IABC 2021 美国大会的九大要点

减少汽车制造商管理 = 加快上市
电动车比内燃机汽车更安全
IIHS 的侧碰 2.0 规范和背景
这里是特大型 BIW 构件
数字孪生技术加速 BIW 验证过程
薄壁汽车结构的横向抗挤压强度快速计算
如何在 BIW 指标中获得显著的收益： 2022 Honda MDX
调整 Ford C2 平台以形成一体式皮卡： 2022 Ford Maverick
优化能量吸收： 2021 Nissan Rogue

IABC 第一大要点

福特公司通过更少的管理介入，开发 2022 款 Maverick 缩短了20 个月。

2022 款 Ford Maverick 的开发速度比福特历史上任何一个车型都快了 20 个月。福特公司的企业产品寿命管理副总裁 Jim Baumbick 解释道：

"...鲜为人知的是我们略去了 95% 的高级领导讨论会（我们产品批准的传统形式）。我们创造了一个这样的环境，即领导层每周基本上只出现一次。

每周五都有一个两小时的机会，如果某位领导需要互动或者想要了解情况，他们可以在那时出现，并获得最新咨讯。但更重要的是，开发团队制定了一个日程，确定他们需要领导团队提供哪些帮助来实现最终目标：一辆汽车的开发比以往快 25 个月。"

Maverick 的制造商建议零售价为 $19，995（！）。

IABC 第二大要点

电动汽车比内燃机汽车更安全

高速公路安全和损失数据研究所保险协会 - (IIHS-HLDI) 的 David Zuby 讲述了电动汽车 (EV) 与其相同规格的内燃机（ ICE ）车比较，具有哪些优势：

更低的保险索赔几率。
维修成本与 ICE 车型大致相同。
身体受伤索赔降低 22% 。
人身伤害保护索赔降低 40% （又称 " 无过失 " 保险）。
医疗保险支付费用减少 41%。

IHS-HLDI 的结论： EV 的投保费用应低于 ICE 同类产品。

但是，电动汽车在碰撞期间会对其他车辆造成更多损坏，这可能是由于它们的电池重量更高。 [ SSAB 引领着汽车设计师如何在未来的电动汽车设计中解决这一挑战。]

Zuby 继续说道：雪佛兰 Bolt、日产 Leaf 和特斯拉 Models 3 和 Models 4 与它们所在细分市场中的 ICE 车型（不仅仅是它们对标的同规格产品，也包括其他同类产品）相比，表现更出色。 Leaf 在市场上已经有足够长的时间来收集具有统计意义的数据，与同类产品中的 ICE 汽车相比，它的事故死亡率是较低的。

EV 与 ICE 同类产品在非碰撞火灾方面没有明显的区别。目前，没有足够的数据来得出关于电动汽车碰撞后起火和死亡人数的结论：电动汽车碰撞后火灾死亡人数（火灾是最有害的事件）为个位数字。

IABC 第三大要点

侧面碰撞 2.0 测试 : 制造商渴望获得更高评级

Becky Mueller 概述了从侧面碰撞测试 1.0 到 2.0 的最显著变化，其中 IIHS-HLDI 正在尝试对像 Ford Explorer 那样尺寸规格的中型 SUV 进行模拟。 2.0 测试：

可移动变形壁障 (MDB) ，又名“碰撞车”，速度从 50 公里/小时增加到 60 公里/小时，垂直从侧面撞击。
将 MDB 重量增加到 1900 kg，以对应当今行驶的 SUV 和皮卡。速度和重量同时变化意味着新的 IIHS 侧面碰撞 2.0 测试比 1.0 测试提供的能量高 82%。
在 MDB 中添加悬架以获得更一致的滚动（即减少跳动）。
更新已有 20 年历史的MDB 壁障面，以反映当今 SUV 和皮卡的设计，表现在更低的总高度、更厚的屏障以及更高的壁障刚度。

