转载自汽车安全与节能学报
论文摘要
随着全球汽车向电动化与智能化转型以及汽车安全评价体系的不断完善,汽车车身安全技术逐步由传统被动安全向融合主被动安全、智能、信息和低碳安全等全域安全的系统化技术体系演化。该文回顾了国内外汽车碰撞安全测试与法规的发展历程;从车身安全角度梳理了汽车用材从传统钢材向先进高强钢、吉帕钢的演进和发展,以宝钢汽车板产品发展为例,介绍了三代先进高强钢的技术特征及车身应用进展。进一步从成形、连接等先进制造技术角度,阐述了材料与制造工艺协同创新对整车安全性能提升的重要作用,介绍了宝钢汽车板SMARTeX安全创新实践,从白车身(BIW)、总成、零件、连接、防腐蚀、数智和低碳安全等维度,构建的“三层七维”全域车身安全解决方案。
背景介绍
经过四十余年的发展,中国汽车工业实现了从“散件组装”到“全产业链自主研发”的历史性跨越,连续多年位居全球汽车产销量第一,并持续向智能化、电动化、高安全和绿色低碳方向发展。汽车工业的快速发展对上游材料工业提出了更高要求。作为车身结构的核心材料,国产汽车钢实现了从依赖进口到全品类国产化替代,材料性能持续提升,为汽车产业发展提供了坚实支撑。其中,以1 000 MPa级及以上超高强钢(AHSS)为代表的高性能汽车钢应用比例不断提高,显著增强了车身结构的碰撞安全性和轻量化水平。宝钢提出并推广“吉帕钢?”概念,推动了超高强钢在汽车领域的广泛应用,为满足更高安全性能、轻量化及绿色低碳发展需求提供了重要材料基础。
图文导读
1. 汽车安全评价体系发展与演变
全球汽车安全评价体系的发展大致经历了3个阶段, 具体见图2所示。第1阶段(20世纪50—70年代),安全设计处于起步阶段,主要关注安全带、刚性座舱等基础被动安全技术;第2阶段(20世纪80年代至2010年),被动安全向系统化发展,各国碰撞安全法规逐步建立;第3阶段(2010年至今),各国安全法规持续完善,随着高强车身比例大幅提升和新能源汽车快速发展,融合主动安全、被动安全及智能驾驶安全技术的系统化安全体系不断发展。1985年,中国汽车技术研究中心(简称中汽中心,下同)成立,标志着中国开始系统构建国家级汽车技术研发、标准制定和检测认证体系。2006年,中汽中心发布首版中国新车评价规程(C-NCAP)并完成首次测试。2018年,中保研发布首批中国保险汽车安全指数(C-IASI)测试结果,从保险视角开展汽车安全综合评价。近年来,C-NCAP结合中国道路环境、新能源汽车和智能化需求增加测试项目;C-IASI更加关注车身结构耐撞性和维修经济性,两种评价体系正逐步形成更适合中国市场的综合安全评价体系。
图2 全球主要安全评价体系的建立与进展
2.车身安全与汽车材料、工艺的协同升级与演化
车身安全是整车安全的基石,而汽车材料与制造工艺是支撑车身安全的核心。先进汽车材料与高精度制造工艺的协同发展,推动了“材料—结构—工艺”三位一体的系统集成,成为现代汽车车身安全性能提升的重要路径。其中,高强钢(HSS)、先进高强钢(AHSS)及热成形钢(PHS)的广泛应用,大幅提升了车身结构的比强度与抗侵入能力;激光拼焊、液压成形、热冲压及一体化压铸等先进制造技术,则为复杂安全结构件的精准成形与可靠连接提供了工艺保障。
中国汽车用高强钢经历了从低强度钢到超高强钢的三代发展历程。从20世纪90年代依赖进口,到21世纪初全面开展AHSS研发,中国逐步实现关键技术突破(见图5所示)。基于2003年QP钢设计理念的提出,宝钢于2006年完成实验室开发,2009年建成当时全球最先进的冷轧与热镀锌共线超高强钢生产线,并全球首发QP980商业化产品,标志着中国高端汽车用钢由追赶迈向局部领先,体现了碰撞安全法规持续升级对汽车材料创新发展的重要推动作用。
图5 宝钢先进高强钢的研发历程
3.为车身安全赋能的宝钢SMARTeX 新能源车整体解决方案
在新能源汽车快速发展和“双碳”战略背景下,面向“绿色、安全、成本”需求,宝钢汽车板推出SMARTeX新能源汽车整体解决方案。围绕新材料、新工艺、数智化、低碳化能力,持续完善高安全、超轻型BCB系列白车身技术体系,从白车身、总成、零件、连接、防腐蚀、数智和低碳化七个维度,构建“三层七维”全域车身安全解决方案,见图6所示。
