一、奔驰新C级车型概况
第一代奔驰C-glass为2014年欧洲白车身会议亚军车型
第一代奔驰C-glass为2014年欧洲白车身会议亚军车型
图1 2014年ECB会议车型评分结果
第一代奔驰C-glass于1982年上市，经过三十多年的发展，历经W201、W202、W203、W204车型，现已发展到第五代车型W205——2014新C级，如图2所示。奔驰C-glass作为一款中型豪华轿车，一直受到消费者的青睐，是奔驰系列车型中销量最大的车型，也是奔驰所有车系中车型最全的一类。
图2 奔驰C-glass车型的发展历程
历经了5代车型的发展，最新款奔驰C-glass拥有迎合了消费者注重汽车外观的消费潮流，是具有流畅大气的外观，且操控性能强的经典车型。
1.1车型尺寸
新一代奔驰C级在车型长度、宽度、轴距轮距等参数上均有所增加，而在高度上则略有降低，如图3所示。得益于更加流畅的线条设计，其风阻系数由上一代车型的0.26降低为0.24，阻力面积减少了5%，在空气动力学上来说这是非常重要的，可以显著减少汽车生命周期中CO2气体的排放。
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车型长度
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车型宽度
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车型高度
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前轮距
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后轮距
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轴距
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奔驰新C级
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4.686m
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1.810m
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1.442m
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1.588m
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1.570m
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2.840m
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与上一代车型变化
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+95mm
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+40mm
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-5mm
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+39mm
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+18mm
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+80mm
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车身脚印面积：= (前轮距+后轮距)/2*轴距=4.48m2
图3 新一代奔驰C级的尺寸
1.2白车身重量
白车身总重量（包含四门两盖等覆盖件的非油漆车身）：362 kg；
白车身骨架重量：293kg；
图5 白车身总成爆炸图
图9铸造铝合金减震器支座
图10 奔驰C级轻量化的车身骨架结构
图13 覆盖件的翻边连接
1.3车身轻量化系数
该白车身的静态扭转刚度达到了28770 Nm/°，根据公开的数据，按照车身轻量化系数的公式：
进行计算，得到其轻量化系数为2.26。
进行计算，得到其轻量化系数为2.26。
奔驰C级五代车型的轻量化系数如下图4所示。由图可以看出，从1982年上市的第一代车型到现在的车型，其安全性能不断提升，但是轻量化系数却一直在降低。这主要得益于新材料和新工艺的大量应用。
图4奔驰C级五代车型的轻量化系数
二、车身用材分析
新一代奔驰C级车型的白车身零件爆炸图如下图5所示。不同颜色代表了不同种类的材料类型。由图看出，覆盖件用材基本都为绿色标注的铝合金材料。碰撞安全件基本都为紫色标注的热冲压成形件。
图5 白车身总成爆炸图
该白车身总成各种材料的具体应用比例如下图6所示。由图可以看出，白车身主要由钢、铝合金和塑料组成，其中高强度钢（包含普通高强钢、先进高强钢、超高强钢和热冲压成形钢）比例为62.4%，铝合金材料（包含铝合金板材、型材和铸造铝合金）的比例为24.8%。
图6 整个白车身用材比例
通过图7对两代车型的用材对比可以看出，新一代车型的白车身用材得到进一步优化，热冲压成形钢及铝合金材料的比较均有明显的提升。其中热冲压成形钢的比例由3.8%提高到11.9%；而白车身骨架用铝合金材料占整个白车身重量的比例由0.2%提升到7.6%。整个白车身用铝合金材料的比例由3%提高到24.8%。
图7 两代车型W204与W205的车身骨架用材及占整个白车身的比例
3 白车身轻量化技术分析
新一代奔驰C级车型的白车身总成重量为362kg，在车型长度和宽度均增加的情况下，仍较上一代车型减重71.4kg。主要得益于轻量化的结构设计以及热冲压成形钢和铝合金材料的应用，具体体现在轻量化结构设计减重10.2kg，热冲压成形钢减重6.7kg；铝合金结构件减重13.2kg；铝合金覆盖件减重41.3kg。
车身的减震器支座等零件采用了铸造铝合金，如图8所示，不但实现了轻量化，而且使整个车身的扭转刚度得到了明显的提升，一阶扭转频率由54.6Hz提高到56.0Hz，一阶弯曲频率由51.6Hz提高到58.0Hz。
图8 铸造铝合金车身零件和整车刚度
如图9所示，该车型上前减震器支座使用铸造铝合金后使零件总成由10个减为2个，实现减重2.8kg。减震器支座采用铸造铝合金材料，在高端车型上已经得到较多应用，如奥迪A6、奥迪A8、奥迪Q7、路虎揽胜、卡迪拉克ATS、宝马5系、宝马E70等车型。
图9铸造铝合金减震器支座
由于在A柱、B柱加强板、前挡板、中通道等安全结构件上大量应用了热冲压成形钢，如图10所示，再加上优化了的结构设计，使整车具有较高的安全性能，E-NCAP结果为五星。
图10 奔驰C级轻量化的车身骨架结构
通过优化的结构设计，使正面前碰时候有4个独立的能量传递路径，大量的碰撞动能传递给纵梁和A柱，然后纵梁和A柱将碰撞能量分成若干小的能量流被单个钣金零件吸收，如下图11所示。侧碰时候能量通过门槛梁、B柱、门防撞板等传递到车身钣金零件吸收。其中B柱加强板的热冲压件仅连接到B柱本体下端，而未与门槛相连，主要是考虑到B柱测碰时上下端侵入量的差异化，上端变形小，而下端变形大，实现对乘员保护。
图11 碰撞时候的能量传递路径
4.白车身连接工艺分析
由于在白车身中应用了近25%的铝合金材料，故而其连接工艺也有别于传统钢板车身，运用了大量的铆接和胶粘接等工艺。车身结构件应用了“ImpAcT”连接方法，如下图12所示，与传统的铆接和螺钉连接都存在一定的差异，而且中间有粘接胶。
图12 连接工艺示意图及剖面图
铝合金覆盖件的翻边连接也有别于传统的钢板，由图13可以看出，翻边的间隙中均有粘接胶填充，这样不但增加了连接的强度，而且提升了整车的NVH性能。
图13 覆盖件的翻边连接
下表列出了该款奔驰C级车型白车身连接方式的等价焊点数，经过折合计算整个白车身的等价焊点数达到7789个，保证了车身的强度和刚度。而且在该白车身连接中用到了铝合金材料的点焊和螺柱焊，焊点数量分别达到316个和32个，这在以前的的铝合金材料车身中比较少见。激光焊接的焊缝长度达到12885mm，胶粘接的长度达到187912mm，这些先进连接工艺的大量应用保证了白车身的强度和刚度。
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连接技术
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连接点数量或连接长度