IIHS-HLDI 发现， B 柱的最大侵入量是一个高效的死亡估计指标 — 将侵入量降低 20厘米，死亡人数将降低 25%。

IIHS-HLDI 起初对 15 辆小型 SUV 车的侧面碰撞 2.0 测试得到了一系列结果：从仅 3 厘米（B 柱到假人中心线；即不好）到 23 厘米，被认为是 " 优秀 "（" 好 "也仅只超出了小型女性假人生存空间所需的范围）。

B 柱侧碰时侵入量越少，存活几率越高，与乘员骨盆的距离是关键指标。图片由美国弗吉尼亚州阿灵顿高速公路安全和损失数据学院保险协会提供：www.iihs.org。

此外，虽然当前的小型 SUV 设计能够很好地保护头部和上躯干，但根据侧面碰撞 2.0 测试，可以确定某些车型的下躯干和骨盆仍然脆弱，需要在 BIW 安全设计中采取对策。

更高比例的安全边界（图表右侧）意味着受伤几率降低。 "HIC" 表示头部损伤标准。图片由美国弗吉尼亚州阿灵顿高速公路安全和损失数据学院保险协会提供：www.iihs.org。

正如 IIHS-HLDI 之前报告的那样，在 2.0 测试中，门的变形似乎更高。 IIHS-HLDI 已计划在其 " Top Safety Pick 2023 " 中使用新的侧面碰撞 2.0 测试。

IABC 第四大要点

新型 " 超大尺寸 " BIW 组件简化了汽车模具和装配

就门而言，Gestamp 在制作所谓的 " 搭接坯料热冲压门环 " 时采用了一些大胆的新方法，Paul Belanger 说道。这是他们超大尺寸白车身产品的延续，现在包括整体门环、一体式地板和环框。

门环的" 超大 "目标是减少 BIW 零件的数量、简化生产和组装、降低成本、提高安全性和减少 CO₂ 排放。为满足日益增长的安全要求而优化门环开发，Gestamp 通过使用超大尺寸的模具，将八个零件整合到一个热成型钢（PHS）零件中。

节省模具成本

左图展示了 " 超大尺寸 " 概念集成/减少零件的能力，在这种情况下，八个零件整合成一个热成型的超高强度钢制零件。右图显示了整体式 UHSS 门环的超大热冲压模具。图像由 Gestamp 提供。

Gestamp 采用这种新技术解决方案，把坯料叠在一起，通过点焊连接在一起，使用简单的点焊坯料为市场提供了一种全新的替代方案。 Gestamp 的新系列生产线不需要激光焊，而是使用点焊，可根据需要轻松调整坯料和焊接点。最大程度集成的门环设计具有成本效益，同时提高了关键区域的刚度。

Gestamp 的搭接加强解决方案无需激光拼焊，简化了焊接过程。搭接面可以用来增加关键位置的刚度。图像由 Gestamp 提供。

IABC 第五大要点

" 虚拟装配参考 " 加快 BIW 验证过程

设想一下一种数字白车身组装方法，它可以验证您的工艺流程，同时预测和防止通常在实物零部件到达之后才发现的问题。这就是 Todd McClanahan 描述 AutoForm Assembly 使用虚拟装配参考方式，其他人可能称之为数字孪生。

虚拟装配参考（即 VAR）将使装配达到其预期的目标精度。在项目的早期工程阶段找到这些新的目标形状结构，使制造商能够免除对模具的反复修改，节省时间和成本。 VAR 提高工程师对单个零件和整个装配总成之间关系的理解，作为有效设计补偿策略的一部分，为组件设计新的目标几何形状。目的是在开发后期减少对构件的修改，降低模具和设备成本，同时尽早实现 " 高成熟度 " 和可靠性 — 从而最大程度地缩短交付周期。

IABC 第六大要点

薄壁汽车结构的快速评估方程式

福特和 Altair Engineering 联合提出了一个新方程式，用于快速估算多单元薄壁结构在三点弯曲载荷下的横向抗压强度。他们的目的是创建一个有用的工具，以便快速评估不同的设计配置。

该方程式基于薄板失稳的基本结构力学原理，辅以经验系数来表示薄壁多单元结构的几何约束。用于预测薄壁截面最大横向抗压强度的半经验方程式已从物理测试和有限元模拟模型收集的数据中得到验证。

