汽车行业都在卷的“扭转刚度”到底是个啥,升级它有何玄机

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发布时间:2024-05-16 02:00

借着理想MEGA的白车身出圈,环保设备越来越多车企开始特别强调自家的车身“扭转刚度”,更是有网友列出了扭转刚度在20000N·m/deg以上的车型,大有PK谁是最强者的意思。

汽车行业都在卷的“扭转刚度”到底是个啥,升级它有何玄机

当汽车行业开始卷“扭转刚度”时,我就知道这个事情不简单了。车身就好比人的筋骨,要练好不是一日之功,以前是比配置,比主观感受,但现在已经硬核到了比白车身数据。

看完热闹后,大家肯定好奇,“扭转刚度”到底能反映什么东西?不是说练成很难吗,为什么现在突然踊跃出这么多强劲车型了,该不会是集体造假吧?

“扭转刚度”到底能反映什么东西?

现在市面上的乘用车基本都是承载式车身,这种车身结构是把各种汽车零部件像积木一样拼接到这个主体上,所以承载式车身特别像人体筋骨。

人的筋骨强,你就是“超级丹”,可以在球场上闪转腾挪,各种别扭的姿势都能打出来还不怕韧带拉伤。人的筋骨要是差了,一点冲击就能听到骨头断的声音,哪里都晃荡。

汽车也是如此,决定一款车动态舒适性的关键是车身扭转刚度。它强,意味着汽车不容易变形,振动噪声就弱,NVH表现好;同时呢,如果汽车遭遇碰撞,它的“韧性”更好,也能保证车身的变形小,提升了防御能力。

集体“练级”,主因是有电池包加持

一般A级轿车扭转刚度在18000N·m/deg,B级轿车扭转刚度在20000N·m/deg左右。按照我们多年接触汽车的经验,这种传统得不能再传统,机械得不能再机械的东西,它是很难在短时间内实现质的飞跃。比如新英朗的扭转刚度达到20000N·m/deg,上一代英朗则是17700N·m/deg。

但这几年扭转刚度明显变强了。比如ID.7 VIZZION达到了惊人的46100N·m/deg,要知道宝马X7也不过28700N·m/deg、宝马7系为42100N·m/deg。宝马7系强是因为在车身上大量使用了碳纤维加强件,像车顶横梁和地板中通道就使用了大块增强材料(下图黑色的部分就是增强材料),那其他车是使用了什么玄机呢?

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宝马7系使用的碳纤维增强复合材料,碳纤维的抗拉强度在3400MPa以上。很多车企的高强度钢上限也只是在1500-2000Mpa,而且使用面积还没有它广。

理想MEGA车身扭转刚度高达44000N·m/deg。这也是大家有疑惑的,因为根据数据显示,整车采用上钢下铝的结构,白车身重量约500kg,铝合金用量达到44.5%。从传统材料对比角度,与铝合金相比,热成型钢的抗扭刚度会更高。

一般同样厚度的钢材抗扭强度是铝材的3倍,虽然铝合金会通过加入镁硅或锌镁来提升强度,但与热成型钢相比,强度依旧偏低。

当然了,我们也要充分考虑理想MEGA采用了特殊的结构设计,它的铝型材采用了多格布置,这就和衣服的面料密度越高越难撕破一个道理。

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另外,理想MEGA也采用了多根1500Mpa的加强件来强化结构强度。当然,这种办法不能完全等效于采用了一根3000Mpa的加强件。

因为Mpa是强度单位,表示的是单位面积能承受的拉力,两根1500Mpa的材料加在一起,因为面积也加倍了,其实它们还是1500MPa。只不过它们的承载力确实会提高一倍,好比两根绳子并在一起,每根绳子能承受的力不变,但能拉起原来两倍的重量。

总之,如果车身材料不够就得结构来凑,又能提升轻量化,又能保证扭转刚度。

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不过单从这部分来提升,恐怕依然很难达到如此高的程度。

其实关键还得看“电池包”。新能源汽车的动力电池包是安装在车身地板上,这块巨大的电池包就像铠甲一样,给车身地板做了一道强化。

比如蔚来ES8的扭转刚度44140N·m/deg,根据其轻量化系数计算,得出它的白车身扭转刚度应该是33032N·m/deg。之所以最终多出了11108N·m/deg,其实就是算进了电池包。

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L为车身轻量化系数;m为白车身骨架质(不含四门两盖),kg;CT为包括挡风玻璃和副车架等附件的油漆车身的静态扭转刚度,N·m/deg;A是由轴距、轮距决定的白车身投影面积,m2。

这也不是我的一家之言,知名的欧洲ECB车身大会,在做数据统计时,还特意强调了“扭转刚度计算时不含电池包”。

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综合这些因素,理想MEGA的电池包布局采用了沿车身宽度方向,6颗电芯并列为一排,在车身长度方向,共布置了33排共198颗电芯。这么大一块电池,几乎覆盖了整个车身中底板,所以强化效果杠杠的。

“扭转刚度”之争

我们有没有办法能做真假判断

要说明的是,扭转刚度没有强制性国标要求,也就是你说多少是多少,除非拿到专业车身大会参比,否则没办法判断你说的是真是假。

为了能辨别真假,这里提供一些建议给大家:

(1)看白车身所用材料;

(2)看白车身的结构;

(3)看是不是使用了大电池包。

车身材料不用多介绍,越多高强度钢、超高强度钢越好;越是使用了大电池包的新能源汽车,车身扭转刚性会越好。

至于车身结构,在传统技艺基本被研究透的情况下,就得看有没有新手段。

比如极氪009拥有最大一体式压铸后端铝车身,可以使后端车身扭转刚度提升9.5%,弯曲刚度提升11%,遇到冲击时变形量减少16%。小鹏G6的一体压铸前、后车身件,更是使用了12000吨级压铸机压铸,再加上其CIB电池车身一体化技术,这也帮助整车的抗扭刚性达到了41600N·m/deg。

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这一点,理想MEGA因为考虑到碰撞维修性,采用的是一体式压铸骨架+后部纵梁结构的组合形式,也算是一种综合各方需求的变种方案。

极氪001FR中地板的一体式压铸蜻蜓结构也很有意思。这就像举重运动员不能是软脚虾,上肢力量强,下肢力量其实也同样重要。特别是汽车遭遇货车侧翻时,压力会沿着A、B柱往下,因此中地板的抗扭能力非常关键。如果做不好,车身会发生扭曲变形,车门开启会很困难。

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这种结构的奥妙在于它是一体的,而不是通过电阻点焊接在一起,遇到单侧的扭曲力时,更能保证整体一起受力,所以车身地板的尺寸稳定性更高。

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总结

大家会觉得纯电车更稳,其实除了整车重心更低外,还因为它的扭转刚度大。车身扭转刚度是关键的车身性能指标,现在各家都在卷这项参数对消费者是一个利好消息。当然了,也不排除存在一些虚标行为,毕竟它不像汽车排量、汽车续航一样,要经过特定机构的标准检测。所以如果你是汽车迷,想要辨别真假,以上介绍的办法不妨参考下。

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