一、車型基本信息
SOP時間(month/year)： 02/2015
所屬車型等級（歐洲）分類 (A, B, C, D, E, F, S, M, J)： J 運動型越野車
注：歐洲車型分級：A: mini cars；B: small cars；C: medium cars；D: large cars；E: executive cars；F: luxury cars；S: sport coupes；M: multi purpose cars；J: sport utility cars (including off-road vehicles)。世界各國對車型級別的分類詳見：Car classification（http://en.wikipedia.org/wiki/Euro_Car_Segment）。
車型尺寸：長*寬*高=4.262m*1.796m*1.611m中型
前輪距：1.548m
后輪距：1.549m
軸 距：2.984m
車身腳印面積：= (Track, front + Track, rear)/2*軸距=4.983m2
圖為2015款沃爾沃XC90整車尺寸
二、車身輕量化設計
圖3為CX90的白車身結構示意圖，圖中零件的顏色表示為不同用材情況。
1）白車身總重量：505.0kg，指包括四門兩蓋等覆蓋件，以及保險杠橫梁的非油漆車身重量。其中：
白車身骨架重量：401.3 kg，
白車身開啟件和翼子板重量信息：
左右前門總成：37.5 kg
左右后門總成：32.8 kg
發動機罩蓋：12.9kg
后備門(帶鉸鏈)：15.6kg
左右翼子板 (兩邊之和) ：5.2kg
2）車身輕量化設計：
作為一款豪華車型，輕量化技術的應用尤為重量。圖4給出了新款Volvo XC90相對于上一代車型的車身輕量化方案應用及其對重量降低分析。其中第二代XC90為了提升安全性能增加15kg；為了改善NVH性能增加14kg；由于尺寸的增加而增重約9kg。但通過輕量化的結構優化和輕量化材料的應用，又使得車身減重60k，最終綜合起來反而比上一代車型減輕22kg，且安全性和舒適性等性能也得到了提升。
整個輕量化優化過程遵循的原則及采用的主要方案包括：
1）重量利用效率（Weight efficient）最大化，也即利用最少的重量達到滿意的性能目標；
2）大量應用含硼熱成形鋼（High amount of boron steel）的應用，即通過熱沖壓成形技術實現高強化，繼而減薄的零件的厚度，實現輕量化。
3）采用鋁合金零部件（Aluminum components）
4）減薄地板的材料厚度（Thin body panels）
關于車身的性能設計，坊間有個說法：車身性能設計，80%在于滿足剛度（與安全、舒適、NVH和可靠耐久均有關），而20%的設計是滿足強度的要求（安全和可靠耐久），一個優秀的車身設計是用最小的重量來實現這樣的設計要求。XC90在提升車身剛度方面的方案主要有：
1)高剛性環狀設計（Stiff ring structures）理念，其包括結構形狀環和與材料強度相關的強度環，也就是在結構上實現環狀的連接，同時也要保證連接環的每個部位都需要有一定的強度保證，不會因為局部的強度或剛度不足而導致“木桶效應”，削弱環狀結構對車身提升的效果。圖5為車身后部某剛性環示意圖。
2)高剛性的減震器支座（Stiff shock tower）。雖然材質選用的是彈性模量較低的鋁合金（約為鋼的1/3），采用高壓鑄造工藝，見圖6。。減震器支座采用模塊化設計成一個整體，通過加強筋的優化，使得剛度遠高于傳統鋼板沖壓焊接式的shock tower，傳統一般3-5個零件，采用沖壓后再進行點焊或弧焊的工藝連接成一個總成。
3）增加剛性連接前副車架（Bolted front subframe）
4）增加貫穿式橫向地板橫梁（Lateral floor cross members），使得地板結構剛度連續，進而保證車身剛度的要求
5）側邊零件采用高剛性的截面（Side members with high sections）
通過以上方式，新款XC90剛度較上一代車型提高了3600Nm/°，達到25,000 Nm/°，提高了16.6%，車身一階模態也提高近10%，達到37Hz。且車身剛度和模態提高的同時，而車身的重量卻降低了22kg。按照目前行業評價車身輕量化水平的指標--車身輕量化系數來測算，車身輕量化系數由4.2下降到3.2，降幅達到了23.8%。作為一款以鋼質車身的大型SUV，車身剛度達到25,000 Nm/°，已經是相當高的水平了（國內目前緊湊型SUV一般在15,000 Nm/°）。在筆者上一篇《Fiat 500X白車身用材解析中》也述及：“豪華車型，可以通過提高剛度來改善操控性。”，XC90車身較高的剛度有利于改善其操控性。。