IABC 第七大要点

2022 Honda MDX： BIW 指标显著提升

在 IABC 2021 上，所有汽车制造商都在关注的一个主题：怎样达到最高碰撞评分？本田是通过创新 BIW 设计和更高强度材料的组合来实现目标。对于材料方面，2022年全新设计MDX采用 60.9% 高强度钢和 8.8% 铝，实现了：

碰撞时上部纵向载荷传递路径增加了 68%
副车架载荷路径受控弯曲度提升 29%
门槛承载能力提高 34%
A 柱承载能力提高 10%

用于前围板的新型 1.0 mm 780T MPa 先进高强度钢减重 3.3 kg（取代之前的 1.2 mm 590Y 面板），同时减少了对客舱的碰撞侵入。

重新布置车门防撞梁将载荷分配到立柱和门槛，增加对侧面碰撞的能量吸收。车门防撞梁与车体结构重叠，将荷载直接转移到车体下部结构件上。因此， B 柱对驾驶室的侵入减少了 34%。

2022款 MDX 有四段拼焊门环，坯料采用激光焊接的 1500 MPa 热成型钢（PHS）定制。使用高性能结构胶长达二十三米，以改善车体刚度。（另一位 IABC 主持人 Henkel 报告了关于焊接车辆与焊接/胶粘车辆的大量测试数据，表明胶粘后金属结构的车身刚度和能量吸收得到改善，同时还提高了疲劳耐久性。）所有这些车身刚度的努力使 MDX 的整体扭转刚度提高了 32%，从而改善了操控响应度、NVH 和乘坐舒适性。

IABC 第八大要点

2022 Ford Maverick：调整 C2 平台形成一体式卡车

除了开发速度快之外，2022 款福特 Maverick 皮卡还展示了许多新颖的车身设计。

首先，福特尽可能地使用现有的 C2 平台。但其全新的 Maverick 一体式车箱后地板意味着后纵梁结构的全新设计，连接脚踢板和门槛延伸板、货箱底板、后门槛加强板以及保持后挡板缝隙的 D 柱加强板。

Maverick 皮卡车厢和驾驶室之间的过渡比典型的一体式车厢上看到的纵梁过渡更醒目。新型 " 梁套梁 " 设计将纵梁分成两个冲压件，以便 :1）满足纵梁的深度需求；2）提高截面的稳定性；3）优化后纵梁与驾驶室后门槛之间的连接。 Maverick 货箱上半部分和驾驶室的集成使得货箱顶部内部和外部纵梁连接到 C 柱结构。

2022 Ford Maverick 是一种全球性车辆，能够满足世界各地的安全标准。

超高强度钢与各种其他材料恰当地结合使用，通过材料强度和碰撞能量控制来保护乘客舱。 Ford 指出，多年以来，正面碰撞要求已演变成严苛且复杂的模式，推动了能够高效处理多个方向碰撞载荷的前端开发的需求。

作为响应，福特开发了其三维载荷传递路径（3DLP）策略，以利用前端子系统（上纵梁、纵梁、副车架）来管理前端垂直和横向的各种碰撞能量吸收。 3DPL 通过及时部署结构子系统，将所有前端子系统耦合，优化碰撞冲击，从而在各个方向更好地进行能量管理。

IABC 第九大要点

2021 Nissan Rogue: 优化能量吸收

2021款 Nissan Rogue 的风阻系数 (Cd) 总共降低了 5%，部分归功于其造型（细分市场最佳，-1% Cd）、3D 轮胎导流板（-5% Cd）、主动式格栅，底部盖板，优化的后端（后扰流板/灯组合）和优化的 A 柱形状。

2021 Rogue 的被动安全设计采用 UHSS，扩大了热成型钢的使用范围，以满足重量以及排放和安全要求。地板梁内有多个载荷传递路径，有助于将冲击力从乘员位置转移开。 Rogue 还有一个平滑连接的新平台，可以更好地分配轴向负载，提供最佳的能量吸收。 Rogue 的吸能翼子板和引擎盖结构减轻对行人头部的撞击，同时能量吸收垫降低了对小腿部的冲击。