钟志华：汽车轻量化的思考与实践

这里是我们的技术案例，就这两个梁几何形状完全一样，包括截面尺寸、材料的厚度、材料，只不过焊接不一样，右边是很密的点焊，在碰撞的过程中就提前开裂，材料强度还没有达到的时候就提前开裂。这个是满焊，在整个碰撞的过程中不会开裂，要开裂的话也是材料本体开裂，就能够把材料的强度发挥到极致了。这里就涉及到焊接很多连接方面的问题，大家要注意到当材料的强度达到一定的时候就会面临制造工艺上的问题，要跟进，要配套，否则的话达不到效果。

下一个是关于铝合金的应用。这是我们在底盘上面做的一些应用，由于时间关系不展开了。这个是乘用车的底盘。我刚才为什么呼应郭院士讲的创新很难，我也是感觉到同样的问题。这个是乘用车轻量化底盘的案例。还有一个是关于车身的铝合金，铝合金的底盘零件都比较成熟了，但是铝合金的车身做得应该是比较有创新的。主要是内板，内板是通过低压、真空的铸造，不需要用特大的低压机，也可以使用复杂的、高密度的零件。整个车门是整个乘用车的车门，内板是新的制造工艺。铝合金的内板完全用一个模具压出来的，当然这个模具本身是一个特殊的模具，这个模具的厚度只有2毫米，是钢质的，外面可以让零件快速冷却，就可以得到致密的结构。外面是铝合金的蒙皮，外板是可以冲压的，还有一些复合材料键，形成高度轻量化门的结构。

这样的话加上高强钢的骨架和四目两岸的铝合金，轻量化材料还有很多，像碳纤维，碳纤维越来越成熟了，很重要的原因就是高强度碳纤维的成本在明显的下降。我知道有两个团队，包括湖南大学的团队正在做50元/公斤的碳纤维，如果把这个做成复合材料就很有竞争力。当然现在解决的问题是制造工艺。但是即使碳纤维的成本不降到这么低，碳纤维在高档车的零件方面还是有很大空间的，尤其是在轮毂方面现在应该具备大批量生产的条件了，因为轻量化还是很有效果的。因为它特殊的结构，特殊的功能有很大的空间。现在网上也有不少这样的产品。所以我在这里就不展开讲了。

我现在讲一下综合的应用，这也是后面我要提到的亮点，就是要做到最大限度的轻量化，要推向应用的话，我们一定要把材料、结构、工艺和装备一体化，因为通过工艺和装备就能够弥补成本的问题，适用不同的零件。这个就是我们在做的，应该相当成熟了，只不过我们要用起来的话需要整车厂的配合，我们现在正在推。刚才郭院士讲的代工的问题为什么不能够推广，我就体会到我们现在的技术应用就涉及到这样的瓶颈。

大家看到蓝色的部分就是覆盖键，这可以用普通的钢，红色的是高强钢部分，蓝色的四门两盖里边是铝合金，外面的也是冲压的铝合金覆盖件，里边是整体压铸的铝合金，这样一个骨架是全新的材料、全新的结构、全新的工艺、全新的装备做出来的，轻量化实现1/3是没有问题的。当然性能更好、安全性更好，操作稳定性可以做得更好，通过空气动力学性能可以把操作稳定性的问题实现同等的目标。这完全是正向的自主开发，也是我们同济协同创新的团队在做的工作。

还有一个就是模块化，这个非常重要。我们之所以花这么大的精力做这个必须把模块化的概念放进去，所谓模块化就是我们同一个车身骨架要适合于一批车的开发。也就是说我们的模具，我们的工艺和装备不是为一个车型而造的，是为一系列的车型而造的。比如说刚才讲的骨架可以适合于大量的A级车、B级车、C级车车型，很重要的一点就是通过模块化。这些车实际上是在同一个骨架下，主要是在同样的骨架下允许内外饰有30—50的变化，这是可以的。这里边很多结构设计有很多讲究，不会影响安全性，振动、噪声也能够解决，这样的话就可以有70%的工装模具。另外30%可能与车型有关系，就可以消化新材料、新结构、新工艺、新装备成本的提高。最终来实现整车或者白车身的成本跟传统的材料是相当的。只有这样才会有竞争力。这是我们考虑的重要因素。

同时模具的模块化，也是为了降低成本，大家知道性能下去以后成本过高，对国有企业来讲是很难接受的。同时我们通过新工艺、新装备可能会对传统的生产线有颠覆作用，我们每一个工位的时间会长一点，但是工序会大大的缩短，因为零部件数量大大的减少了。整个车身的零部件数量应该是减少2/3，工序会缩短很多，生产线会缩短很多。这样的话也是节省成本的途径。

最后是展望。我原来在湖南大学团队主要是做乘用车的轻量化，还有新能源汽车的整体构形；在清华主要做大轿车，实际上就是中巴车；在同济未来要整合这些资源来实现真正轻量化平台的新能源车和智能车，智能车未来也是一个重点。基于新材料、新工艺、新装备、新能源、新功能、新的组织模式，我期待我们汽车的自主创新会有一个大的变化。我希望的是一个颠覆性的变化，至少是小小的颠覆性变化，要把原来的工艺路线有一个比较大的改变，包括装备都是新的。未来要在这方面做很多工作，也希望大家一起来协助。谢谢大家！