一、车型基本信息
SOP时间(month/year)： 02/2015
所属车型等级（欧洲）分类 (A, B, C, D, E, F, S, M, J)： J 运动型越野车
注：欧洲车型分级：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)。世界各国对车型级别的分类详见：Car classification（http://en.wikipedia.org/wiki/Euro_Car_Segment）。
车型尺寸：长*宽*高=4.262m*1.796m*1.611m中型
前轮距：1.548m
后轮距：1.549m
轴 距：2.984m
车身脚印面积：= (Track, front + Track, rear)/2*轴距=4.983m2
图为2015款沃尔沃XC90整车尺寸
二、车身轻量化设计
图3为CX90的白车身结构示意图，图中零件的颜色表示为不同用材情况。
1）白车身总重量：505.0kg，指包括四门两盖等覆盖件，以及保险杠横梁的非油漆车身重量。其中：
白车身骨架重量：401.3 kg，
白车身开启件和翼子板重量信息：
左右前门总成：37.5 kg
左右后门总成：32.8 kg
发动机罩盖：12.9kg
后备门(带铰链)：15.6kg
左右翼子板 (两边之和) ：5.2kg
2）车身轻量化设计：
作为一款豪华车型，轻量化技术的应用尤为重量。图4给出了新款Volvo XC90相对于上一代车型的车身轻量化方案应用及其对重量降低分析。其中第二代XC90为了提升安全性能增加15kg；为了改善NVH性能增加14kg；由于尺寸的增加而增重约9kg。但通过轻量化的结构优化和轻量化材料的应用，又使得车身减重60k，最终综合起来反而比上一代车型减轻22kg，且安全性和舒适性等性能也得到了提升。
整个轻量化优化过程遵循的原则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达到满意的性能目标；
2）大量应用含硼热成形钢（High amount of boron steel）的应用，即通过热冲压成形技术实现高强化，继而减薄的零件的厚度，实现轻量化。
3）采用铝合金零部件（Aluminum components）
4）减薄地板的材料厚度（Thin body panels）
关于车身的性能设计，坊间有个说法：车身性能设计，80%在于满足刚度（与安全、舒适、NVH和可靠耐久均有关），而20%的设计是满足强度的要求（安全和可靠耐久），一个优秀的车身设计是用最小的重量来实现这样的设计要求。XC90在提升车身刚度方面的方案主要有：
1)高刚性环状设计（Stiff ring structures）理念，其包括结构形状环和与材料强度相关的强度环，也就是在结构上实现环状的连接，同时也要保证连接环的每个部位都需要有一定的强度保证，不会因为局部的强度或刚度不足而导致“木桶效应”，削弱环状结构对车身提升的效果。图5为车身后部某刚性环示意图。
2)高刚性的减震器支座（Stiff shock tower）。虽然材质选用的是弹性模量较低的铝合金（约为钢的1/3），采用高压铸造工艺，见图6。。减震器支座采用模块化设计成一个整体，通过加强筋的优化，使得刚度远高于传统钢板冲压焊接式的shock tower，传统一般3-5个零件，采用冲压后再进行点焊或弧焊的工艺连接成一个总成。
3）增加刚性连接前副车架（Bolted front subframe）
4）增加贯穿式横向地板横梁（Lateral floor cross members），使得地板结构刚度连续，进而保证车身刚度的要求
5）侧边零件采用高刚性的截面（Side members with high sections）
通过以上方式，新款XC90刚度较上一代车型提高了3600Nm/°，达到25,000 Nm/°，提高了16.6%，车身一阶模态也提高近10%，达到37Hz。且车身刚度和模态提高的同时，而车身的重量却降低了22kg。按照目前行业评价车身轻量化水平的指标--车身轻量化系数来测算，车身轻量化系数由4.2下降到3.2，降幅达到了23.8%。作为一款以钢质车身的大型SUV，车身刚度达到25,000 Nm/°，已经是相当高的水平了（国内目前紧凑型SUV一般在15,000 Nm/°）。在笔者上一篇《Fiat 500X白车身用材解析中》也述及：“豪华车型，可以通过提高刚度来改善操控性。”，XC90车身较高的刚度有利于改善其操控性。。
