【技研】副车架，选铝的？选钢的？
副车架的选材问题，集中讨论还是在这一波汽车电动化的进程中。续航里程的压力，迫使全车轻量化。底盘上能大规模优化的地方不多，钢制副车架就成了一个大目标。但重量和价格永远是一个对立面，如何取得一个平衡，就成了一个问题。今天我们就来讨论下，各种材料及工艺下的副车架如何选择。本文仅代表小编观点，欢迎大神指出讨论。
密度小，轻量化的理想材料
强度高，可减重40%
耐腐蚀性好
回收再利用率高
工艺成熟，设计灵活
副车架概述
目前铝制副车架供国内的供应商资源较少。
位于低成本上游零部件供应商往往没有能力打破障碍，量产的验证测试非常复杂。如果没有项目支持，一般供应商很难大笔资金去投入生产线制造。而且副车架的运输不方便，副车架供应商的工厂地理位置一般位于整车厂附近，以减少运输和质量成本。
通常只有已经向某整车厂提供整个集成底盘系统的供应商，才有能力开发铝合金副车架。例如汇众。
还有一些合资的供应商在国外已经有成熟的开发经验，直接引入国产化，这种难度要比国内全新设计投产要小的多。比如卡斯马。
下面是小编了解到的国内供应商的一些制造工艺及客户。如有差异，请以各供应商宣传为准。
工艺路线分析
比较铸铝
与钢比减重可达40%
中空低压铸造和中空高压铸造改进工艺和设计自由度
铸造形状可达到功能集成化
中空低压铸造相对于单体实心低压铸造的额外成本可以令人接受
拓扑最优化级
- 壁厚更厚
- 非空心的单体铸件有较低扭转刚度且没有底切
- 合金开发方面受限，没有显著进步
- 无法对应于不同传动系统、轮距和中心距离设计模块化系统
- 不能混合不同合金
比较挤压铝
与钢比减重可达50%
相对薄壁结构，体积较小
容易与其它系列合金组合
合金可以混有管材、型材和板材
液压成型提供高度的几何尺寸最优化
先进的焊接工艺降低其扩大应用的障碍壁垒
可以对应于不同传动系统、轮距和中心距离设计模块化系统
- 拓扑优化级别略低
- 需要密集成型，连接工艺和多个部件
比较定制轧制坯料/定制轧制管/先进高强钢/超高强钢
与普通钢比减重可达50%
薄壁结构需要的空间更少
易于与其他合金组合
变形钢技术可以使用混合合金钢
液压成型提供最高度的几何尺寸最优化
轻量化性价比最佳
先进的焊接工艺降低其扩大应用的障碍壁垒
可以对应于不同传动系统、轮距和中心距离设计模块化系统
- 拓扑优化级别略低
- 克服或防止高反弹有难度
- 超高强钢易于破裂，所以需要控制非常合适的焊接参数
影响因素
影响主机厂选择材料工艺和连接技术有多个因素，这些因素影响对材料，工艺和供应商的决策。以下标准被列为因素，但尚非详尽无遗：
平台和技术路线战略
产品定义/车辆性能，重量和成本之间的平衡点
生产和销售的地区/国家
目标主机厂的理念应该顺序是：a.创新/优质领导者b.运动型/高性能车c.主流/大众市场的参与者d.低成本/预算的汽车
空间，扭转刚度，碰撞载荷路径和碰撞设计等
概念设计/动力传动系统，车桥几何形状，转向，防噪，声学等
在全球其他地区有较重的减重压力
平台战略是有关工艺和材料的重要驱动因素。
MQB就是具有不同副车架的典型多车线平台。
VW CCfront cast AL subframe
结论
•一般在高级汽车/品牌中，铝合金副车架很常见，一些主机厂会将其安装在D级轿车领域。
•空心高压铸造和低压铸造/ 差压铸造也是可选项，如戴姆勒C级副车架，本田雅阁(2017车型)和一些沃尔沃以及捷豹车型。
•主机厂倾向于将其内部生产铸造线集中于限定的工艺和应用，达到规模经济和精化生产线。
•主机厂宁愿在更轻的非簧载质量边缘导向的铝制组件上花更多的钱，如控制臂，轮架，轮毂等来平衡成本和减重与功能集成，铝合金副车架应用已失去优先权。
•传统内燃机汽车的动力传动系统逐渐瘦身，可以通过新的铁合金、铝以及塑料来减少尺寸和重量。
•国外高强度材料多为大型厂家的专利或独自配方，几乎无法获得；国内的的原材料市场很大，但质量参差不齐，需通过自制研发确定成分配比等要求。
小编认为：如果车型定位较低：
副车架轻量化的最佳材料/工艺选择(成本与减重平衡)应该是定制轧制坯料(TRB)/定制轧制管(TRT)，先进高强度钢(AHSS)，超高强度钢(UHSS)。在各种铝合金悬架副车架设计类别中，将混合工艺结构(空心铸造，挤压或与钢材混合)视为优于与单一材料副车架。
如果车型定位较高：铝副车架的使用带来的附加值是提高整车的科技感以及宣传点。
