PDCPD材料及其輕量化技術在房車上的應用

關鍵詞：聚雙環戊二烯（PDCPD）；房車開發；輕量化

0 前言

隨著人們對自由行和戶外生活方式的追求不斷提高，房車作為一種便捷舒適的移動式住宅逐漸受到了廣泛關注和青睞。智能科技的不斷進步，推動了房車行業快速發展，當前智能雙發電能管理系統已經在房車行業得到了大規模商業化應用［1］，極大提高了房車用電的便捷性。

近年來，電動化已成為交通行業發展的重要趨勢，對于房車制造商來說，新能源車型成為一種新的發展方向，如增程式新能源房車［2］。為滿足房車用戶的用電需求，房車上使用的新能源電池容量越來越大，電池組容量已從匹配智能雙發電能管理系統的14 kW·h 提升到匹配增程式混合動力系統的30～40 kW·h。電池容量增大的同時，電池的質量和體積也隨之增大，使得新能源房車的整備質量也在增大，這是個無法忽視的問題。因此，為提高房車駕駛性能和燃油經濟性，需要對房車車身進行輕量化設計，在兼顧車身高強度、高耐用性和安全性能的前提下，盡可能降低車身總質量。

在這一背景下，材料科學的發展為房車制造業提供了新的解決方案。聚雙環戊二烯（PDCPD）材料作為一種新型復合材料，具有優異的強度、耐腐蝕性和成型性能，已經在汽車、航空航天等領域得到了廣泛應用。本文介紹PDCPD 材料的基本特性及其在房車制造中的應用現狀，探討將PDCPD 材料及其輕量化技術應用于房車制造的可行性和優勢，以及PDCPD 輕量化技術對房車制造業的重要意義，以期為房車輕量化解決方案提供理論與實踐基礎。

1 輕量化需求

當前，國內主流自行式房車主要有2 種：一種是B 型房車，由房車制造商在完整的輕客車體內部進行內飾設計與改裝；另一種為C 型房車，是在輕客底盤的后部空間加裝廂體并進行內飾設計。B型房車外觀相對小巧，車內設施精致，外觀不張揚，可在滿足短途旅行的同時兼顧城市使用。而C型房車的特點是自身具備動力系統，相較于B 型房車，其空間更寬敞，設備更齊全，除配備了影音娛樂系統、空調系統、沙發座椅、洗衣機、微波爐等設施外，部分車型還帶有拓展機構，可進一步釋放車內空間，因此C 型房車是當前國內最受歡迎、保有量最大的車型。然而C 型房車在擁有更大空間的同時，廂板的質量會比B 型房車更大，加之復雜的側拓、后拓機構，以及質量和體積越來越大的電池組等設備，C 型房車在滿足功能需求的同時，也面臨著整車質量過大、耐久性不足、操控性下降等問題，影響了其行駛穩定性和使用壽命，嚴重的情況下還會出現制動距離過長等安全性問題。因此，尋找輕量化材料并應用于房車制造成為行業關注的焦點之一。

2 PDCPD 材料輕量化技術

2. 1 PDCPD材料

常規的房車內外飾件生產工藝通常包括鈑金工藝、廂板工藝、注塑工藝、吸塑工藝和玻璃鋼工藝等流程。鈑金工藝加工成本低，但造型受限，且批量生產穩定性和一致性較差。廂板工藝較為成熟，但只能是二維平面，無法實現房車的造型，而且廂板工藝的可維修性較差，一旦受到外力撞擊就難以修復，需要更換完整廂板。注塑工藝是汽車業常用的生產工藝，尺寸精度好，單件成本低，但模具非常昂貴，僅適合于大批量生產的零件。吸塑工藝模具雖然比注塑工藝便宜，但零件尺寸穩定性不足，厚度不均勻，尤其切邊尺寸精度不足，與周邊零件匹配度不佳，導致間隙大小不一致，美觀性不足，需要采用打膠工藝來遮蓋部分間隙，此外，受限于密封膠的化學性能，隨著時間的推移，密封膠極易產生開裂進而導致漏水。玻璃鋼工藝相比普通塑料材質具有強度大、剛度高、收縮率低、便于連接的特點，但其生產過程粉塵較多，且切邊打磨材料難以回收和降解，并且玻璃鋼密度大于常規塑料件，在輕量化應用上并無優勢。