三、白車身用材情況
3.1車身用材情況
圖8為Volvo XC90的白車身（包括四門兩蓋）用材情況，由圖可知，白車身用材以鋼為主，部分采用鋁合金和塑料復合材料。其中傳統軟鋼僅為29%，主要用在側圍、車門內板、底板等成形性要求較高的部位；高強度鋼、先進高強度鋼和熱成形鋼等達到62%，主要用在內部結構件和安全吸能件上；而鋁合金僅用8%，其中鋁型材應用在前保險杠橫梁、縱梁前段，以及后保險杠橫梁等零件。發動機罩蓋和翼子板采用了鋁板，壓鑄鋁合金主要用在前后減震器支座上（shock tower）；塑料復合材料主要用在前端模塊上，這個在國內中低端車型都成為常見的輕量化用材方案。圖9給出了白車身應用到的新材料新技術。有熱沖壓成形技術、激光拼焊板（TWB）、變厚度軋制板（TRB）、鋁合金保險橫梁等等。
2012 Euro Car Body亞軍車型-- Audi A3車身用材解析”。熱成形鋼經過熱沖壓工藝后，其強度可以達到1500MPa以上，對于提升安全性能，降低車身重量（減薄鋼板厚度）都起到重要的作用。沃爾沃品牌的核心理念就是安全，早在1927年沃爾沃創始人古斯塔夫·拉爾森和阿瑟·格布爾森（Assar Gabrielsson & Gustaf Larson）就曾提出 “Cars are driven by people. Therefore the guiding principle behind everything we make at Volvo is – and must remain – safety”。近日，沃爾沃又提出了到2020年的沃爾沃安全目標：“Nobody should be killed or seriously injured in a new Volvo”。應該說熱成形鋼的應用是與沃爾沃的品牌核心理念是相切合的。
整個車身骨架的乘員艙通過熱沖壓成形鋼的應用，形成了“籠式”的安全結構，在車身受到碰撞時能有效減少乘員艙的變形，見圖10。車身用材的一個發展趨勢就是通用化，大量的同種材料的應用，對其焊接工藝實際是有利的。
此外，車身還采用了拼焊板熱沖壓技術。拼焊板熱沖壓的原理和普通拼焊板近似，不同的是激光拼焊后板坯的成形方式采用熱沖壓成形。該技術的主要優點是減少了相關零件數量和材料消耗，優化了結構，降低了整車重量，簡化了連接工藝。由于拼焊板可以根據需要進行任意厚度和材料的拼接，因而具有極大的靈活性。
拼焊板熱沖壓成形方案主要有熱成形鋼與普通冷成形鋼（如HSLA鋼和DP鋼等）焊接，以及不同熱厚度熱成形鋼之間的焊接。XC90采用的是熱成形鋼與普通冷成形鋼拼焊的方式，為了避免冷軋板在熱沖壓成形中表面產生氧化，也采用了熱成形鋼同樣的AlSi涂層（圖11）。拼焊板的應用，實現前、后縱梁的前后段和B柱上線段吸能的差異化。對于前、后縱梁，主要是減少乘員艙附近的變形；對于B柱減少上部變形的同時，盡可能讓B柱下部多吸收碰撞能，以達到保護成員的頭部不受或少受傷害的目的。
圖為：車身拼焊板熱沖壓成形方案應用
四、車身連接技術
XC90的車身主要使用鋼材，點焊仍然是最主要的連接方式，此外也采用了少量的弧焊、膠接、激光焊接、自攻螺釘連接工藝等連接方式。其中鋁合金MAG焊主要應用在前邊橫梁與前縱梁前段的連接部位。鉚釘連接主要采用在前后保險杠橫梁與白車身骨架的連接上。Shock tower部位主要采用結構膠與鉚釘的復合連接。白車身的等價焊點數達到6587個。
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圖為XC90白車身的等價焊點數列表
五、總結
XC90車身用材采用以鋼材為主、多材料復合的車身用材原則，鋁合金僅應用在發動機罩蓋、翼子板和前后保險杠橫梁。超過30%的熱成形鋼是其用材最大的亮點，也是沃爾沃鞏固其汽車安全領導者品牌形象的有效保障。
多材料結構設計代表了今后汽車車身輕量化結構的發展趨勢，也必將是汽車各個系統輕量化材料應用的必然選擇。鋼鐵產業信息服務公司（World Steel Dynamics）最近發布《車身戰爭：鋁材的進攻》研究報告，報告預測了未來轎車車身材料的變化情況，指出未來車身輕量化用材也是以混合材料的選材方案。2015款沃爾沃在國內市場售價79.8萬-105萬，作為一款豪華SUV，其車身沒有采用全鋁或碳纖維的車身。在汽車輕量化用材的趨勢上，各種材料都將發揮各自優勢，共同支持汽車用材的發展。
