正是出于對減少能源消耗、減少污染物排放等目的，汽車輕量化技術一直以來成為科研、汽車生產(chǎn)制造等重點探索方向。無論是對于傳統(tǒng)動力汽車，還是新能源汽車，輕量化所帶來的經(jīng)濟效益和社會效益都相當可觀。目前，在汽車輕量化領域，正呈現(xiàn)技術、工藝和材料等多方發(fā)力局面。

 

 

    此前媒體報道，美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）研究人員研發(fā)一種新型超輕復合材料，該材料由鎂、納米陶瓷粒子、碳化硅納米粒子合成，具有優(yōu)良承重能力，對今后汽車輕量化發(fā)展具有重要意義。

 

    相對于仍處科研階段的新材料，鋁材料、塑料、碳纖維等則已成為汽車輕量化材料實際應用的“先鋒”。德國汽車專家預測稱，汽車重量還有15%下降空間，因此“以塑代鋼”汽車輕量化已成為各大品牌汽車廠商追逐的技術焦點之一。汽車零部件比較復雜，在原材料、外觀和尺寸等方面對塑料注塑件要求較高。盡管如此，車用塑件已成為很多汽車廠商探索和實際應用的重要方向。資料顯示，發(fā)達國家將汽車用塑料量，作為衡量汽車設計和制造水平高低的一個重要標志，每輛汽車塑料用量從上世紀90年代的100kg至130kg上升到2004年的152kg和2006年的174kg，現(xiàn)在用量是230kg。目前，德國汽車用量最多，占整車用料的15%以上。此外，輕質高強纖維材料的應用也是車輛減少燃料消耗、降低污染排放的有效途徑，以高性能纖維及復合材料為代表的輕量化纖維材料制造技術，正逐漸成為未來市場競爭的核心技術。 

 

    新型鋁材料在汽車上的運用也已鋪開。資料顯示，在構成汽車的2萬多個零件中，約有86%為金屬材料。因此，可以通過使用輕金屬來減輕汽車自重，而汽車鋁化率達到60%以上也是完全可取的。在汽車制造領域，鋁合金是應用最廣泛的輕量化材料，全球目前約有12%至15%耗鋁量用于汽車工業(yè)，有些發(fā)達國家甚至已超25％。北美汽車調查顯示，鋁使用量將在2012年達到每輛車156千克，到2025年這個數(shù)字將達到249千克。看好車用鋁材的中國忠旺集團認為，在未來，汽車鋁材的開發(fā)與應用主要集中在三個方面：一是車身、車架全鋁化及大型鋁合金型材的開發(fā)應用；二是防沖擋及車門剛性結構的全鋁化；三是轉動部分零部件的全鋁化。其中，鋁制車身將會成為今后的一種發(fā)展趨勢，將給我國鋁加工業(yè)提供廣闊市場并帶來發(fā)展機遇。 

 

 

    汽車輕量化的發(fā)展方向，對車用材料提出新的要求的同時，也是對汽車設計、制造工藝提出更高要求。新材料的獲得更需匹配相應設計、制造工藝、技術。目前來看，對塑件、鋁材的使用已有相對成熟的設計制造工藝，而隨著新材料層出不窮，一些創(chuàng)新材料也已逐步進入實用階段。另外，設計、制造工藝和技術在挖掘傳統(tǒng)材料輕量化潛力方面也有巨大作用。當前，不少汽車廠商正通過優(yōu)化設計和制造，來進行可能的輕量化嘗試。 

 

    近日，雪佛蘭邁銳寶XL的問世，正成為中高級車輕量化的新標桿。邁銳寶XL整車重量為1415kg，相比前一代車型減重120kg，其1.5T車型綜合油耗達到同級領先的6.0L/百公里。資料顯示，邁銳寶XL車身研發(fā)團隊采用前瞻的CAE理念進行數(shù)十輪的結構拓撲分析，通過高精度的仿真迭代，一方面找出關鍵位置進行進一步強化，提升車身強度和防撞能力；另一方面也對多處車身部位進行結構設計的優(yōu)化和減重，并優(yōu)化底盤與結構部件之間的連接設計，從而鑄造更輕盈、更堅固的車身。邁銳寶XL大比例應用高強度鋼和超高強度鋼，特別是加大熱成型鋼應用比例。在邁銳寶XL車身架構中，超高強鋼整體占比高達40%，熱成型鋼比例也領先同級。良好的車身剛性不僅大大提升安全性能，也為懸掛和轉向機構提供堅實、可靠基礎。同時，車身結構優(yōu)化使得整車實現(xiàn)車身部分重量降低超50kg。 

 

    資料顯示，在汽車輕量化技術中，結構優(yōu)化和工藝改進的作用不容小覷。結構優(yōu)化設計也是輕量化的重要途徑，在滿足工藝要求的前提下進行結構形狀和尺寸設計。例如，保險杠的薄壁化開發(fā)，常規(guī)的設計為3.0MM壁厚，采用普通的PP滑石粉材料，單件重量4kg至5kg，而吉利采用2.5mm壁厚設計，高剛性PP材料，單件減重10%至15%。在減重的同時，吉利也配合相應新工藝和新技術，通過優(yōu)化設計、制造，發(fā)揮新材料作用。