PDCPD材料是目前在高分子材料領域中出現的一種新型材料，該材料具有較高的抗沖擊性，良好的耐化學腐蝕性和高熱溫度變形性能，收縮率小，尺寸穩定性能優異，還具有較好的涂飾性能，可以適應各類油漆噴涂，并可一步成型為體積大、結構復雜、不同壁厚的材料。因此，這種新型材料受到越來越多房車制造商的認識、重視和使用，可以極大簡化生產工藝流程，為房車輕量化技術發展作出貢獻。

2. 2技術原理

雙環戊二烯（DCPD）來源于石油裂解得到的副產物，經催化劑作用，并經過開環、聚合生成PDCPD［3］。如圖1 所示，在PDCPD 材料的工業化生產中，一般采用反應注射成型模式，將DCPD 單體、主副催化劑、添加劑等原材料分為A、B 兩種組分，并按一定比例加壓注入已加熱的模腔中，混合液在模腔中快速聚合反應［4］，冷卻后可成為各式各樣的產品。

3 PDCPD 材料在房車上的應用

3. 1 需求分析

房車作為一種移動式住宅，其輕量化有助于降低能源消耗，減輕車身負重，提升房車行駛的穩定性，還可為房車提供更大的裝備空間和舒適性，提高用戶體驗。傳統房車材料常常容易受到腐蝕、老化等影響，導致房車使用壽命較短。而采用耐腐蝕、高強度的輕量化材料可以有效延長房車的使用壽命。

隨著人們追求更精致的戶外生活，由4 驅皮卡底盤改造的皮卡房車應運而生，該款房車不僅擁有一般C 型房車和B 型房車不具備的通用性和越野性能，還具備乘用車的靈活操控性，因此，皮卡房車更需要應用輕量化技術。

3. 2應用案例

上汽大通探索家星際H 升頂皮卡房車是一款基于原廠星際H 高端4 驅皮卡底盤開發的升頂房車，該產品經過了輕量化設計，裙邊大量采用PDCPD 材料，整車較競品房車質量減少了268 kg。該款房車輕量化成果包括舒適包、儲物包、越野包等選配項，為用戶提供了更多的喜好選擇，極大提升了越野皮卡房車駕駛操控性。該房車與競品車型裙邊材料對比見表1 和圖2。

4 應用效果

在本應用案例中，采用PDCPD 材料及其輕量化技術后的應用效果主要體現在以下幾個方面：

（1） 有效降低整車質量。PDCPD 材料具有優異的輕量化特性，與金屬板材和玻璃纖維等傳統材料相比，其密度更低，可以有效減輕房車整車質量268 kg，提高了車輛的燃油經濟性和行駛穩定性。

（2） 新材料的裙邊可以對車身形成有效的保護。PDCPD 材料具有出色的抗拉強度和抗沖擊強度，可以在實現房車輕量化的同時，保持車身結構的穩定性和安全性。當皮卡房車在戶外越野時，采用PDCPD 材質的裙邊可以有效保護車身鈑金及廂板結構，為用戶提供更可靠的行駛保障。

（3） 有效延長房車的使用壽命，減少車輛維護和修復成本。PDCPD材料具有良好的耐腐蝕性，具備抗化學腐蝕及抗高低溫變形能力，能夠抵御酸堿性化學物質的侵蝕，確保房車長期穩定運行。

（4） 改善外觀設計。PDCPD材料具有優良的成型性，可以實現復雜形狀和細節的設計，為房車外觀設計注入更多的創意和個性化元素，提升車輛的審美價值和市場競爭力。

5 結語

隨著人們生活水平的提高和對自由、戶外生活方式的追求，房車市場有望得到進一步發展，房車及其制造業也將進一步向智能化、科技化、定制化方向轉型。在房車制造過程中，運用成型性能良好的PDCPD 材料及其輕量化技術，有效推動房車行業與智能科技相結合，實現更多個性化定制和智能化功能，滿足不斷增長的市場需求。

PDCPD 材料及其輕量化技術在房車制造領域的應用前景廣闊，既能降低房車整體質量，又能保證車身結構的強度和穩定性，同時還具備良好的耐腐蝕性和外觀設計的靈活性，有望成為推動房車制造業發展的重要應用材料，為房車制造業帶來全新的發展機遇。