1.2 汽车车身发展现状

1886年1月29日,德国科学家卡尔·本茨制造出世界上首辆三轮汽车,车身沿用了三轮马车传统的木制结构。受到动力和续航能力的限制,为了减轻车重,在相当长的一段时间内木制结构车身一直存在。然而,老式的木制车身类似非承载式结构,承载能力很差,导致其结构强度很低,碰撞安全性很差,且木制车身还很容易引起车体的燃烧。

为了提高车身结构强度及安全性,钢材在车身上的应用逐渐增多。第一个具有很强承载能力的钢结构车身是创造了汽车神话的福特T型车,是福特公司在1952年生产的新结构车型,而后福特汽车就不再使用木板,改用铁皮来制造车架。福特T型车的出现使轿车产量得到了空前的巨大提高,自此,轿车车身才真正意义上进入了钢结构时代。随着新车身结构的诞生,车身的连接技术也发生了改变,木制车架的螺纹连接和铆钉连接逐渐被焊接所取代。焊接不仅使得车身连接强度增大、安全性提高,还大大提高了车身的密封性能,减轻了车重,降低了车内噪声,获得了更好的行驶舒适性。

由于车身技术的发展,非承载式车身重量大、重心高、空间利用率低、舒适性差的缺点逐渐暴露出来,慢慢转变为承载式车身。实际上,承载式车身是由文森卓·兰西亚于1925年发明的,这种结构的一大特点就是将车身和车架合二为一,车身的承载能力和强度都得到了很大的提高,轿车承载式结构车身也一直沿用至今,并得到了不断的完善和发展。目前,绝大部分的乘用车车身都是采用承载式车身,仅有少数的纯越野车仍然保留着非承载式车身。

随着汽车保有量的增加,汽车废气排放带来的环境问题和对石油资源的过度消耗引起的能源问题日益严峻,节能、环保和安全技术成为当前汽车制造业的三大主体。且2020年发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中提出,我国汽车产业碳排放将于2028年先于国家碳减排承诺提前达峰;至2035年,碳排放总量较峰值下降20%以上,新能源汽车市场占比超过50%,燃料电池汽车保有量达到100万辆左右。汽车产业逐渐向电动化转型,现代车身正朝着更轻、更安全的方向发展,新材料和新工艺层出不穷。汽车车身是整车重量占比最高的部分,是轻量化潜力最大的领域,车身用料从原来的单一材料变成了多材料复合,出现了钢、铝、镁、碳纤维等材料复合式车身,轻量化新材料的选择和应用给汽车制造工艺技术带来了新的挑战。