新能源汽车特拉斯车身结构材料分析报告

新能源汽车特斯产车身结构材料分析报告

目录

1.车身结构的组成构件 (5)

1.1汽车结构件 (5)

1.2汽车加强件 (5)

1.3汽车覆盖件 (6)

1.3.1发动机盖 (6)

1.3.2翼子板 (7)

1.3.3保险杠 (7)

1.3.4车顶盖 (7)

1.3.5车门 (8)

1.3.6行李箱盖 (8)

2.97%全铝车身，实现极致轻量化 (8)

2.1全铝车身简介 (8)

2.2特斯拉Model S的铝合金结构件 (9)

2.2.1悬挂系统采用镂空锻造铝合金 (10)

2.2.2罕见的铸铝横梁 (11)

2.2.3汽车覆盖件 (11)

2.2.4铝合金制轮毂 (11)

2.3全铝车身“鼻祖”——奥迪ASF车身主要参数 (11)

3.关键区域的高强度钢应用提高乘员安全 (12)

3.1高强度硼钢加固 (12)

3.2汽车防撞梁 (13)

4.特斯拉其他材料使用情况 (13)

5.投资建议 (13)

6.风险提示 (13)

图目录

图1汽车结构件示意图 (5)

图2汽车加强件示意图 (6)

图3汽车覆盖件示意图 (6)

图4发动机盖结构示意图 (7)

图5发动机盖与前翼子板结构示意图 (7)

图6汽车前后保险杠示意图 (7)

图7汽车车门结构示意图 (8)

图8奥迪A8全铝车身 (9)

图9汽车“白车身”——结构件示意图 (9)

图10特斯拉全铝车身 (10)

图11特斯拉Model S悬挂系统 (11)

图12奥迪A8（D5）车身结构材料示意图 (12)

表目录

表1奥迪A8系列白车身重量 (12)

表2特斯拉MODEL S前后防撞梁强度表(MPa) (13)

表3特斯拉MODEL S其他关键构件所用材料 (13)

1. 车身结构的组成构件

车身结构是指包括纵、横梁和支柱等主要承力元件以及与它们相连接的钣件共同组成的刚性空间结构，是所有车身部件的安装基础。车身结构的三大组成构件，按重要性由高到低排列为：汽车结构件、汽车加强件、汽车覆盖件。

1.1 汽车结构件

结构件是指具有一定形状，并能够承受载荷的构件，比如支架、框架内部骨架和支撑定位等。汽车结构件指的是汽车承载重量的零部件，相当于车体的骨骼，是最重要的安全保障。具体包括（如图所示）：前纵梁、后纵梁、ABC三对立柱，前轮旋和后轮旋。

中间车身的立柱起着支撑风窗和车顶的作用，一般下部做得粗大，上部的截面尺寸需要考虑驾驶视野而缩小，立柱包括前柱（A柱）、中柱（B柱）与后柱（C柱）三种。为了使驾车室空间尽量不变形，车身结构件一般使用超高强度钢。

前纵梁由两根位于两边的纵梁组合而成，多用低合金钢板冲压成，具有特定的截面设计（槽形或工字形），当车辆发生正面碰撞时，前纵梁属于吸能区，负担了碰撞能量的60%左右。后纵梁吸能压力虽然比前纵梁要小，但在追尾事故中承担了碰撞能量的大部分。纵梁构件的设计思路是在发生碰撞事故时引导轴向压溃变形，同时控制弯曲变形量，从而实现理想的能量吸收效率。

图1汽车结构件示意图

1.2 汽车加强件

汽车加强件指的是结构件一系列强化保护结构，例如：前防撞梁、后防撞梁和翼子板内缘。当车辆发生碰撞时，首先由加强件对碰撞力量进行缓冲吸能。

图2汽车加强件示意图

1.3 汽车覆盖件

汽车覆盖件指的是汽车表面的蒙皮，比如发动机盖、车门、翼子板、后备箱盖、前后保险杠等，相当于车体的表层皮肤。

图3汽车覆盖件示意图

1.3.1 发动机盖

发动机盖（又称发动机罩）一般由外板和内板组成，中间夹以隔热材料，内板是骨架形式，起到增强刚性的作用。对发动机盖的选材要求是隔热隔音、刚性强、质量轻。

图4发动机盖结构示意图图5发动机盖与前翼子板结构示意图

1.3.2 翼子板

翼子板是遮盖车轮的车身外板，形似鸟翼而得名，分为前翼子板和后翼子板。现在有的轿车翼子板与车壳设计成一个整体。但因为前翼子板碰撞机会比较多，独立装配容

易整件更换，多数轿车的翼子板是独立的，尤其是前翼子板。发动机盖和翼子板等车前

和尾部的材料，为了能够吸收撞击力，一般使用强度较低的材料。有些车的前翼子板用

有一定弹性的塑性材料（例如塑料）做成。塑性材料具有缓冲性，在遇到碰撞时能提升

安全性。

1.3.3 保险杠

汽车保险杠是缓冲吸收外界冲击力，保护车身前部和后部的安全构件。随着汽车工业的发展，现代汽车的保险杠除了原有的保护功能外，还要追求与车体造型的协调，和

自身的轻量化。目前汽车的前后保险杠普遍使用了塑料，称为塑料保险杠。

塑料保险杠可以分为由外板、缓冲材料和横梁等三部分。其中外板和缓冲材料用塑料制成，横梁用厚度为1.5毫米的冷轧钢板冲压成U型槽。

图6汽车前后保险杠示意图

1.3.4 车顶盖

车顶盖是车厢顶部的盖板。对于车壳的总体刚度而言，车顶盖不是很重要，这也是为什么车顶盖上能够开设天窗。车顶盖可以分为固定式顶盖和敞篷式顶盖两种。固定式

顶盖较为常见，主要由车顶板、车顶内衬、横梁组成，有的车型还备有车顶行李架和天

窗或者换气窗。敞篷式顶盖一般用于高档轿车或跑车上，通过电动和机械传动实现部分

或全部顶盖的移动。

1.3.5 车门

车门是乘客上下的通道，其上还装有门锁、玻璃、玻璃升降器等附属设施，车门框架是车门的主要钢架，铰链、玻璃、把手等部件安装在门框架上。车门主要包括车门外板和内板、门窗框、门玻璃导槽、门铰链、门锁及门窗附件等组成。内板装有玻璃升降器、门锁等附件。

图7汽车车门结构示意图

1.3.6 行李箱盖

行李箱盖又称后备箱盖，结构与发动机盖类似分为内板和外板，内板有加强筋。

2. 97%全铝车身，实现极致轻量化

2.1 全铝车身简介

所谓的“全铝车身”中的“车身”指的是车体承重的框架主体结构，即汽车的结构件，也叫做“白车身”。白车身内的一些影响碰撞安全的重要结构仍会使用高强度高或超高强度钢，也就是说“全铝车身”其实也属于钢铝混合车身。所以，100%铝合金制造的“全铝车身”在量产车中是不存在的。全铝车身框架结构，创造性地将钢与铝两种材质合为一体，可确保更具动态的驱动能力，在提高稳定性的同时亦令加速能力大大加强。

据汽车之家资料显示，世界上第一辆宣称采用“全铝车身”的量产车是1989年本田的初代NSX，而真正首次实现“全铝车身”大规模量产的是奥迪。在1995年首次在A8上采用了“ASF空间框架”车身技术，该技术在白车身与车身覆盖件上大量使用铝合金，并且该技术继续沿用在了A2、TT、R8等车型上。