)使用，后期平臺化推廣；三、重點非金屬輕量化材料技術(shù)介紹3.5塑料后背門1）后背門的發(fā)展過程

塑料后背門主要經(jīng)過三代技術(shù)的開發(fā)。第一代材料與工藝：外板：SMC工藝：模壓內(nèi)板：SMC工藝：模壓代表車型：

雷諾梅甘娜第一代材料與工藝：外板：改性PP工藝：注塑內(nèi)板：SMC工藝：模壓代表車型：

路虎極光其它車型：路虎攬勝，DS6，沃爾沃XC60標致4008/5008，C5AIRCROSS第三代外板：改性PP工藝：注塑內(nèi)板：長纖PP工藝：注塑代表車型：

新奇駿其它車型：標致308S奇瑞EQ1奇瑞EQ較小，其余自主車型，還未有塑料后背門量產(chǎn)應(yīng)用的成果案例。三、重點非金屬輕量化材料技術(shù)介紹3.5塑料后背門2）后背門的開發(fā)思路開發(fā)思路1、內(nèi)、外板的選材2、結(jié)構(gòu)膠的選擇3、全塑背門的設(shè)計4、全塑背門的CAE分析5、背門總成性能驗證材料的選擇與開發(fā)，只是塑料后背門輕量化技術(shù)開發(fā)最基礎(chǔ)、最前沿的部分。6、整車路試搭載驗證三、重點非金屬輕量化材料技術(shù)介紹結(jié)構(gòu)膠丙烯酸PP-LGF40材料特性PP-LGF30PP+EPDM-T30PP+EPDM-T20材料/供應(yīng)商/牌號選用產(chǎn)品要求聚氨酯環(huán)氧3.5塑料后背門3）材料與膠水的選擇膠水厚度/寬度涂膠前處理涂膠時廠房溫度壓合固化時間膠水性能連接性能驗證材料性能驗證資源情況國內(nèi)材料資源國外材料資源三、重點非金屬輕量化材料技術(shù)介紹3.5塑料后背門4）結(jié)構(gòu)設(shè)計鉸鏈布置背門分塊法規(guī)整體密封性安裝點加強板設(shè)計安裝點布置后尾門模塊總成尾門模塊分總成2尾門模塊分總成1天線放大器/支架后雨刮總成緩沖塊上下飾板總成LOGO及亮條微動開關(guān)/牌照等后尾燈(尾門部分)高位剎車燈總成尾門玻璃氣撐桿球頭鉸鏈總成尾門鎖扣總成尾門本體總成（含線束）三、重點非金屬輕量化材料技術(shù)介紹序號安裝點名稱鈑金后背門參考值1鉸鏈安裝點≥*****N/mm2左緩沖塊安裝點

≥*****N/mm3右氣彈簧安裝點≥*****N/mm4鎖扣安裝點≥*****N/mm5雨刮電機安裝點3≥*****N/mm5）CAE分析3.5塑料后背