广西卫视八桂科创:不走寻常路 只为造好车
时间:2023-08-13 来源:广西壮族自治区科学技术厅 作者:佚名
青年科技人才的培养和成长,是我国不断实现更高水平科技创新的基础,是紧跟世界前沿科技创新趋势的保障,是实现中华民族伟大复兴中国梦的战略支撑。近年来,广西的青年科技人才有不少研究成果在业界领先,来自上汽通用五菱汽车股份有限公司的85后车体工程专家赵肖斌就是其中的突出代表,他主研的多项创新成果在广泛应用中创造了上千亿元的工业产值,实现经济、环境、社会效益多赢,荣获了2022年度广西科学技术奖“青年科技杰出贡献奖”。
新能源汽车与传统燃油车在车身布局以及安全性能的发展方向上有着极大的不同,随着新能源汽车市场的不断扩大,强烈冲击着传统车体结构的设计理念,但这也给中国的车体工程专家提供了全新的发挥空间。
正是在这样的背景下,赵肖斌和他的车体工程团队,突破了全球小型化新能源汽车的技术难点,构建出新型“五环”笼式车身,成为上汽通用五菱从传统燃油车向新能源汽车过渡的关键车身母架构之一,一举获得2021年度的“中国十佳车身”。
在广西新能源汽车实验中心的车体碰撞试验场,通过两车相撞时的图像记录,可以清晰观察到,经过优化车身力学传递路径,使整车车身扭转刚度、弯曲刚度、一阶扭转模态等主要性能大幅度提升,优于对标车型。这一车身结构的车型还同时兼顾了舒适性与稳定性,能够适应各种颠簸路段,在应用中,绕桩成绩达到了60km/h,麋鹿成绩为75km/h。在十万级以内车型的同级别车身结构中,大幅提升了新能源车身安全性。
我们当时设计这个车的初衷是希望它能承载我们从传统燃油车向新能源车过渡的一个车型。新能源汽车相较于传统燃油车,它的前悬更短,吸能空间更少,为了保障它的吸能效率,我们在它的主梁上做了一个变截面的设计,让它的吸能效率更高,同时为了保证它的乘员安全,我们在它整个乘员舱的结构上做了很多安全的优化。比如说这个B柱,它主要的功能是承载侧面碰撞时碰撞物体对整车的侵入量,保证里面的乘员安全。
这样的承载碰撞结构,环绕车身一共匹配了4处,形成了笼式车框架的加强结构,能有效优化碰撞传力路径和性能。加强了结构,就带来了另一个问题,经济性如何得到保证呢?
于是赵肖斌带领团队,与柳州宝钢深度合作、协同设计,在国内率先提出了稳健的热冲压零件冷冲切技术方案,以及热成型模具的拼模方案,首创一模多腔的工艺生产方式,实现平台件共模、减少模具工装成本和冲压工序,平均一冲次出5个零件,达到行业先进水平。由于这种工艺生产出来的材料,强度成倍增长,重量大幅降低,在同价位车型中,能做到热成型冲压零件用量最大,以较低的成本和重量,实现高安全性、低轻量化系数、高续航能力。
赵肖斌带领科研和工程团队攻坚克难,创新突破了全球小型化新能源汽车安全、效率、材料三大难点。正是凭借着这些优越的特性,赵肖斌团队设计的这一车身成果成为了五菱系列新能源汽车的母架构,由它衍生出来的不同车型适用在了整个上汽通用五菱生产的汽车产品当中。
这个新能源汽车的母架构从2020年到现在,已经衍生出来了18个不同的车型,这18个车型大量地使用了它相同的零件和设置的容量,保证了我们的经济性,这回归到我们工程师设计的初心,既设计了一款好车,也让这款车所有设计的零件和理念能够延续到整个生命周期,为企业带来更多的经济效益。
赵肖斌还带领团队做了一项开创性研究,这就是循环利用农作物资源,创新性开发轻质高强韧、低挥发性有机化合物植物纤维复合材料,并在行业内首次应用。
传统的车身内饰零部件多数采用塑料制成,它的废旧处理会带来巨大的环境压力,而这种新材料是利用植物纤维作为增强体,制成的汽车内饰结构零部件不仅更强韧,还更轻薄,零件重量可降低30%。在应用中,赵肖斌团队还发现,这种材料的韧性突出,耐刺穿性强,似乎能够解决新能源汽车电池自燃的问题。
这燃烧主要的原因就是电池的使用也好或者碰撞也好,它刺穿到隔膜外面去了,隔膜刺穿了之后就会燃烧、那我们是想通过我们制成这些装饰材料的同时,像我们提取出这个纤维它韧性很强,我们就把它变成了电池薄膜材料。以前的隔膜它的耐刺穿性确实没有这种材料强,我们也是在对这种材料的深度使用过程中发现韧性好,就做了一些形态的改变,现在也用到了我们新能源汽车上面去。
赵肖斌团队在行业内首次成功制备了抗拉强度75兆帕、孔隙率达64.8%的香蒲绒纤维素复合材料隔膜,并由此制成的高性能高阻燃电池隔膜材料,抗刺穿性达到国际领先水平,他们还为此编写了汽车用植物纤维聚丙烯零件设计制造国家标准。这项技术显著提升了电池能量密度和安全性,提升了整车环保性,也让一个新能源汽车的行业痛点找到了新的解决方案。
依托广西新能源汽车实验室,赵肖斌带领科研和工程团队在深耕汽车制造技术的过程中,发表论文15篇,获得国内外专利33件,主持和承担政府科技项目7项,主导修订行业及国家标准9份。
原文链接:http://kjt.gxzf.gov.cn/dtxx_59340/kjdt/t16950269.shtml
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