[00823255]汽车轻量化关键核心技术与应用

项目属于车辆工程技术领域。轻量化是世界汽车工业的发展方向，是《中国制造2025》强国战略重要技术需求，是节能与新能源汽车实现节能、减排和降耗的主要技术途径之一。中国自主品牌汽车整备质量大，严重降低了经济性、动力性、制动和排放等性能品质与市场竞争力。新能源汽车动力电池组能量密度低、质量大，对轻量化需求更加迫切。国外与合资品牌中、高端车型以铝合金和碳纤维等轻质材料作为轻量化用材策略，中国自主品牌汽车对增加成本敏感，以用钢为主，轻质材料应用少，多为简单替代，缺乏用材和结构协同设计技术；商用车车身轻量化设计沿用轿车相同方法、缺乏针对性；关键安全和承载零部件的成形和连接核心技术尚未突破；成为中国汽车轻量化发展的技术瓶颈。在国家科技支撑和“863”计划等专项课题支持下，通过产学研用的深度合作与联合攻关，突破了汽车轻量化技术难题，取得了显著成效，主要创新点为：1.创新了车身轻量化优化设计方法，发展了车身轻量化设计理论：突破了在优化设计模型中融入材料设计变量难点，提出了基于零件用材成本约束的车身材料/结构/性能一体化轻量化多目标协同优化设计方法，进一步构建了车身结构参数化和一体化集成优化设计方法，有效解决了汽车轻量化与被动安全性、振动噪声性能、用材优选和成本控制之间的矛盾。应用于轿车车身实现减重14.3%；应用于载重汽车驾驶室实现减重18.1%。2.提出了基于内力优化与性能互补的全承载客车车身结构轻量化设计方法，充分挖掘了结构轻量化潜力：客车车身是由空心断面杆件焊接而成的大型空间超静定结构，针对这一突出特点，通过杆件受力优化及底架与侧围结构的反向不对称匹配设计，形成互补结构，提高了承载能力，解决了现有方法难以充分挖掘客车车身结构轻量化潜力的难题。成功研发出金龙、金旅等多款不同全承载客车车身结构并量产应用，实现减重300kg-500kg的效果。3.攻克了超高强度钢、铝、镁合金与玻纤增强复合材料汽车零部件成形与连接关键技术：成功设计了高强度钢热成形局部加热和最佳温度控制装置，发明了超高强度钢与铝合金零件自冲铆连接技术；研发出超高强钢A/B柱加强件、镁合金转向支撑、玻纤增强塑料前端模块等零部件，实现了多种轻量化关键技术在整车上集成与量产应用。从2006年开始历时10年，通过对减重和减量汽车轻量化关键核心技术进行开创性研究，研发出长安逸动和奇瑞艾瑞泽7等多款轻量化轿车、以及金龙、金旅和宇通多款轻量化大客车，实现了自主品牌乘用车整车平均减重5%-7%，大客车整车平均减重3%-5%。获国家发明专利43件、实用新型56件，软件著作权6件；制定国家标准1项，行业轻量化技术规范2项；发表SCI论文33篇、EI论文51篇；编著著作2部。成果推广应用于最具代表性的自主品牌轿车、载重汽车和大客车企业9家，新增销售额106.7亿元、新增利润5.0亿元，年减少CO₂排放约7.4万吨，取得了重大经济和社会效益。