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等价焊点数量/个
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测算依据
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点焊（钢）
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4441
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4441
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1：1
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点焊（铝）
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316
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472
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0.67：1
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螺柱焊（钢）
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363
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542
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0.67：1
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螺柱焊（铝）
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32
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64
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0.5：1
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半管形铆钉
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331
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662
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0.5：1
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冲压连接
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202
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301
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0.67:1
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流钻螺钉连接
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20
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40
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0.5：1
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激光焊接（钢）
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12885mm
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390
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33mm=1WSE
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远距离激光焊（钢）
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180
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180
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1:1
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“ImpAcT”连接
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80
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80
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1:1
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MIG钎焊
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1323mm
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53
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25mm=1WSE
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胶粘接
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187912
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564
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333mm=1WSE
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5. 小结
新一代奔驰C级已在北汽奔驰国产，官方指导价区间：32.58万-47.9万。作为一款入门豪华车，基于奔驰先进成熟的车身设计与用材技术，采用多材料混合的轻量化用材理念，铝合金材料及热冲压成形钢等轻量化材料得到了大量的使用，不但实现了轻量化而且保证了整车的安全性能。整个白车身重量仅为362kg，仅相当于部分自主品牌A0级车型白车身的重量水平，而且安全性能还超过自主品牌车型。
根据奔驰C级的市场定位，现有国产乘用车用材还无法直接与其对标，毕竟产品定位相差甚多。但剔除国产品牌与国际豪华品牌的品牌溢价因素，自主品牌乘用车售价在20-25万以上的车型用材可以参考。目前国内自主品牌确有部分车型售价已覆盖范围，如红旗H7，绅宝D80等车型，但这些车型用材和设计理念还是传统的以钢为主，车身仅是部分零件采用非钢质材料，如铝合金保险杠横梁，发动机罩盖等等。自主品牌寻求品牌向上的发展路径是值得赞赏的，也是企业生产和行业发展的必然选择，但产品档次与品牌溢价，必须有与之相匹配的技术积累，并应用到产品上。以此来看，自主品牌车型轻量化材料及工艺的应用道路仍然任重而道远。
从整个行业的趋势来看，短期内奔驰C级的相关轻量化技术并不能迅速移植并量产，但随着汽车业竞争的日益加剧，每个品牌都在寻求自己的品牌DNA，必将缩短一些看似“遥远”的汽车用材与轻量化新技术。对于有敏锐市场洞察力和快速决策机制的国内车企已经在行动，那些以固步自封的企业必将在新一轮的汽车技术改命中被市场所抛弃，会在3-5年内见分晓。
纵观奔驰C级的用材，给国产自主品牌的一点建议：铝合金板材和压铸铝合金件的应用研究重视，多材料混合是个不可逆的趋势，在这个过程中，你需要做什么？！
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