汽車儀表板橫梁(Cross Car Beam，CCB)是儀表板總成的重要組成部分。圖1所示為儀表板橫梁及其環境（jìng）件，CCB為儀表板本體及其附件、安全氣（qì）囊、轉向管柱、空調箱體等零部件提供承載固定。它直接與車身相連接，承受並（bìng）傳遞支撐和連（lián）接的零部件的載荷，直接影響著整車的（de）工程設計、駕駛操作（zuò）和安全性[1]。乘用車常采用的CCB為鋼梁焊接（jiē）金屬支架結構，隨著整車輕量化技術的發展，近年來（lái）出現了多種新的CCB技術方案。單純從選（xuǎn）材種類角度可以分類為：(1)鋼製（zhì）儀表板橫梁（liáng）。包括鋼衝壓焊接型和鋼管梁（liáng）型，采用不鏽鋼或（huò）普（pǔ）通鋼材焊接成型；(2)鎂鋁合（hé）金輕金屬儀表板橫梁，簡稱為輕金屬CCB。包括鋁合金型材焊接和鎂合金壓鑄成型；(3)輕金屬與非金屬複合材料混合型儀表板橫梁，簡稱為混合型CCB。采用鋁合金（jīn）型材和塑（sù）料一體注塑成型後裝配鎂合金壓鑄件；(4)全塑CCB。采（cǎi）用玻璃纖維或碳纖維複合材料注塑成型[2-4}。各大整車廠對CCB的輕量化進行了不（bú）同程度的開發與應用研（yán）究[1，5]。但是，對於乘用車CCB輕量化（huà）技術在（zài）現階段（duàn）應用的成熟度、發展趨（qū）勢以（yǐ）及輕量化與整車成本的關係等，還（hái）需要進一步研究。基於A2MAC1係統平台，抽檢近20年來的63款量產車型作為分析對象，涵蓋歐係、美係、日韓係、國產品牌具（jù）有代表性的車型，抽樣數量分布（bù）見圖2。
3.1 儀表板橫梁選材及質量現狀
對抽檢的量產車型CCB按選材（cái）種類進行質量（liàng）統計，抽檢車型橫梁的質量分布如（rú）圖3所示，可知（zhī）：(1)目（mù）前量產車型仍以鋼製CCB為主流，輕（qīng）金屬CCB和混合型（xíng）CCB的數量僅約占1/4。且輕金屬CCB方案多於混合型CCB方案，抽檢車型中無全塑CCB量產方案；(2)根據不同車型及（jí）CCB結構設計，鋼製CCB的質量分布（bù）為5～13 kg，平均質（zhì）量約8 kg；輕（qīng）金屬CCB的質（zhì）量分布為4～8 kg，平均質（zhì）量為5～6 kg；混合型CCB的平均質量為（wéi）3～4 kg；(3)相較於鋼製CCB，輕金屬CCB和複合（hé）型CCB輕量化效果明顯，且混合型CCB具有更（gèng）大的輕量化潛力，可（kě）認為是現階段最先進的輕量化技術方案。
3.2 儀表板橫梁輕量化技術分（fèn）析
對抽檢的量產車型CCB按車型（xíng）品牌（pái）類別進行質量（liàng）統計，抽檢（jiǎn）車（chē）型CCB的質量分布如圖4，可以發現，歐係車型（xíng）的CCB平均質量明顯低於其他品牌車型。這是因為歐係車型應用輕量化方案比例較高，由圖5可見歐係車（chē）型CCB輕量化（huà）方案應用比例超（chāo）過50%，且輕金屬和混合型方案均有量產車型應用。反觀其他車型，美係和自主車型僅有少量輕金屬（shǔ）CCB應用，日韓車（chē）型則基本均（jun1）為鋼製CCB。圖4 不同車型品牌儀表板（bǎn）橫梁質量分布統計圖5 不同車係儀表板（bǎn）橫梁技術方案統計（jì）
由分析可知（zhī），相較於美係、日韓（hán）和自主品牌車型，在現階段歐係車（chē）型的CCB輕量化技術處於領先地位，且存在（zài）輕金屬（shǔ）和混合（hé）型（xíng）CCB 2種輕量化方案。以歐（ōu）係中有代表性（xìng）的4家車企近20年（nián）來的車型為統計對象，在數次改款的過程中，各家車型的CCB方案的（de）變化趨勢如圖6所示。奔馳部分車型總體上經曆了從鋼製CCB到輕金屬CCB，最（zuì）後到混合型CCB的技術（shù）發展路徑，混合型CCB為其現階（jiē）段的主流輕量化方案（àn）；而寶馬、奧迪和大眾現階段主流輕（qīng）量化技術是輕（qīng）金屬方案；與（yǔ）此同時，出於成本考慮，歐係仍有部分車型采用鋼製CCB方案。圖6 歐係車型CCB輕量（liàng）化技術（shù）趨（qū）勢
3.3 輕量（liàng）化技（jì）術與整車價位關係分析
零件輕量化技術的（de）應用，往往不可避免（miǎn）地帶（dài）來成本的增加，各主機廠一般會製定車（chē）價定位與輕量化方案策略。圖7列舉了部分搭載輕量化CCB方案的車型價位分布情況（kuàng），可見搭載輕量化CCB的車型定價一般大於30萬元（yuán），但同時也可以看到低價位（wèi）車型采（cǎi）用輕量（liàng）化方案的可行性。圖7 搭載輕量化CCB方案的車型價位(最低配（pèi）置)分布
3.4 混合型CCB關鍵技術（shù）分析
以圖8所示的某車型混合型CCB為例，該CCB采用鋁合金管材作為嵌件（jiàn），注塑塑料後采用FSD工藝裝配鎂合（hé）金壓鑄件。成（chéng）型工藝流（liú）程如圖9所示，成（chéng）型核（hé）心技（jì）術在於將表麵處理（lǐ）後的鋁合金主管梁在注塑模具內通過（guò）高壓水進（jìn）行漲型，解決了鋁合金（jīn）管梁與模具的貼合（hé）問題，從而實現塑料材料的注塑（sù）成型。另外，通過鋁合金的表麵處理及與塑料的咬合結構設計（jì），實現鋁合金與塑料支架的高（gāo）強度（dù）連接。圖8 某車（chē）型（xíng）混合型儀（yí）表板橫梁作為（wéi）現階段最先進的（de）輕量化技術方案，混合（hé）型CCB成本較高是阻礙其廣泛應用（yòng）的主要原因。據調研，相比於鋼製CCB約100元/件的價格，混合型CCB成本約400元（yuán）/件以上。根據現有混合型CCB方案，對其低（dī）成本化提出以下建議：(1)材料成（chéng）本角度。使材料國產化（huà）或（huò）者用低價格材料（liào）替代，如采用（yòng）長玻纖（xiān）聚丙烯材料替代玻纖增強尼龍材料；(2)模具（jù）、設備成（chéng）本（běn）角度。研究用鋁管材精（jīng）加工替代鋁管高壓水漲（zhǎng）型的可行性，以降低設備成本；同時結合塑料支架分（fèn）塊（kuài）注塑的方式，降低模具成（chéng）本；(3)結構設計。避免（miǎn）主管梁彎梁設（shè）計，降（jiàng）低成型工藝難度；(4)實現儀表板橫梁開發平台化，降低（dī）零件開發費用均攤成本。
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