鋁合金防撞梁在汽車上的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景

王 帥

(中色科技股份有限公司，河南 洛陽 471039)

防撞梁是汽車前后端保護(hù)裝置的重要組成部分，在車輛發(fā)生低速碰撞時(shí)，防撞梁部分可以將碰撞能量及時(shí)傳遞至左右吸能盒等吸能部件，充分吸收碰撞能量，緩和外界對(duì)車身的沖擊，對(duì)車體結(jié)構(gòu)起重要的防護(hù)作用，同時(shí)在碰撞事故中保護(hù)行人安全，降低事故率[1-2]。滿足相同碰撞和性能要求的條件下，鋁合金防撞梁比鋼防撞梁減重35%～60%；發(fā)生碰撞時(shí)，鋁比鋼多吸收50%～70%的能量，在實(shí)現(xiàn)車身輕量化的同時(shí)提高了汽車安全性，且鋁耐蝕性優(yōu)良，可回收循環(huán)利用，有利于節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1 鋁合金防撞梁的構(gòu)造

鋁合金防撞梁主要由防撞橫梁、吸能盒、安裝底板和拖鉤套筒組成，如圖1所示。

為了加強(qiáng)緩沖、提高沖擊強(qiáng)度，通常鋁合金防撞橫梁斷面多為多腔形，以“日”字形、“目”字形、“田”字形居多，采用6xxx系或7xxx系擠壓鋁型材；吸能盒斷面以“口”字形、“日”字形和六邊形為主，采用6xxx系擠壓鋁型材；安裝底板和拖鉤套筒采用6xxx系擠壓鋁型材。防撞梁各部位采用的鋁合金材料詳見表1。

表1 鋁合金防撞梁的主要用材

2 汽車鋁合金防撞梁的生產(chǎn)與應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)國(guó)內(nèi)主要有兩類企業(yè)生產(chǎn)供應(yīng)鋁合金防撞梁，一是傳統(tǒng)的鋁型材加工企業(yè)，如忠旺、利源、豪美等；二是汽車零部件鋁加工企業(yè)，如英利、凌云、本特勒等。它們分別利用各自在材料研發(fā)制造或汽車零部件制造方面的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行業(yè)務(wù)和產(chǎn)品拓展(表2)。這些企業(yè)主要分布在東北、中部、華南等地區(qū)(圖2)。

表2 汽車鋁合金防撞梁生產(chǎn)企業(yè)類型

根據(jù)門立忠等人通過市場(chǎng)調(diào)研統(tǒng)計(jì)的65款車型前防撞梁應(yīng)用情況顯示[3]，合資品牌鋁合金防撞梁應(yīng)用比例高于國(guó)內(nèi)自主品牌2倍多(表3)。

表3 汽車前防撞梁應(yīng)用情況統(tǒng)計(jì)表

鋁合金前防撞梁已經(jīng)在合資品牌的中高端車型上基本普及，正在向低端車型以及國(guó)產(chǎn)車型發(fā)展，行業(yè)內(nèi)鋁合金防撞梁應(yīng)用是發(fā)展趨勢(shì)。表4為部分車型鋁合金防撞梁裝配情況。

表4 部分車型鋁合金防撞梁裝配情況

3 汽車鋁合金防撞梁的市場(chǎng)需求

經(jīng)過多年高速增長(zhǎng)，我國(guó)汽車保有量迅速上升。我國(guó)汽車產(chǎn)量從2009年的1379萬輛增長(zhǎng)到2019年的2572萬輛(圖3)，年復(fù)合增長(zhǎng)率為6.4%。我國(guó)汽車行業(yè)在轉(zhuǎn)型升級(jí)過程中，受中美經(jīng)貿(mào)摩擦、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)切換、新能源補(bǔ)貼退坡等因素的影響，2018年、2019年連續(xù)兩年產(chǎn)量下跌，但仍連續(xù)11年居全球第一。

