【高强钢】本田燃料电池车FCV如何实现轻量化

      本田2016年3月10日开始在日本租售新款燃料电池车(FCV)“CLARITY FUEL CELL”，该车大量采用高强度钢和铝合金等材料，实现了轻量车身。

    具体来说，车身的约55%(重量比)使用了高强度钢和铝合金等轻量材料，与尺寸相近的中型轿车“雅阁”相比，车身重量减轻约15%。雅阁的轻量材料使用比例为29%。

       轻量材料的具体使用比例方面，1.5GPa级高强度钢(热压材料)约为10%、980MPa级高强度钢(冷压材料)约为20%、780MPa级高强度钢(冷压材料)约为5%、铝合金约为15%、包含GFRP(玻璃纤维强化树脂)在内的树脂材料约为5%。

        其中，1.5GPa级高强度钢板用于中柱、前柱、车顶纵梁和门槛梁等。980MPa级高强度钢的使用部位为车顶侧梁、地板侧梁、前部侧车架等。单从车身骨架来看，980MPa级以上高强度钢的使用比例约为40%。

    该公司在该车的车身骨架上采用了从新日铁住金和JFE钢铁两家公司采购的980Mpa级高强度钢板，特点是成形性优于原来的 980MPa级钢板，形状复杂的部件也可一体成型。

    采用这种钢板的部位是地板横梁、前纵梁及车顶纵梁等。在与该FCV车身尺寸接近的中型轿车——现行“雅阁”上，这些部件采用的是590MPa级和780MPa级的钢板，因为利用原来的980MPa级钢板很难加工。

（高扩孔性980MPa级高强度钢板的使用部位（橙色部分））

  铝合金方面，主要在外板使用了6000系合金。具体使用部位为前发动机罩、翼子板、车门和行李舱盖等。另外，前保险杠防撞梁和车门防撞梁使用了强度比6000系合金高的7000系合金。

       另外，层叠了连续玻璃纤维和不连续玻璃纤维的混合成型GFRP被用于后保险杠防撞梁。前隔板采用树脂与铝合金的混合结构。隔板本身采用树脂制造，连接钢板车身和隔板的部分为铝合金。

    本田新款燃料电池车（FCV）“CLARITYFUEL CELL”的后保险杠部件采用了德国朗盛（LANXESS）的积层型GFRP（玻璃纤维强化树脂，见右图）。通过采用GFRP这种轻量材料，与原来采用钢板部件时相比，重量减轻了50％。本田表示，对于保险杠部件这样的大型部件，利用GFRP一体成型尚属全球首次。

采用的GFRP的母材，也就是浸透在玻璃纤维中的基体树脂，采用的是朗盛的聚酰胺（PA）树脂。玻璃纤维片采用朗盛集团旗下德国Bond-Laminates公司生产的长纤维和短纤维玻璃纤维片，多层层积而成。

     在模具内重叠各片材，使其含浸PA树脂，从而成型。以前采用钢板的方法则必须经过冲压、焊接、涂装等多道工序，费时费力。

    本田计划2018年开始生产采用新款FCV的底盘的插电式混合动力车（PHEV）。不过，由于GFRP成本较高，新一代PHEV是否采用这种材料，负责新款FCV车身开发的本田技术研究所汽车研发中心主任研究员大村孝之表示：“此次是第一次采用高扩孔性980MPa级钢板，今后还考虑在全面改进的量产车上采用。

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