近年來，各大車企爭相布局新能源汽車，行業競爭日益激烈。而對汽車實現輕量化，將有助于部分企業取得先發優勢。要實現輕量化，高強度鋼、鋁合金、鎂合金、工程塑料、復合材料等都是目前比較好的選擇，而作為節能和新能源汽車的核心技術，每項材料又各有優勢與技術難點。輕量化如何落地，成為2016第五屆車用材料技術國際研討會上的一個重要話題。

輕量化最好的發展時代

“從汽車設計本身而言，無論是設計、材料、工藝還是制造環節，都在強調輕量化。”吉利汽車研究院NVH及環保性能開發部輕量化科科長金建偉認為，“現在是發展輕量化最好的時代”。

“輕量化在這個時代提出來，有很多根本性的原因。”他補充道，“經過100多年的發展，汽車行業面臨的問題和挑戰非常多，包括動力性能、經濟性、油耗、環保等問題，而輕量化好像‘萬金油’，其優點能夠覆蓋到汽車凸顯的這些問題。”

面對新能源汽車的電池問題，金建偉說：“在現有蓄電池性能無法取得根本性突破的前提下，僅有的改善車輛續航里程的手段，只能是減重。”

最近一項實驗證明，如果一臺總重量為1550千克的新能源汽車續航里程為186公里，若將其非蓄能部件盡可能輕量化，能將總重量減少到1011千克，其續航里程可直接提高到275.5公里，已經較為令人滿意。

2011~2015年歐洲車身會議的數據顯示，車輛的輕量化系數由2011年的3.29下降到了2015年的2.33。“5年時間輕量化系數降低了30%，說明汽車輕量化已經得到很大的提升和改善，而且輕量化已經成為汽車主機廠迫切的需求。”金建偉說。

汽車追求輕量化不僅僅是為了減重，更為了考慮產品的功能和成本，“輕量化跟成本、性能開發是一樣的，離不開這些屬性的關聯。”金建偉提醒，輕量化要綜合考慮。

這體現在除了新材料本身的生產，使用過程也要考慮新的結構、優化汽車制造工藝。“新材料的使用目的除了減重，還要保障汽車其他性能的優化。”吉利汽車研究院總工程師熊飛說。

如果把高強鋼等級提升了，材料變得很薄，使用時模態就變差了，怎么辦?“只有通過改變結構截面才能滿足要求。”熊飛說。

不只是減重

如果開發一個新車型，怎樣才算得上輕量化?用絕對的重量來評價，金建偉認為并不合適，“輕量化單靠這樣簡單的評價肯定是不夠的”。

“將油耗、動力性能加入綜合競爭力評價后，你就發現絕對重量輕不意味著這輛車更有競爭力。”金建偉坦言，這也是目前如果把輕量化作為一個系統工程來開發所面臨的問題，“因為輕量化沒辦法獨立出來考慮，這是目前最大的挑戰”。

作為由眾多零部件組成的器械，汽車的NVH(噪聲、振動與聲振粗糙度)都有專門的團隊來研究。金建偉建議，要把輕量化做得更好、更完善，就要將其作為汽車的性能開發結構來對待。“這樣輕量化的標準就成為不是我要減重多少，而是在車型開發、應用的時候要考慮這個車的重量能做到什么狀態，同時滿足汽車的其他性能要求。”

熊飛承認，要確定輕量化達到的目標很難。整車重量目標制定很關鍵，一般分為以下幾種：體積密度法、尺寸推算法、統計分析法、競爭力分析法、挑戰法和油耗反推法。

“目標確立之后，就是將輕量化開發作為一項屬性開發，強調的是正向開發的思路。”金建偉坦言，輕量化正向開發主要包括兩條線，第一條線是重量管理，另外就是技術開發。“只有兩條線結合在一起做，車型開發的輕量化才能做得更加理想。如果將兩條線的職能分開的話，你會發現這個工作推進起來非常困難。”

“輕量化涉及面太廣了。”熊飛說，“從嚴格意義上來說輕量化跟整車所有零部件，甚至一顆螺絲釘都有關聯性，所以輕量化不僅涉及技術的問題，還有各個部門之間理念認同等非技術的問題。”

他認為，要把輕量化這個工作在車型開發中做好，就必須有全流程管理的理念，而不是簡單地制定一個目標、提幾個方案就解決問題了。

“全產業鏈共同的事”

隨著科技的發展，輕量化材料和技術層出不窮。

有業內人士指出，現在有鎂合金、碳纖維，未來還會有新的輕量化材料，但不論出現什么材料，這些輕量化材料都不會是孤軍奮戰，必然是以組合的形式出現，因為汽車未來的發展趨勢是多種材料混合使用。

“實際上輕量化開發最離不開的核心，就是先進輕量化技術的開發。”金建偉說，但是先進輕量化技術開發面臨的問題——成本風險、周期風險、質量風險——就像任何新的技術應用所面臨的巨大風險一樣。

“一個新的技術開發后直接在車型上應用是我們所希望的。”金建偉指出，但是實際上，往往有很多技術開發完全依賴于車型來做的話，就很難做得下去。“這需要汽車生產商要有獨立的平臺做輕量化的技術開發和應用。”

從技術上來說，輕量化材料面臨如何彌補技術、生產缺陷的難題。重慶鎂應用技術研究院副院長蔣斌舉例，比如能夠完全實現減重和性能雙重目標的鎂合金，卻在價格、便利生產、耐腐蝕等方面都比不過高強度鋼。

從環保角度講，如何實現更有效地回收利用，更好地滿足環保要求也很重要。盡管國內許多企業已經研發出性能優異的新材料汽車，但是要想向市場推廣，進入商業化，還需要進一步建立維修、回收和循環使用技術體系。

汽車輕量化是汽車全產業鏈共同的事情，需要汽車企業努力，還需要行業聯盟和政府的支持。金建偉認為，對企業來說，雖然一些新技術在前期研究時投資巨大，但這種投資是必要的，因為有了先進的技術儲備，一旦時機來臨，就可掌握先機。

來源：中國鍛壓網