随着新能源汽车对续航里程和安全性要求的不断提高,轻量化与结构安全成为车企竞争的关键战场。液压成形技术的工艺特性,在提升续航里程和结构强度上有显著优势,解决了新能源汽车的以上两个核心痛点。
本期将从技术原理、材料选择和实际应用等维度,重点分析液压成形在新能源汽车的轻量化与结构安全方面的优势。

▲新能源汽车底盘件内高压成形工艺产线现场
轻量化:从“材料利用”到“功能集成”
的多重降本
1. 材料性能优化,实现同等强度下更轻的构件
液压成形技术通过高压、超高压使材料均匀塑性变形,激发金属晶粒的加工硬化效应,赋予了零件更高的比强度(强度/重量比)。
据《材料工程学报》2021某期研究指出,铝合金件采用液压成形其屈服强度较传统冲压件提升20%~30%,并且在满足安全要求的前提下,可减薄材料厚度10%~15%。另外,*城汽车2023年技术公开报告显示,其用液压成形技术研发的镁合金车门骨架较铝合金方案减重40%,但强度仍满足C-NCAP侧面碰撞标准。
2. 结构功能集成化设计,减少冗余用料
传统焊接件需通过多零件拼接实现复杂结构,而液压成形可单件成型封闭截面或多腔体结构,直接消除或者减少连接板和加强筋等冗余部件。
根据特*拉2023年发布会数据,其某型车不锈钢电池包壳体采用3D液压成形,将原本12个焊接件集成为1个整体结构,重量降低18%,同时密封性也得到提高。中国汽车工程研究院测试数据也显示,某车型A柱采用液压成形双层管状结构,较传统冲压焊接方案减重26%,弯曲刚度反增42%。
3. 轻质合金替代钢材的经济性突破
传统冲压工艺对铝合金延展性要求严苛(易开裂),而液压成形的柔性能量输入可突破高强铝合金、镁合金的成形极限。
*汽2023年技术年报指出,采用液压成形的铝合金车门框架较传统钢制方案减重42%,全生命周期成本(含材料、焊缝防腐)降低27%。
欧盟轻量化联盟ELVA数据显示,*马用液压成形开发的超强铝合金B柱,抗拉强度超600MPa,较传统热成型钢减重35%。
安全性:从“局部加强”到“整体抗损”
的全维提升
1. 结构一体性强化,消除安全隐患
液压成形件大幅减少了焊缝或接缝,有效避免了传统焊接工艺的热影响区导致的强度衰减问题。
例如宁**代2023年技术白皮书指出,一体液压成形的铝合金电池包壳体焊缝减少80%,电解液泄漏风险下降65%,并通过了IP67防水认证。
中国C-NCAP官方测试显示,*来ET5液压成形门槛梁在50km/h侧面柱碰试验中,吸能效率较焊接方案提高27%,乘员舱侵入量减少33mm。
2. 多向力学性能优化,应对复杂碰撞场景
液压成形的成形压力分布可控,在新能源汽车零件成形时,可有效调控不同区域的材料厚度与金相组织,针对性提升关键安全位的性能。
比如*众在碰撞测试报告显示,采用液压成形工艺的某前纵梁实现了梯度壁厚结构,其碰撞能量吸收效率提升了40%。
2022年中汽中心研究报告也指出,吉*某型车采用液压成形工艺生产的副车架在10万公里台架振动测试中,焊点疲劳失效风险从传统工艺的7%降至0.2%。
3. 高强材料极限应用,突破传统安全边界
在一些塑性低或者难成形材料的零部件成形中,液压成形技术也有显著优势,可以帮助车企突破传统材料的应用上限,将更高强度材料用于安全关键部件。
比如,沃*沃某车型采用液压成形工艺生产的硼钢A柱,抗拉强度达到了1,500MPa,车顶可承受16吨压力(超国标要求的5倍车重)。
另外,据比*迪工程验证视频数据显示,电池包底部防护层系采用液压成形工艺成形的蜂窝铝板,可承受50吨卡车碾压。

▲我公司采用液压成形技术开发的新能源汽车零部件
协同效应:轻量化与安全的耦合增强
液压成形技术的优势不仅是单一维度改进,更通过“设计-材料-工艺”耦合,实现轻量化与安全的动态平衡:
一方面,轻量化赋能安全,比如减重降低碰撞动能,为安全设计释放冗余(如更厚吸能区);另一方面安全又推动轻量化,如高强材料的应用推动更紧凑轻量的结构设计。
液压成形技术能在新能源汽车零部件领域大量应用的根本原因,在于其通过“更少、更轻、更新的材料实现更高强、更安全结构”的工艺逻辑,破解了新能源汽车“轻量化必损安全”的困局,为新能源车企提升续航,增加安全冗余,实现降本增效。
未来,随着液压成形技术在多材料复合成形以及提升材料成形极限上不断取得创新突破,其在新能源汽车领域的应用还将进一步深化,持续助力新能源车企成功破解续航、安全、成本等多重挑战。

▲我公司采用液压成形技术开发的轻量化一体桥壳
作为深耕液压成形领域第十八年的技术型企业,我公司始终聚焦新能源汽车轻量化发展前沿并持续创新,在新能源汽车底盘件的液压成形技术及其产业化应用方面取了大量成果。尤其值得一提的是,我公司通过自主研发成功将轻量化一体桥壳技术导入产业化应用,目前已实现稳定规模量产,成为我公司轻量化技术应用的标杆案例。

▲我公司轻量化一体桥壳生产线
轻量化一体桥壳采用内高压一体成形工艺,在大幅减少工序并减轻桥壳重量的同时,桥壳的刚度强度,抗拉性能显著提升。在这过程中,我公司进一步突破传统材料应用上限,解决了桥壳琵琶包超大胀幅的难题,并且在桥壳关键受力点-琵琶包斜坡面,实现了增厚态势,进一步确保了桥壳的安全和寿命。目前该系列桥壳已在某知名新能源汽车中大规模应用。
汽车轻量化技术创新战略联盟
承办单位国汽轻量化(江苏)汽车技术有限公司
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