北京航空航天大学机械学院李小强教授团队在新能源汽车一体化制造领域取得系列突破

（通讯员 王丹）针对新一代汽车对轻量化、高性能、高效率制造的重大需求，机械工程及自动化学院李小强教授团队围绕超高强钢管梁车身构件热气胀成形工艺及应用开展研究，创新性提出电辅助热气胀成形加工方法，针对热气胀现有工艺加热时间长、效率低、表面氧化严重的问题，涂层管、裸管在保证表面质量的前提下加热时间由现有工艺8分钟分别降到1分钟和8~10秒钟，同时依靠热气胀高效冷却和形性协同调控技术，实现了3.5毫米厚2GPa级超高强钢B柱管梁零件一体成形制造。该成果已在极氪MIX、福特Bronco等车型上实现批量应用。

图1超高强钢管梁车身构件热气胀成形工艺及技术应用

本研究在国家科技重大专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目支持下，形成了自主知识产权的设计方法、适用材料和成套工艺，为汽车管梁车身正向设计、极限轻量化和安全性提供了技术支撑，获得了中国汽车工程学会技术发明奖二等奖。

图2 李小强教授（中）在中国汽车工程学会年会领奖

以上述研究作为基础，团队围绕汽车多元材料一体化成形领域继续突破，创新性地将热气胀工艺与压铸工艺、注塑工艺相结合，成功开发出多元材料一体化成形装备。该技术及装备实现了钢铝塑等异质材料的高精度成形，可制造具备碰撞吸能区、高刚性骨架区等多功能分区的复杂管梁笼式车身部件，优化了汽车上车身一体化成形技术。同时该技术通过创新性得将焊接接头采用铸件替代，减少了连接件带来的额外重量，而且缩短了生产装配流程节约了厂房占地面积，助力高性能管梁笼式车身高效生产。

图3 多元材料一体化成形装备及原理样件

同时团队围绕下车身一体化压铸成形展开研究，创新性地提出“电辅助压铸”概念，相关研究成果由团队博士张宗江发表在材料制造领域著名期刊《Journal of Materials Processing Technology》（https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2025.118827）。该技术通过引入可控电流场与压铸工艺相结合，改善了材料流动充型能力并抑制气孔与缩松缺陷，并利用脉冲效应实现组织优化调控。该技术为降低大型一体化压铸件所需压铸机吨位、实现大型一体化压铸件原位性能提升提供了新的解决方案。

图4 纯铝电辅助凝固研究（完成人：李小强，张宗江）

相关链接：https://m.sae-china.org/news/notices/202409/6506.html

https://pss-system.cponline.cnipa.gov.cn/documents/detail?prevPageTit=changgui

https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2025.118827

（审核：从保强）

编辑：贾爱平