塑料油箱、塑料保險杠、塑料尾門,汽車輕量化技術開啟下半場?
在輕量化的進程中,材料扮演著相當重要的角色。金屬方面有鋁合金、鎂合金,非金屬材料中,塑料、樹脂、碳纖維以及不同材料組成的復合材料都在努力扮演好各自的角色。不同的材料,根據各自特性不同,承擔的任務也各不相同。
塑料以及塑料組成的復合材料受本身性能所限,目前大多用在車身外飾件和一些連接件、加固件等。車云菌此前報道過的彼歐集團(Plastic Omnium)就是以塑料、塑料和其他材料組成的復合材料為產品的汽車零部件供應商,旗下與汽車相關的業務分設車身外飾事業部與英瑞杰汽車事業部,前者產品為車身外飾,后者則是全塑料燃油系統。
先看車身外飾。我們知道,車身外飾件是在輕量化上受到的約束較少,并不像動力系統要考慮耐高溫耐摩擦,也不需要像結構件過多在強度上下功夫,但是作為外飾件,其應用在不同位置時,同樣有不同的要求。
比如前保險杠,除了輕量化之外,還需要考慮到的是對行人的保護,后保險杠同理。彼歐在設計前保險時,主要考慮兩點:
在發生碰撞時,避免行人被卷入車底,這樣在設計時,需要使優先與行人接觸的部位足夠低
與行人接觸的部分,要盡可能軟,降低對行人造成的傷害,但是整體架構不能軟,因為車輛也可能會與其他車輛發生碰撞

彼歐的塑料前保險杠,從設計上考慮到行人保護問題
彼歐在設計這款前保險杠,下部相較上部更向前伸出,優先與行人接觸,避免被卷入車底,而上部則是采用SMC模壓成型的方式。整個材料均為塑料制品,但其中顏色較淺的部分采用使用的是纖維,偏軟,后方黑色部分材料則是用于支撐。
除了在前保險杠的應用之外,塑料外飾件也在朝智能化發展。隨著ADAS技術在車輛上的應用,車身周圍新增了各類傳感器,包括毫米波雷達,激光雷達以及超聲波傳感器。在天氣寒冷車外結冰的情況下,傳感器的效果會因此受到影響。彼歐為這款外飾件設計了自加熱系統,能夠在發現外表結冰之后,自動進行加熱除冰。
還有諸如進氣格柵的自動調節開度,在需要的時候調節到大開度進入更多冷空氣,不需要的時候調小開度等。還有在車身底部可以自動打開的底板,在地面通過性差時收起,通過性能較好的時候打開提高空氣動力學性能。
再來看全塑料油箱系統。據英瑞杰汽車系統事業部亞太區總裁Stephane Noel介紹,目前國內僅有75%的車型在使用塑料油箱,剩余部分均在使用金屬油箱。與金屬油箱相比,塑料油箱能夠在重量上減重30%左右,不過安全性與整車能耗方面同時也能夠得到改善。塑料油箱在車輛起火時不會發生爆炸,而且因為缺少了焊接口,在排放上也能有所改善。

插電式混合動力車所用塑料油箱
塑料油箱雖然減輕了重量,在設計時需要考慮的問題也很多。如這款用在插電式混合動力中的油箱,需要考慮到油箱的承受壓力問題,為了不增加壁厚,油箱中間新增了一套支撐結構。
彼歐的英瑞杰汽車系統事業部的產品其實是油箱系統,而并非是單獨的油箱,因而在油箱之外,SCR系統包括閥門等可以使用塑料制品的,均有涉獵。

油箱系統雙閥門結構
這款閥門就是彼歐的設計,同時連接油箱、發動機、空氣過濾器以及車輛外部。

雙閥門工作原理
閥門中有雙通道結構,能夠根據車輛的不同狀態開啟對應通道進行空氣過濾。
從彼歐的兩大系列產品中,我們能夠看到塑料與復合材料在汽車上的不同具體應用,也并不止步于此,還包括發動機罩、尾門等等。在進行產品介紹時,彼歐的工作人員表示,在大部分部位,使用塑料制品,減重比例基本在30%,如果在車輛上使用了所有彼歐的塑料產品,那么車身的減重能夠達到100公斤。盡管這并不是個多大的數字,但是車輛輕量化來說,卻也是長足的進步,要知道,現在塑料的應用也還并沒有全部普及。至于更吸引人的未來,就要靠更多新型材料的發現,以及新工藝的使用。
更多信息請關注復合材料信息網www.lzzz.net










































