隨著雙積分政策以及汽車排放國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，節(jié)能減排成為懸在汽車制造商頭上的一把“利劍”。面對(duì)節(jié)能減排的壓力，汽車企業(yè)紛紛瞄準(zhǔn)輕量化市場(chǎng)，探尋解決方案。
“全球汽車產(chǎn)業(yè)正在向電動(dòng)化、智能化、共享化的方向轉(zhuǎn)型，節(jié)能減排是我們當(dāng)下要考慮的核心問(wèn)題。在‘打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)’以及電動(dòng)汽車快速發(fā)展的背景下，汽車輕量化對(duì)節(jié)省能源和改善環(huán)境都有非常重要的意義。”中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)師建華日前在出席“汽車輕量化工藝技術(shù)及相關(guān)材料創(chuàng)新應(yīng)用論壇”時(shí)說(shuō)道。
“汽車輕量化工藝技術(shù)及相關(guān)材料創(chuàng)新應(yīng)用論壇”是在第十五屆中國(guó)國(guó)際鋁工業(yè)展暨2019亞洲汽車輕量化展覽會(huì)上同期舉辦的。論壇從車用金屬材料入手，覆蓋材料連接工藝，共同探討如何通過(guò)新材料的應(yīng)用讓汽車變得更輕、更強(qiáng)。來(lái)自奇瑞汽車、江淮汽車、北汽新能源、愛馳汽車、上海匯眾等汽車主機(jī)廠以及諾貝麗斯（中國(guó)）、北京賽福斯特等材料和設(shè)備供應(yīng)商的專家們共同探討了乘用車和新能源車用材現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，分享了新材料連接技術(shù)的解決之策。
輕質(zhì)材料成為車身輕量化的重點(diǎn)
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，汽車輕量化與能源消耗有著直接關(guān)系。每減輕10%的車身重量可以降低6%~7%的燃油消耗。對(duì)于純電動(dòng)汽車而言，整備重量每減少100公斤，可以增加續(xù)駛里程10%，節(jié)約電池成本15%~20%。
尤其對(duì)于新能源汽車來(lái)說(shuō)，由于特殊的電池驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，電池重量及續(xù)航里程對(duì)整車重量更加敏感。江淮汽車車身設(shè)計(jì)院技術(shù)經(jīng)理闞洪貴指出，我國(guó)新能源電動(dòng)車相對(duì)燃油車普遍增重15%~30%，“新能源汽車輕量化勢(shì)在必行。”面對(duì)電池成本壓力及續(xù)航里程提升的要求，輕量化技術(shù)成為新能源車企必然選擇的途徑。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)輕量化也取得了一定的成果，汽車整車質(zhì)量呈現(xiàn)下行趨勢(shì)。奇瑞汽車輕量化技術(shù)負(fù)責(zé)人、高級(jí)工程師李軍在演講時(shí)表示，國(guó)內(nèi)乘用車的重量總體呈下降趨勢(shì)，自2008年~2014年總體下降約6%，但近3年重量下降趨勢(shì)已經(jīng)趨緩，國(guó)內(nèi)輕量化進(jìn)入了新的瓶頸期。
李軍解釋道，成本因素制約了輕量化技術(shù)的推動(dòng)。“國(guó)內(nèi)乘用車的售價(jià)持續(xù)下探，又進(jìn)一步制約輕量化技術(shù)推廣應(yīng)用，減重又降本的輕量化方案已微乎其微。”他說(shuō)道。而國(guó)內(nèi)現(xiàn)有階梯油耗法規(guī)也未能從根本上解決對(duì)輕量化的鼓勵(lì)問(wèn)題。此外，汽車節(jié)能技術(shù)有多種途徑，輕量化僅是途徑之一；渦輪增壓、啟停、ECO等成為現(xiàn)階段節(jié)能技術(shù)的首選。
但他也表示，在輕量化設(shè)計(jì)方法本身可挖掘的潛力有限的情況下，未來(lái)輕量化的發(fā)展將通過(guò)新材料的開發(fā)來(lái)驅(qū)動(dòng)。“‘材料是基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)是龍頭、工藝是紐帶’的輕量化技術(shù)路徑正在轉(zhuǎn)變?yōu)橐孕虏牧蠎?yīng)用為導(dǎo)向，解決新材料應(yīng)用過(guò)程的設(shè)計(jì)和工藝問(wèn)題。”他說(shuō)道。
闞洪貴也表示，車身的輕量化是當(dāng)下電動(dòng)車輕量化的首選，而輕質(zhì)材料是車身輕量化的重點(diǎn)。“目前，汽車輕量化還是以材料的升級(jí)替換來(lái)驅(qū)動(dòng)輕量化的設(shè)計(jì)發(fā)展。”闞洪貴說(shuō)。
多材料混合車身成為重要趨勢(shì)
但師建華也強(qiáng)調(diào)，“輕量化不是一味的降低汽車質(zhì)量和純粹的減重，而是在完善和改變汽車綜合性能的基礎(chǔ)上，盡可能降低車身重量，實(shí)現(xiàn)車身質(zhì)量的降低、結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、安全性能提高和成本降低的有機(jī)結(jié)合。”
闞洪貴也表示，對(duì)于輕量化，汽車廠商追求的是達(dá)到成本、重量、性能的平衡點(diǎn)。
基于上述考慮，多材料的混合車身成為越來(lái)越多車企考慮與應(yīng)用的方向。如全新寶馬7系、凱迪拉克CT6、沃爾沃XC60、奔馳S-Class等均采用了鋼、鋁等多種材料的混合車身。愛馳汽車資深連接技術(shù)工程師丁波也為此介紹了該公司首創(chuàng)的上鋼下鋁混合車身結(jié)構(gòu)。
李軍表示：“未來(lái)一定是多材料融合的趨勢(shì)”。他認(rèn)為，鋁和鋼仍將是汽車輕量化的主導(dǎo)材料，但未來(lái)將從全鋁、全鋼向多材料混合車身發(fā)展。
闞洪貴也表示，采用經(jīng)濟(jì)的多材料設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式將是未來(lái)車身輕量化的應(yīng)用趨勢(shì)。“奧迪A8從鋼制車身、全鋁車身不斷發(fā)展到鋼鋁車身、再到鋼鋁塑車身的應(yīng)用就是一個(gè)典型的發(fā)展案例。”