众泰非金属轻量化材料开发与应用

汽车工程研究院AUTOENG.R&D汇报人：众泰非金属轻量化材料开发及应用重点非金属轻量化材料技术介绍三前言一众泰非金属轻量化材料规划二目录1.1.1、燃油经济性要求单车油耗要求：2016年01月01日以后上市的单车限值必须按三阶段标准来要求；2020年执行第四阶段单车限值油耗企业平均油耗要求变化：2015年达到6.9L/100km；2020年达到5L/100km企业平均油耗超标罚款预测，目前工信部已经实施企业平均油耗核算；对不达标企业及车型实施惩罚性罚款,具体出台时间未定1.1轻量化意义1前言

整车重量对电动车续驶里程的影响1.1轻量化意义一、前言汽车轻量化的技术路径结构设计优化结构拓扑优化功能集成复合结构尺寸优化布置优化配置优化……轻量化材料碳纤维复合材料高强钢镁铝合金高强塑料

低密度材料……成型制造工艺激光拼焊热成型液压成型辊压成型微发泡……轻量化的实现，往往需要多种路径同时实施；轻量化材料是实现整车轻量化的首选路径；结构设计优化是实现轻量化材料应用的关键；制造工艺是实现轻量化材料应用的保障。1.2汽车轻量化的技术路径一、前言G8G7G6G5G4G3G2G1性能开发策划性能目标设定性能虚拟验证实车样车验证性能验收产品定义竞品分析性能目标设定性能目标分解验证计划虚拟验证实物验证样车验证市场调查分析竞品车重量分析各系统重量目标设定各系统轻量化方案分析各系统轻量化方案设定整车轻量化清单轻量化零件开发验证轻量化零件CAE分析整车重量设定Mulecar试验试验车性能调教整车路试验证轻量化零部件OTS认可各系统重量与轻量化总结整车重量与轻量化验收与总结2.1整车材料轻量化开发体系单独成立了轻量化体系团队，用以支持整车轻量化的开发。二、众泰非金属材料轻量化规划

2017〜20192020〜20222023〜2025车身铝合金应用

碳纤维车身

以塑代钢

底盘轻量化

动总轻量化

电池轻量化

内外饰轻量化

电器轻量化

重点零件量产开发

重点零件量产

系统车身零件开发重点零件研究重点零件量产开发以塑代钢、铝合金零件开发

碳纤维车身研究

门盖/外覆盖件开发以塑代钢

铝合金零件研究以塑代钢及铝合金

碳纤维电池箱体

储能材料的开发低密度PP、薄壁化、微发泡、镁铝合金的研究低密度PP、薄壁化、微发泡、镁铝合金的研究普通钢板高强度钢镁铝合金塑料材料碳纤维复合材料材料替换结构优化工艺优化储能技术轻量化思路轻量化方向减配2.2轻量化思路和方向目前众泰的轻量化发展，还处于第一阶段。二、众泰非金属材料轻量化规划二、众泰非金属材料轻量化规划2.3众泰已经应用的非金属材料轻量化技术及第一阶段重点

系统已经应用的非金属材料轻量化技术重点研究的非金属材料轻量化技术车身系统PP长纤前端模块、PPE+PA加油口盖、增强塑料后视镜底座、塑料翼子板、塑料引擎盖、塑料后背门结构胶、TPV密封条、TPE车身堵盖塑料翼子板、塑料引擎盖、结构胶塑料防撞横梁、碳纤维复合零件、塑料后背门水性阻尼材料、塑料四门底盘系统PP长纤换挡底座、塑料离合主缸、TPE防尘罩动总系统尼龙气缸盖、尼龙进气歧管、PU微发泡发动机装饰罩

塑料悬置支架、特殊玻纤增强PP进气歧管、激光焊接代替震动摩擦焊进气歧管、PU微发泡发动机装饰罩、电池系统SMC电池箱上壳体

塑料电池箱上壳体、下壳体内外饰系统薄壁化+低密度内饰零件、塑料安全气囊支架、LWRT发动机底护板、薄壁化保险杠长纤PP仪表板本体、增强PP天窗框架TPE零件（换挡手柄、风挡装饰板胶条、各种垫片））薄壁化、低密度PP、微发泡PP、空调风道、薄壁化保险杠和内外饰护板；仪表板、塑料CCB；LWRT底护板第一阶段轻量化材料研究，还包括已经应用的轻量化材料平台化推广。第一阶段轻量化开展方向：1）重点轻量化材料的开发2）已经应用的轻量化技术----平台化3.1内外饰薄壁化轻量化应用零部件材料重量目前厚度总重量降重贡献率成本变化前保PP+EPDM-T2040002.529kg10~15%↓2-3%↑后保PP+EPDM-T2043002.5门护板PP+EPDM-T1060002.3仪表板上本体PP-GF3015003.0仪表板下本体PP+EPDM-T2040003.0副仪表板装饰板PP+EPDM-T2013002.5立柱盖板PP+EPDM-T2040002.5行李箱装饰板PP+EPDM-T2042002.5目前已经开发并应用了2.3mm厚+低密度的门护板，未来的目标是2〜2.2mm。三、重点非金属轻量化材料技术介绍