图6 宝钢汽车板SMARTeX三层七维全域安全车身解决方案
在白车身方面,宝钢先后开发BCB、BCB Plus、BCB EV?、BCB EV? Pro和BCB EV? Meta 共5款白车身,是国内首个完成自主知识产权概念白车身开发的钢铁企业, 见图7所示。其中,BCB EV?和BCB EV? Meta分别获得2021年和2025年中国车身大会十佳车身奖项。
图7 宝钢BCB系列白车身解决方案
在总成安全方面,宝钢推出一体式滑板底盘“伏兮”、一体式双门洞大门环“如翼”、一体式冷/热冲压天幕顶“昇”等高安全总成方案,并在电池包、底盘和座椅总成方面形成系列解决方案。在零件安全方面,宝钢推出DP500、DP600外板解决方案,以及DP1470冷冲压、MS1700辊压、PHS2200-PHS2400热成形等最高强度零件解决方案,进一步完善先进高端零部件产业链平台。
在连接安全方面,宝钢持续突破铝硅填丝拼焊、点焊液态金属脆化及多材料连接等关键技术,开发差异化连接技术,不断提升车身结构安全性、可靠性和制造经济性。
在防腐蚀方面,宝钢建立了覆盖材料设计、镀层开发、冲压成形、连接到涂装匹配的全流程产品开发体系,同时长期开展汽车腐蚀机理研究与失效分析。
在数智安全方面,宝钢汽车板数智化解决方案不仅提升安全碰撞仿真精度,同时保障汽车材料数据应用安全,为汽车设计与制造数字化提供支撑。
在低碳安全方面,宝钢建立了完善的低碳冶金技术路线,具备从材料、零件、总成到整车车身全流程碳排放核算及优化能力。2025年底,宝钢湛江钢铁基于氢冶金的低碳钢产线全线贯通,进一步丰富低碳技术路径,持续为全球汽车产业提供更加绿色、低碳、安全的汽车钢供应链。
总结与展望
该文系统阐述了全球汽车工业的快速发展,以及汽车及关键零部件和总成的安全评价体系的不断完善对汽车车身安全和车身用材安全提出的新要求和挑战;详细介绍了宝钢汽车板推出的系列车身用先进高强钢、吉帕钢?和先进成形工艺,并以SMARTeX新能源车整体解决方案为基础,从全域安全视角,梳理了从材料创新与结构设计、制造工艺深度融合的全面解决方案及其最新进展。该文得出如下结论:1)车身安全是整车安全重要的基础,车身安全需要材料支撑。先进高强钢、吉帕钢等车身材料结合适合的应用技术,为高安全车身提供基础材料保障。2)材料创新以及成形、连接、防腐蚀、总成等整体解决方案在车身安全以及整车安全的协同创新中有重要作用。3)主动安全防患于未然,被动安全是瞬间守护的坚实屏障。安全从设计中来,安全车身的实现是结构设计与材料应用的双重智慧成果。
作者简介
鲍平 宝钢首席工程师
全国五一劳动奖章获得者,现任宝钢股份汽车板首席工程师。长期从事汽车板新工艺、新技术、新产品研发与应用技术研究,深耕宝钢汽车板与汽车产业链的技术合作与联合研发三十余年,主持完成冷成形和热冲压吉帕钢、宝钢汽车板供应商先期介入(EVI)、低碳汽车板、宝钢汽车板BCB 系列白车身等系列关键技术研究与开发,研究成果突破国外多项技术壁垒,填补多项国内空白。主导制定企业及行业标准多项,其作为主要完成人研发的第3 代汽车用先进高强钢淬火配分钢(QP),显著提升车身轻量化与安全性能,成果应用于国内外主流车企。获得国家科技进步二等奖、冶金科学技术一等奖、特等奖等奖项。
文章信息
鲍平,贾方辉,韩非. 从材料到车身:宝钢汽车板SMARTeX 安全创新实践[J]. 汽车安全与节能学报, 2026, 17(3): 296-313.
期刊简介
《汽车安全与节能学报》由清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室承办,是面向国内外征稿及发行的汽车专业学术期刊。期刊现已被国内外多家著名检索机构收录, 包括荷兰《 文摘与引文数据库》(Scopus)、 俄罗斯的《 文摘杂志》(AJ, VINITI, Abstracts Journal)、《 日本科学技术振兴集团( 中国)数据库》(JSTChina)等国际数据库;入选《中国科技核心期刊》《中国科学引文数据库(CSCD)》《中文核心期刊要目总览》(即北大中文核心期刊)、“中国学术期刊影响因子年报统计刊源”。
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