全铝车身的材料、结构、连接工艺对比解析

很多人看到全铝车身会直观的感觉车身全是由铝合金为材料制造的，其实不然，只是铝合金在白车身应用具备较大的比例，目前有很多车型在材料上应用了铝合金，因其带来轻量化、燃油经济性、操控性的优势。本文主要通过材料、结构、连接工艺对爱驰U5、凯迪拉克CT6、特斯拉Model-S、蔚来ES8、捷豹路虎XFL进行对比解析。

下图为以上5款车型材的尺寸及重量和铝合金比例的参数表

一、材料

1、爱驰U5

爱驰U5下铝上钢是其设计的一大特点，其中爱驰U5全车共采用了21个热成形零件。A柱、B柱以及车顶纵梁均采用了1500MPa热成形钢，车门防撞梁更是创新地采用了2000MPa热成形钢，（热成型钢采用硼钢）

爱驰U5材料分布图

2、凯迪拉克CT6

在AB柱骨架、车门防撞梁、车身地板纵梁等部位都采用了高强钢来提升车身强度，在防撞梁、前纵梁、前轮罩、后轮罩、车身横梁等都采用了铝合金材料来达到减重，CT6机舱基本由铝合金组成，纵梁及前防撞梁都是铝合金材质。

3、捷豹路虎XFL

捷豹路虎在全新捷豹XFL车身上共使用了多达五种不同型号的铝合金材质，如AC170、AC300、AC600、RC5754和5182。其中RC5754高强度铝合金，由诺贝利斯为捷豹路虎专属定制，不仅是可回收材料，更在强度、耐腐蚀性、连接性及成型性等方面表现出众，应用于加强件；

XFL材料分布图

4、蔚来ES8

除了全铝车身经常使用的5系6系铝合金，还使用军工级7系铝合金（应用材料为7003-T6，抗拉强度350，屈服强度290）局部少量使用了一些钢板

5、ModelS

ModelS全车使用的铝重量为410磅（190公斤）。主要为铝型材与铝板材，高强钢采用硼钢

蔚来ES8车身图Model-S车身图

6、特点：蔚来ES8在前纵梁使用军工级7系铝合金，捷豹路虎使用特制铝合金，爱驰U5应用较多热成型钢。

二、结构

爱驰U5、特斯拉Model-S、蔚来ES8、捷豹路虎XFL、凯迪拉克CT6为铸件加型材加板材结构，其中爱驰U5上车体为钢车身，采用传统车结构，捷豹路虎XFL采用大量冲压件结构，并不像其他车型对于型材应用较多，凯迪拉克CT6铸件应用最多。

爱驰U5

凯迪拉克CT6铸件图

三、连接工艺

1、爱驰U5

由于爱驰U5钢铝混合材料的应用，其车身的连接技术方面大量应用了航天级高强连接工艺，包括SPR、FDS、CMT焊、点焊、以及包括螺栓、套筒在内的紧固连接等。其在全球首次实现同种厚度热成形钢与铝板的SPR（自冲铆连接）连接，并通过先进的FDS和螺栓连接技术实现冷连接，有效克服了超高强钢、铝合金等异种材料难以采用传统的连接方法进行焊接的缺点。

前铸件区域连接图

2、凯迪拉克CT6

主要连接工艺为铝电阻点焊、激光钎焊、FDS、SPR。FDS通常应用在封闭空间，这时FDS的只需要单侧空间的优势就发挥出来，在前地板横梁及侧围与门框的连接都是通过FDS实现。一般用在较薄的钣金件上，且具有双面空间，满足安装需求，实现钢铝及铝铝连接。

3、捷豹路虎XFL

XFL的白车身，除了前防撞梁的铝件采用了一些焊接，其他地方都采用自冲铆接的生产工艺。

每台车身拥有多达2754个自冲铆接点。与传统点焊相比，自冲铆接的连接方式可使车身强度增加30%。不会损伤金属涂层。其中采用18种铆模和30种铆钉，并且定制匹配480种板材搭接。

XFL铆接图

4、蔚来ES8

ES8白车身使用7种先进的连接技术，分别为FDS（热融自攻钻）、RSW（铝点焊）、CMT（冷金属过渡弧焊）、SPR（自冲铆接）、Adhesive结构胶、Laser（激光焊接）、Monobolt（高强度抽芯拉铆），通过多种连接工艺，合理应用在不同部位，确保车身连接强度，使可靠性和稳定性达到最佳，提高整车安全性。

ES8连接图

5、特斯拉Model-S

特斯拉Model-S应用了铝点焊、CMT、激光焊、拉铆、压铆、SPR、FDS、螺栓连接、胶结等工艺，通过热连接技术与冷连接技术的组合应用，优势互补；实现零件的连接，对控制车身精度及连接强度具有较大意义。

Model-s连接图

目前成本较高车型都会大量采用冷连接，对于仅有单侧空间选择FDS，其余通过SPR连接，同时根据其结构及公司水平进行连接工艺的选择，例如路虎XFL主要通过SPR连接，而目前国内一些售价较低的车型会采用mig连接，因为其成本较低，但是焊接过程易产生变形，对于变形控制及精度要求是一个难度。

四、总结

通过上述，我们对于这5款车身的材料、结构、连接工艺有了初步了解，但是根据目前白车身的发展，钢铝混合更加是目前一个趋势，具有利于量产，实现轻量化与成本的均衡。而随着技术的不断发展，相信钢铝车身的结构会更加成熟。

文章由易车号作者提供