此前，中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)發(fā)布了《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》，其中輕量化創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟組織行業(yè)專家研究編制了輕量化技術(shù)路線圖2.0（以下簡(jiǎn)稱《輕量化路線圖2.0》），主要內(nèi)容包括：分析國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的輕量化材料、設(shè)計(jì)、制造（成形和連接工藝）等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，明確輕量化技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，制定發(fā)展愿景和目標(biāo)，提出輕量化技術(shù)發(fā)展路線、重大創(chuàng)新需求和行動(dòng)框架。
近日，中國(guó)汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟研究員羅巖接受了《中國(guó)汽車報(bào)》記者專訪，對(duì)《輕量化路線圖2.0》進(jìn)行了全方位的解讀，并對(duì)汽車輕量化技術(shù)趨勢(shì)與需求進(jìn)行了深入討論。
羅巖指出，“輕量化不僅對(duì)車輛節(jié)能作出貢獻(xiàn)，更是提升我國(guó)汽車產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力、促進(jìn)上下游產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要途徑。
首先是節(jié)能減排。數(shù)據(jù)顯示，燃油汽車每減重100kg，對(duì)于三廂轎車來(lái)說(shuō)，百公里油耗可降低 0.37L；兩廂轎車百公里油耗可降低 0.31L；SUV百公里油耗可降低 0.46L；MPV 百公里油耗可降低 0.45L。
《輕量化路線圖2.0》中提到，到2035年，新能源汽車將成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，具有智能化特征的新能源汽車將占據(jù)市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。而對(duì)于新能源汽車來(lái)說(shuō)，整車減重更是對(duì)提升續(xù)航里程有著非常明顯的作用。數(shù)據(jù)顯示，在電池重量不變的前提下，如果有能量回收系統(tǒng)，每降重100 kg：A級(jí)車可增加續(xù)駛里程12.3 km， C級(jí)車可增加續(xù)駛里程13.0km。整車整備質(zhì)量不變，動(dòng)力電池以外的部件降重10 kg，并將降低的重量分給動(dòng)力電池：A級(jí)車可增加續(xù)駛里程12.5km，C級(jí)車可增加續(xù)駛里程9.3km。
第二，輕量化將影響到車輛綜合性能，包括加速性能、制動(dòng)性能、操縱穩(wěn)定性、平順性和噪聲振動(dòng)水平等。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和輕量化材料的應(yīng)用將有效提升車輛的各項(xiàng)性能，科學(xué)合理的用材策略也有助于控制車輛的生產(chǎn)成本。”
第三，輕量化是帶動(dòng)汽車上下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的源動(dòng)力。羅巖表示，汽車輕量化涉及冶金、化工、材料、裝備、設(shè)計(jì)、維修、回收再利用等多個(gè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)，過(guò)去十余年中對(duì)鋼鐵工業(yè)的帶動(dòng)作用已將顯現(xiàn)。未來(lái)輕量化將向產(chǎn)品多材料混合應(yīng)用和產(chǎn)品生產(chǎn)智能化的方向發(fā)展，將催生對(duì)汽車用材和生產(chǎn)裝備的更高要求。
近年來(lái)，我國(guó)汽車輕量化技術(shù)發(fā)展迅速，在很多領(lǐng)域取得了突破。比如，高強(qiáng)度鋼開(kāi)發(fā)與應(yīng)用取得多項(xiàng)國(guó)際領(lǐng)先成果，乘用車車身高強(qiáng)度鋼應(yīng)用達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。鋁合金的應(yīng)用取得突破，多個(gè)“鋁合金為主”的輕量化車身量產(chǎn)車型相繼上市。同時(shí)對(duì)整車輕量化評(píng)價(jià)開(kāi)展的深度研究，在全球率先發(fā)布了《乘用車整車輕量化系數(shù)計(jì)算方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，為整車企業(yè)及消費(fèi)者正確判斷乘用車輕量化水平提供理論依據(jù)。
在高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用上，我國(guó)已具備340MPa~2GPa各強(qiáng)度級(jí)別高強(qiáng)鋼的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)能力。國(guó)內(nèi)主流乘用車鋼制車身的高強(qiáng)度鋼比例均達(dá)到了50%，部分車型達(dá)到73%。2GPa熱成形鋼已率先在國(guó)際上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
在鋁合金材料應(yīng)用上，從傳統(tǒng)的車輪、動(dòng)力系統(tǒng)殼體逐步向車身防撞梁、行李架和底盤轉(zhuǎn)向節(jié)、擺臂等領(lǐng)域應(yīng)用，全車平均用量約在120-150kg左右。雖然鋁合金應(yīng)用發(fā)展較快，但在提升性能、建立自主合金體系等方面仍有大量的工作要做。高性能鋁合金穩(wěn)定化及規(guī)?；瘧?yīng)用仍然存在一些問(wèn)題需要解決。
在中國(guó)品牌乘用車的用材結(jié)構(gòu)中，塑料及復(fù)合材料的應(yīng)用呈逐年上升趨勢(shì)，從2014年的8.5%增長(zhǎng)到2018年的10.6%，到2020年用量在12%以上。應(yīng)用領(lǐng)域目前應(yīng)用主要集中在前端模塊、門護(hù)板、儀表板骨架及面板、翼子板、發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋、后尾門、車頂、新能源電池箱體上蓋和蓄電池托盤等，部分車型在車門、后背門開(kāi)始采用先進(jìn)工程塑料。目前我國(guó)在工程塑料低密度、微發(fā)泡、薄壁化等方面的研究工作已經(jīng)取得了重要進(jìn)展，技術(shù)水平與國(guó)外基本相當(dāng)。碳纖維、玻纖和生物基可降解纖維增強(qiáng)復(fù)合材料已經(jīng)在寶馬、豐田等車型上批量化生產(chǎn)。寶馬i3的推出，讓全球汽車界看到了碳纖維應(yīng)用的前景。但寶馬在i3之后推向市場(chǎng)的幾款產(chǎn)品中，碳纖維的應(yīng)用發(fā)生了明顯變化，“恰當(dāng)使用碳纖維”成為后續(xù)幾款產(chǎn)品的主要特征。
綜合輕量化技術(shù)以及輕量化材料的發(fā)展現(xiàn)狀，《輕量化路線圖2.0》提出未來(lái)輕量化技術(shù)發(fā)展的幾個(gè)趨勢(shì)：
首先輕量化的實(shí)現(xiàn)途徑并沒(méi)有發(fā)生變化，依然包含結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，輕質(zhì)材料及與其相關(guān)的各種成形工藝技術(shù)，其發(fā)展將更加聚焦于優(yōu)化設(shè)計(jì)和多材料混合應(yīng)用。其次，隨著產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)、成形技術(shù)和連接技術(shù)的更加成熟，將出現(xiàn)多種技術(shù)和多種技術(shù)路線并存的格局，“恰當(dāng)?shù)倪x擇輕量化路線”是未來(lái)企業(yè)的核心要求。最后，整車企業(yè)來(lái)說(shuō)，在確定所采用的輕量化技術(shù)路線時(shí)，將更加注重綜合考慮車輛的市場(chǎng)定位、用戶需求、性能與成本、產(chǎn)品效益和供應(yīng)鏈體系等因素的綜合平衡。