隨著我國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展，我國(guó)鋁合金防撞梁市場(chǎng)也在快速增長(zhǎng)，但整體規(guī)模還比較小。根據(jù)汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟對(duì)于我國(guó)鋁合金防撞梁市場(chǎng)需求及規(guī)模的預(yù)測(cè)，到2020年，我國(guó)車用鋁合金防撞梁市場(chǎng)需求量約8萬t，市場(chǎng)規(guī)模約30億元，到2025年，市場(chǎng)需求量約為14萬t，市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到48億元，到2030年，市場(chǎng)需求量約為22萬t，市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到77億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率約為13%(表5)。

表5 我國(guó)汽車鋁合金防撞梁市場(chǎng)需求及規(guī)模預(yù)測(cè)

4 汽車鋁合金防撞梁的發(fā)展前景

4.1 汽車鋁合金防撞梁市場(chǎng)需求向好

隨著我國(guó)中產(chǎn)階層比例上升，消費(fèi)升級(jí)增速，中高級(jí)別汽車增勢(shì)持續(xù)向好，汽車鋁合金防撞梁高附加值材料的應(yīng)用比例加快，在汽車輕量化、擴(kuò)大鋁應(yīng)用等多項(xiàng)政策加持下，汽車鋁合金防撞梁市場(chǎng)潛力無限。預(yù)計(jì)2030年，我國(guó)車用鋁合金防撞梁市場(chǎng)需求量約22萬t，年均增長(zhǎng)10.4%。

4.2 未來汽車鋁合金防撞梁市場(chǎng)面臨競(jìng)爭(zhēng)加劇

我國(guó)規(guī)模以上鋁擠壓企業(yè)超過800家，生產(chǎn)的擠壓材是我國(guó)產(chǎn)量最大、品種最全、質(zhì)量最優(yōu)的鋁材品種。隨著鋁擠壓行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)趨于激烈，眾多鋁擠壓企業(yè)尋求新的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，逐步延伸鋁擠壓產(chǎn)業(yè)鏈，進(jìn)一步向成品、半成品、零部件等方向發(fā)展。隨著部分企業(yè)向汽車領(lǐng)域擴(kuò)展業(yè)務(wù)，汽車鋁合金防撞梁面臨市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇的局面。

4.3 汽車鋁合金防撞梁面臨新型復(fù)合材料的挑戰(zhàn)

鋁合金防撞梁價(jià)格是普通鋼或高強(qiáng)鋼防撞梁價(jià)格的2～3倍，GMT(玻璃纖維增強(qiáng)型熱塑材料)材質(zhì)防撞梁在滿足同等碰撞要求下，成本比金屬防撞梁低20%～30%，生產(chǎn)周期要比金屬防撞梁縮短10%以上。新型高強(qiáng)鋼、玻璃鋼(纖維強(qiáng)化塑料)、GMT、泡沫鋁合金等更加輕量、吸能效果更好的材料不斷涌現(xiàn)，對(duì)汽車行業(yè)選用鋁合金防撞梁帶來一定的不確定性。

5 結(jié)束語

輕量化發(fā)展趨勢(shì)及中高端車型的快速增長(zhǎng)，是我國(guó)鋁合金防撞梁發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)因素。面對(duì)我國(guó)快速增長(zhǎng)的鋁合金防撞梁市場(chǎng)，許多國(guó)內(nèi)企業(yè)和國(guó)外巨頭已經(jīng)或正在布局，我國(guó)鋁合金防撞梁產(chǎn)能未來面臨過剩風(fēng)險(xiǎn)。鋁合金防撞梁生產(chǎn)企業(yè)需要持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝制造到原材料加工等各價(jià)值鏈環(huán)節(jié)的集成與協(xié)同，同時(shí)加強(qiáng)與主機(jī)廠的協(xié)同開發(fā)設(shè)計(jì)能力及綜合服務(wù)能力，形成綜合性競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。