薄壁化技术的开发，往往和低密度PP、高流动PP等同时开发。未来薄壁化零件规划图3.1.1四门内护板-薄壁低密度PP材料薄壁低密度PP材料采用PP+EPDM-T10替代传统PP+EPDM-T20材料，同时性能满足2.3mm壁厚设计要求，主要应用于门内饰护板，相比于传统PP+EPDM-T20/2.5mm壁厚门护板，实际减重可达10%以上。

目前已在T300项目上应用。矿物填充低，表面耐刮擦性好薄壁低密度PP材料优点模具开发费用不会增加材料流动性好，便于成型加工减重明显理论15%以上材料成本增加10%，但减重10%以上，零部件材料综合成本未增加。目前T300已经应用，后期平台化推广；三、重点非金属轻量化材料技术介绍薄壁保险杠

通过应用薄壁高刚PP+EPDM-T20材料，保险杠设计壁厚由3.00mm减薄到2.5mm。该方案技术难度小，国内应用广泛，开发风险低。目前应用情况：公司T300成功应用后续推动平台化开发。技术方案零件名称原壁厚常规材料重量轻量化壁厚轻量化重量减重减重率常规材料总价（单价12.5kg/元）薄壁化材料总价（单价14.5kg/元）差价mmgmmg

g元元元薄壁化前保险杠总成3.03862(理论）2.5333053216.6%48.348.30三、重点非金属轻量化材料技术介绍3.1.2薄壁保险杠材料成本基本不变，但减重10%以上。

目前T300已应用，后期平台化推广3.2结构胶减重车身结构胶国内外均有成熟应用，如大众、宝马、奇瑞路虎、长城等，主要应用于车身钣金件结构连接位置以提升整车刚度和模态，具体示意见右图：工艺分析：施工方便，材料成本有所增加，焊装施工，需要增加打胶设备，老线需要进行现场改造。减重比2.6%减重量10kg价格1.5∽2.0元/米成本增加持平三、重点非金属轻量化材料技术介绍结构胶的使用，不仅能实现减重，还能提升整车NVH性能。

部分车型已使用（目的是增加刚度），是目前重点推广的轻量化方案；3.3LWRT车身底护板LWRT车身底护板，是由LWRT材料经过热压复合进行一体成型，替代传统的PP-EPDM-T20材料，如下图所示。该方案技术难度小，成熟度高、性能更优异、国内应用广泛，开发风险低。项目***车型分析减重比42%减重量2.1kg成本增加减少6.7元***车型车身底护板工艺分析：

采用模压工艺，无需增加设备。成本降低，但减重明显；

后期重点推广的轻量化方案；三、重点非金属轻量化材料技术介绍3.4PUR微发泡发动机装饰罩PUR微发泡发动机装饰罩，是通过PUR材料进行一体发泡成型，代替传统的塑料壳体+吸音棉的结构，如下图所示。该方案技术难度小，减重、吸隔音效果明显，国内外应用广泛，开发风险低。项目**车型分析减重比44%减重量1.25价格70元/件成本增加上升0.5元工艺分析：采用高压发泡机+旋转木马式发泡生产线、模具费用持平、设计自由度提高、生产节拍提升。断面图成本略有上升，但减重明显；

部分车型已经使用，后期平台化推广；三、重点非金属轻量化材料技术介绍3.5塑料后背门1）后背门的发展过程

塑料后背门主要经过三代技术的开发。第一代材料与工艺：外板：SMC工艺：模压内板：SMC工艺：模压代表车型：

雷诺梅甘娜第一代材料与工艺：外板：改性PP工艺：注塑内板：SMC工艺：模压代表车型：

路虎极光其它车型：路虎揽胜，DS6，沃尔沃XC60标致4008/5008，C5AIRCROSS第三代外板：改性PP工艺：注塑内板：长纤PP工艺：注塑代表车型：

新奇骏其它车型：标致308S奇瑞EQ1奇瑞EQ较小，其余自主车型，还未有塑料后背门量产应用的成果案例。三、重点非金属轻量化材料技术介绍3.5塑料后背门2）后背门的开发思路开发思路1、内、外板的选材2、结构胶的选择3、全塑背门的设计4、全塑背门的CAE分析5、背门总成性能验证材料的选择与开发，只是塑料后背门轻量化技术开发最基础、最前沿的部分。6、整车路试搭载验证三、重点非金属轻量化材料技术介绍结构胶丙烯酸PP-LGF40材料特性PP-LGF30PP+EPDM-T30PP+EPDM-T20材料/供应商/牌号选用产品要求聚氨酯环氧3.5塑料后背门3）材料与胶水的选择胶水厚度/宽度涂胶前处理涂胶时厂房温度压合固化时间胶水性能连接性能验证材料性能验证资源情况国内材料资源国外材料资源三、重点非金属轻量化材料技术介绍3.5塑料后背门4）结构设计铰链布置背门分块法规整体密封性安装点加强板设计安装点布置后尾门模块总成尾门模块分总成2尾门模块分总成1天线放大器/支架后雨刮总成缓冲块上下饰板总成LOGO及亮条微动开关/牌照等后尾灯(尾门部分)高位刹车灯总成尾门玻璃气撑杆球头铰链总成尾门锁扣总成尾门本体总成（含线束）三、重点非金属轻量化材料技术介绍序号安装点名称钣金后背门参考值1铰链安装点≥*****N/mm2左缓冲块安装点

≥*****N/mm3右气弹簧安装点≥*****N/mm4锁扣安装点≥*****N/mm5雨刮电机安装点3≥*****N/mm5）CAE分析3.5塑料后背