三、白车身用材情况
3.1车身用材情况
图8为Volvo XC90的白车身（包括四门两盖）用材情况，由图可知，白车身用材以钢为主，部分采用铝合金和塑料复合材料。其中传统软钢仅为29%，主要用在侧围、车门内板、底板等成形性要求较高的部位；高强度钢、先进高强度钢和热成形钢等达到62%，主要用在内部结构件和安全吸能件上；而铝合金仅用8%，其中铝型材应用在前保险杠横梁、纵梁前段，以及后保险杠横梁等零件。发动机罩盖和翼子板采用了铝板，压铸铝合金主要用在前后减震器支座上（shock tower）；塑料复合材料主要用在前端模块上，这个在国内中低端车型都成为常见的轻量化用材方案。图9给出了白车身应用到的新材料新技术。有热冲压成形技术、激光拼焊板（TWB）、变厚度轧制板（TRB）、铝合金保险横梁等等。
2012 Euro Car Body亚军车型-- Audi A3车身用材解析”。热成形钢经过热冲压工艺后，其强度可以达到1500MPa以上，对于提升安全性能，降低车身重量（减薄钢板厚度）都起到重要的作用。沃尔沃品牌的核心理念就是安全，早在1927年沃尔沃创始人古斯塔夫·拉尔森和阿瑟·格布尔森（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，沃尔沃又提出了到2020年的沃尔沃安全目标：“Nobody should be killed or seriously injured in a new Volvo”。应该说热成形钢的应用是与沃尔沃的品牌核心理念是相切合的。
整个车身骨架的乘员舱通过热冲压成形钢的应用，形成了“笼式”的安全结构，在车身受到碰撞时能有效减少乘员舱的变形，见图10。车身用材的一个发展趋势就是通用化，大量的同种材料的应用，对其焊接工艺实际是有利的。
此外，车身还采用了拼焊板热冲压技术。拼焊板热冲压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热冲压成形。该技术的主要优点是减少了相关零件数量和材料消耗，优化了结构，降低了整车重量，简化了连接工艺。由于拼焊板可以根据需要进行任意厚度和材料的拼接，因而具有极大的灵活性。
拼焊板热冲压成形方案主要有热成形钢与普通冷成形钢（如HSLA钢和DP钢等）焊接，以及不同热厚度热成形钢之间的焊接。XC90采用的是热成形钢与普通冷成形钢拼焊的方式，为了避免冷轧板在热冲压成形中表面产生氧化，也采用了热成形钢同样的AlSi涂层（图11）。拼焊板的应用，实现前、后纵梁的前后段和B柱上线段吸能的差异化。对于前、后纵梁，主要是减少乘员舱附近的变形；对于B柱减少上部变形的同时，尽可能让B柱下部多吸收碰撞能，以达到保护成员的头部不受或少受伤害的目的。
图为：车身拼焊板热冲压成形方案应用
四、车身连接技术
XC90的车身主要使用钢材，点焊仍然是最主要的连接方式，此外也采用了少量的弧焊、胶接、激光焊接、自攻螺钉连接工艺等连接方式。其中铝合金MAG焊主要应用在前边横梁与前纵梁前段的连接部位。铆钉连接主要采用在前后保险杠横梁与白车身骨架的连接上。Shock tower部位主要采用结构胶与铆钉的复合连接。白车身的等价焊点数达到6587个。
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图为XC90白车身的等价焊点数列表
五、总结
XC90车身用材采用以钢材为主、多材料复合的车身用材原则，铝合金仅应用在发动机罩盖、翼子板和前后保险杠横梁。超过30%的热成形钢是其用材最大的亮点，也是沃尔沃巩固其汽车安全领导者品牌形象的有效保障。
多材料结构设计代表了今后汽车车身轻量化结构的发展趋势，也必将是汽车各个系统轻量化材料应用的必然选择。钢铁产业信息服务公司（World Steel Dynamics）最近发布《车身战争：铝材的进攻》研究报告，报告预测了未来轿车车身材料的变化情况，指出未来车身轻量化用材也是以混合材料的选材方案。2015款沃尔沃在国内市场售价79.8万-105万，作为一款豪华SUV，其车身没有采用全铝或碳纤维的车身。在汽车轻量化用材的趋势上，各种材料都将发挥各自优势，共同支持汽车用材的发展。
