汽車輕量化的方向

王蘭 陳秀娟

伴隨著汽車的電動(dòng)化、智能化趨勢(shì)來襲，輕量化成為汽車發(fā)展的另一大趨勢(shì)。日前，華菱安賽樂米塔爾汽車板有限公司聯(lián)合市場(chǎng)分析機(jī)構(gòu)艾爾西汽車市場(chǎng)咨詢公司共同發(fā)布了2019年汽車行業(yè)趨勢(shì)報(bào)告。

報(bào)告指出，輕量化已是汽車發(fā)展的必然需求。降低汽車自身重量可以提高整車的輸出功率、降低噪聲、提升操控性、可靠性，提高車速、降低油耗、減少?gòu)U氣排放量。研究表明，若汽車整車重量降低10%，燃油效率可提高6%-8%;汽車整備質(zhì)量每減少100公斤，百公里油耗可降低0.3-0.6升;汽車重量降低1%，油耗可降低0.7%。

那么，汽車的輕量化究竟該如何實(shí)現(xiàn)？

業(yè)內(nèi)專家指出，汽車輕量化技術(shù)方法有很多，是一個(gè)系統(tǒng)工程。新能源汽車的輕量化應(yīng)從兩個(gè)重點(diǎn)方向開展工作：一是實(shí)現(xiàn)整車30%-40%以上的輕量化，以抵消動(dòng)力系統(tǒng)凈增加的質(zhì)量（適應(yīng)現(xiàn)有可用的比能量較低的商品化能源）;二是實(shí)現(xiàn)動(dòng)力能源的輕量化，以提高現(xiàn)有新能源的比能量或開發(fā)新的動(dòng)力電源。只有這樣，才能有效解決新能源汽車自身重量大、續(xù)駛里程短的問題。

就整車制造而言，輕量化技術(shù)可以分為三個(gè)主要方面：材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝。

首先是應(yīng)用高強(qiáng)度和輕質(zhì)材料，比如高強(qiáng)度鋼材、超高強(qiáng)度鋼板等。

其次是結(jié)構(gòu)的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)。第三是采用先進(jìn)的制造工藝技術(shù)。

專家指出，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和輕量化成型制造工藝主要側(cè)重于車輛前期設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造過程層面，若需進(jìn)一步優(yōu)化需大幅提升技術(shù)、工藝，在目前技術(shù)水平下提升空間不大;新材料應(yīng)用是目前汽車輕量化的最主要途徑，也是目前整車廠和汽車零部件廠商加大研發(fā)和推廣力度的重要環(huán)節(jié)。

輕量化材料指的是低密度、高強(qiáng)度，在整車上應(yīng)用后可提升單位面積承載質(zhì)量的材料，最常用的如高強(qiáng)鋼、輕質(zhì)合金（鋁合金、鎂合金等）、非金屬材料等。比如，日前，華菱安賽樂米塔爾汽車板有限公司推出的低碳鋼到超高強(qiáng)度鋼等各個(gè)系列的鋼材，包括高強(qiáng)度鋼（AHSS）和超高強(qiáng)度鋼（UHSS）以及Usibor 1500、Usibor 2000，均是較為先進(jìn)的輕量化汽車用鋼產(chǎn)品。這些新鋼種可顯著減輕汽車重量，與市場(chǎng)上傳統(tǒng)的解決方案相比，被動(dòng)安全結(jié)構(gòu)件部分減重高達(dá)30%。

雖然輕質(zhì)合金材料以及一些復(fù)合材料在汽車車身上逐步應(yīng)用，但鋼材會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)中繼續(xù)發(fā)揮其價(jià)格便宜、工藝成熟的優(yōu)勢(shì)，通過高強(qiáng)度化和有效的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可充分發(fā)揮其強(qiáng)度潛力，仍然會(huì)是在汽車生產(chǎn)上使用最多的材料。