张宜生-汽车轻量化：基于多部件集成的热冲压成形技术研究及应用.pdf

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1、华中科技大学 高性能金属板料热冲压技术团队武汉中誉鼎力智能科技有限公司张宜生 教授汽车轻量化：多部件集成热冲压成形技术研究及应用Automotive Lightweight-Research Progress in Hot Stamping Technology Based on Multi Component Integration2023中国工博会暨（第五届）中国汽车新材料应用高峰论坛中国 合肥 2023.09.14 2主要内容124背景多部件集成概念与激光拼焊板成形技术高强钢热冲压生产与激光加工结论及展望5热冲压从数字化到智能化3背景：汽车业务的运营与挑战随着运营和战略挑战的交替，汽车业

2、务变得越来越不稳定汽车行业的经济周期 产量，百万Source:IHS LV Production Report,Roland Berger/Lazard背景：各国法规和执行情况以及对未来的影响轻型法规汇总CO2法规每年减少3-6%标准污染物更严格的道路尾气排放法规先进的发动机技术（燃烧和电气化）以及燃料符合标准先进的后处理系统，可解决冷启动和微粒排放问题4*California环保标准是美国加利福尼亚州环境保护局（California EPA）针对在加利福尼亚州发售的汽车发动机及柴油机及零配件等产品，制定的有关环境污染排放标准,于2003年7月实施。华中科技大学 高性能金属板料热冲压技术团队|

3、武汉中誉鼎力智能科技有限公司背 景：燃油车与电动车的减重的降耗5 电动车与燃油车比较 乘用车减重的降耗增效比较 驱动方式与清洁程度比较华中科技大学 高性能金属板料热冲压技术团队|武汉中誉鼎力智能科技有限公司xEV 正在增加重量，特别是由于高压电池的应用ICE、PHEV和EV的重量比较：大众高尔夫kgSource:OEM information;Roland Berger6背景：车身重量的实际变化调查背景：车身重量的实际变化调查为控制车辆重量不断增加，提出了新的材料、结构及成形技术，以减少二氧化碳排放欧洲平均整备质量发展中型车辆-指数化Source:Press and desk research

4、;OEM websites;expert interviews;Roland Berger评价说明过去几代车辆中体重增加的主要是驾驶员，以及更严格的碰撞法规-增强的安全功能（例如ABS、ESP、更高的制动性能）-增加了功能和便利性（例如HVAC模块、电动车窗升降器、NVH减震）-增加车辆尺寸由各种趋势驱动的当前减肥趋势-发动机小型化-增加轻质材料的使用-面向重量优化的车辆设计前3代 前2代 前1代 当代7背景：市场趋势及其对汽车冲压件市场的影响大多数原始设备制造商都在采用多种材料策略，将黑色和有色金属与塑料混合使用钣金冲压件的主要发展趋势1）CFRP=碳纤维增强聚合物-评估说明根据成本和影响之

5、间的权衡（取决于模型和地理位置），可能有几种材料路径。所需的综合方法超越材料和连接技术，例如考虑结构/功能集成、能源消耗和回收利用。全球平台数量的增加将需要材料灵活性，以满足当地的要求-也包括结构部件。不断增长的钣金冲压件供应商所需的能力8轻量化潜力价值实现特征华中科技大学 高性能金属板料热冲压技术团队|武汉中誉鼎力智能科技有限公司背景：汽车材料生产的碳排放汽车材料初级生产的温室气体排放量备注：钢、铝和镁的值不包括最终排放量。碳纤维增强塑料（CFRP）汽车零件是通过集成工艺形成的，包括生产和精加工。资料来源：世界钢铁协会，2010年。2013年铝协会和2013年国际铝协会（铝的范围代表北美到全

6、球的平均产量）。GaBi专业数据库，包含在UCSB Model v5，2017。9华中科技大学 高性能金属板料热冲压技术团队|武汉中誉鼎力智能科技有限公司(in kg CO2e/kg of material)制造驾驶（英里）生命周期制造、驾驶、报废期间的CO2排放与AHSS密集型解决方案相比，差异更加明显AHSSLWV：轻型车辆据有关资料称，美国需要64年达到温室气体排放目标，从2022年开始，到2084年可能达到目标。背景：汽车冲压件的轻量化材料变化在轻量化结构中，先进的钢材为结构车身部件提供了最佳的重量减轻与节省比 轻质材料评估Source:Press and desk research;