全铝车身：客车轻量化的有效解决方案
本刊实习记者 崔柳青 文
Abstract
Aluminium-alloy Is the Effective Solutions to Lightweight of Bus
This article analysized a series of issues concerning to the development of vehicle lightweight, and discussed possible and effective solutions to these issues as well. As for selection of lightweight materials, there are many alternatives in the market, such as plastic, magnesium alloy, titanium alloy, cabon fibre and aluminium alloy, etc. Among them, aluminium alloy is possible the top choice due to its features of economy and reliablity.
目前，环境污染和能源短缺是世界发展的2大难题。2015年，柴静的纪录片《穹顶之下》引发热议，“PM2.5”、“A PEC蓝”等相关词汇不断涌现并被大众所熟知。面对这一形势，我们不禁又想到汽车行业的使命：节能环保。通过降低油耗或提高燃油效率，减少排放对环境的污染。
轻量化已成为汽车行业公认的发展方向
对新能源领域而言，节能环保的路线是发展新能源汽车，即通过研发先进新型发动机技术和推广使用气体燃料、生物质燃料、煤基燃料、高效电池等动力替代传统能源来减少汽车燃油消耗和对石油资源的依赖。对传统燃油领域而言，节能环保的路线一是发展先进的发动机技术，即通过对传统发动机的改良和一系列汽车电子技术的应用，来提高燃烧效率，改善燃油经济性；二是发展汽车轻量化技术，即在保障汽车安全性和其他基本性能的前提下，通过减轻汽车自身重量降低能耗来实现节能减排的目的。
在当今发动机技术和电池技术提升难度日益加大的背景下，不论对传统燃油汽车，还是新能源汽车，汽车轻量化技术都是一项共性的基础技术。大力发展并推进汽车轻量化技术，成为节能减排的主导技术之一。
汽车轻量化有2大优势：一是节省能耗。若整车减重10%，一方面可以降低燃油汽车6%～8%的油耗，并减少4%的尾气排放；另一方面可以降低电动车行驶中6%～9%的电能消耗，并增加单次行驶距离；二是提高驾驶性能。在动力性方面，可以减少发动机负荷，提高汽车的加速性及有效载客载货效率；在制动性方面，可以有效降低制动距离；在操纵性方面，可以使转向和过弯更加灵活、稳定；在舒适性方面，可以使乘客乘坐空间变大。
因此，轻量化已成为汽车行业公认的发展方向。其实现途径包括使用更少的材料和更轻的材料。更少的材料指的是通过改进汽车结构，比如将部件薄壁化、中空化、小型化、模块化及复合化，以减少零部件的用量，达到轻量化的目的。目前，轻量化结构已经获得广泛应用，但是进一步优化需大幅提升技术、工艺，实现难度较大。因此，使用更轻的材料是未来实现轻量化的主要方式。目前汽车的车体以钢制材料为主，通过高强度钢材、铝镁合金、工程塑料、碳纤维等材料的替换，能够快速实现轻量化。
铝合金材料是推广汽车轻量化的首选整车布置
在汽车轻量化材料选择方面，目前的主要材料包括塑料、镁合金、钛合金、碳纤维、陶瓷、铝合金等，在众多材料中，由于经济性与可靠性的综合优势，铝合金是首选。
目前，汽车上的好多零部件可以通过采用铝制部件实现轻量化，如发动机零部件、热交换系统管路、底盘悬架系统、车身、车门等。而全铝车身在铝制汽车部件中对轻量化意义最大。目前很多客车在内外饰、动力装置已经完成一部分零部件的铝制化，但进一步铝制化面临技术瓶颈及成本压力。而车身占汽车重量的比重最大，且现有技术能够实现100%铝制化，因此全铝车身是汽车轻量化最有效的解决方案。全铝车身可使汽车整体减重10%～15%，对于商用车，全铝车身的减重效果更为明显，骨架可减重30%～45%，蒙皮可减重50%～60%。
全铝车身在国内外的发展
在欧美的货车及专用车领域，全铝车身已得到普遍应用。在客车领域，全铝车身的应用也具备了一定规模，仍在高速增长。
我国政府也出台了一系列政策措施推动全铝车身发展。第一，汽车油耗标准向欧美看齐。2014年，工业和信息化部、发展改革委、商务部、海关总署、质检总局发布的《乘用车企业平均燃料消耗量管理的通知》规定，平均油耗不达标的车企，暂停新产品申报，暂不办理扩产能项目，并对进出口加以限制；第二，车辆使用税与自重挂钩。从2007年开始，车船税税额标准就将货车需缴税费与其自重挂钩：载货汽车、专项作业车按自重征收16～120元/t；三轮汽车、低速货车按自重征收24～120元/t；第三，鼓励轻量化材料生产及加工。2013年，《产业结构调整指导目录》将“汽车轻量化新材料应用”列为鼓励类目录；2014年，《关键材料升级换代工程实施方案》明确提出“支持高品质铝合金汽车板产业化，……形成年产5万t汽车车身板材能力并实现规模应用”。
随着客车销量增长和全铝车身渗透率的提高，我国全铝车身市场将实现“5年10倍”的增长，预计到2020年，市场规模将达到50亿元。
爱普全铝车身引领客车行业轻量化
伴随客车轻量化技术的快速发展，全铝车身近几年在客车行业发展迅速。爱普车辆(中国)有限公司打造的集轻量化、节能、环保等诸多优势于一身的全铝车身得到了国内多家客车企业的认可。
爱普(中国)推出的全铝车身采用铝合金6061-T6，具备5大优点：第一，更轻。采用超轻铝制材料；车身结构设计优化，进一步减重；车身骨架减重45%，车身蒙皮减重60%(12 m客车整车减重约1 t)；第二，更安全。车身结构优化加强了车身的安全性能；使用美铝蒙皮及紧固件，材料有保证；客车重心降低，防侧翻，并有效减少制动距离；第三，更坚固。采用美铝专利车身结构，骨架采用高铁专用高强度铝型材，蒙皮采用美铝超轻高强度客车铝合金板，车身连接采用美铝客车专用永不松动HUCK紧固件；第四，更经济。相比传统能源车燃油消耗量减少10%；电动车可节省15%电能，并减少电池成本及更换频率；铝材回收率高，更高的车辆残值；耐腐蚀，降低维护费用；第五，更环保。年减少CO2排放25 t，铝材95%可循环再生。
2015年，爱普(中国)与美国铝业签订战略合作框架协议。爱普(中国)负责投资生产厂房、设备、具体制造、车身及舱门的本土营销以及售后服务。美国铝业负责提供国际领先的车身结构设计技术及美铝品牌和美铝超轻高强度客车车身材料，并分享美铝在中国的客户及渠道资源。
美铝独家授权爱普(中国) 最新一代G3全铆接车身技术。爱普STC、美铝CTC、ATC技术人员组成研发团队，提供技术保障。爱普全铝车身全铆接连接技术采用专用铆钉，在结构强度方面,具备3万N的抗剪切及2万N的抗拉伸性能，极大地提高了连接强度。在加工精度方面，采用纯机械方式固定，数控中心加工，精度高。在结构复杂度方面，采用夹层结构，较为复杂。
爱普独家推出的最新一代G3全铆接车身技术