新能源汽車輕量化現狀及車身輕量化結構和用材的走向

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1、前言

發布（bù）關於培育戰略性新興產業和加強節能減排工作的部署和要求以來，純電動汽車的發展蒸（zhēng）蒸（zhēng）日上，由於電池結（jié）構及性能的限製，輕量化越來越受到純電動（dòng）汽車行業的重視與青睞。

2、純電動汽車輕量化的必要性

純電動（dòng）汽車動力係統相較燃（rán）油動力係統重（chóng）量增加40％左右，嚴重影響車身（shēn）結構及相關（guān）部件的選材及布置。

實驗證明，汽車質（zhì）量降（jiàng）低一半，燃料消耗也會降低將近一（yī）半。輕量化是新能源汽車提高續駛裏程的必由之路。

輕量化可以有效提升整（zhěng）車（chē）的操控（kòng）性和動力性，提高車輛的加速度性能，縮短刹車製動距離。

3、純（chún）電動（dòng）汽車輕量化的途徑

3.1輕量化材料的應用

3.1.1鋁合金（jīn）的應用

鋁合金密度低，但強度比較高，接近或超（chāo）過（guò）優質鋼，塑性好，可加（jiā）工成各種型材，具有優（yōu）良的導電（diàn）性、導熱性及抗蝕性。鋁合（hé）金材（cái）料在電動汽車（chē）上的應用（yòng）日益廣泛，汽車部件及（jí）行動部件，發動機及變速箱部件（jiàn），空調及其部件等基本普及鋁合金鑄造工藝。

3.1.2改性非金複屬合材料

複合材料不僅保持各組分材料性能的優點，而且通過各組分性能的互補和關聯可以獲得單一組成（chéng）材料所不能達到的綜合性能。目前非金屬複合材料包（bāo）括合成樹脂（zhī）、橡（xiàng）膠、聚丙（bǐng）烯、玻璃纖維等通過改性可減（jiǎn）重（chóng）15%-25%（保證良（liáng）好的強度和韌性的前提下）。

3.1.3碳纖維材料

碳纖（xiān）維材料以其密度低，減重明顯，比強度高，比剛度高，熱膨脹係（xì）數低、尺寸穩（wěn）定性好，耐腐蝕性能好的優勢受（shòu）到各大新能源車企的熱捧均已研發出碳纖維車型，並在市場引起良好反響。

3.1.4高強度鋼的（de）研發及應用

已經試製出兩種兼具（jù）強度和成（chéng）形性的第三代先進高強鋼。先進高強鋼強（qiáng）度和延伸率分別達到1200Mpa和37%，另一種試製鋼（gāng）強度和延伸率分別達到1538Mpa和（hé）19%。便可以（yǐ）用千製造輕量化的汽車和卡車，實現更高的安全性和燃油效率。

由鞍鋼研製（zhì）的TWIP1180HI,厚度僅3.5mm,抗拉（lā）強度（dù）達到1200兆帕的同時，延（yán）伸率達到60%以上（shàng），強塑積達到72000MPas以上，產品性能達（dá）到（dào）國際領先水平。

3.2鐫接工藝在輕量化上的應用

汽車自重的25％左右在車身，車身材料的（de）輕量化舉（jǔ）足輕重。高強度鋼板、鋁合金（jīn）、鎂合金等新材料的應用實現了車身的輕量化，這些新材料焊接性能差的特點導致凸焊緊（jǐn）固件通常無法滿足使用要求。凸焊螺母（mǔ）的（de）材料一般為a)含碳量不大於0.25%，且具有可焊性的鋼；b）不經處理。在焊接材料（liào）差的母材上凸焊螺母時，不合理的焊接參數將破壞螺紋（wén），增加螺紋脫扣或裝配時螺母脫落風險，自衝柳緊固件完（wán）美的解決了（le）以上問題。

3.3輕重化結構的應（yīng）用

蜂窩結構技術（shù）源（yuán）千仿生學，與實體材料相比，蜂窩結構所使用的有效材料（liào）一般隻有3%-5％左右，其餘90％以（yǐ）上的空間均為空隙，其應用（yòng）可以大（dà）幅度減少實體材料的質量（liàng），是一（yī）種理想（xiǎng）的輕量化環保新材料結構，目前應用千乘用車內飾隔板、備胎板等，後期隨著技術的成熟，可（kě）適用千各種內外飾結構件。

結束語

目前，新能源汽車輕量化的結構與用材策略與技術路徑尚不清晰，各大車企都在摸索（suǒ）前進（jìn），汽車用材可謂群雄割據。新能（néng）源汽車采用鋁合金、鎂合（hé）金以及（jí）碳纖維複合材料是當前形勢下無奈之舉，市場急需新（xīn）型輕量化材（cái）料的麵世。

未來5年（nián）將是各種輕量化材料博弈的關鍵，這個時期將是以各種材料降本、提高可製造性和服役性能為主線。

未來5年汽車電子整體水平將（jiāng）會提高（gāo）許多，汽車主（zhǔ）動安全（quán）性的重要性將會提（tí）高，影響汽車效果將會顯現。平直（zhí）、簡（jiǎn）單（dān）、易做的（de）鋁合金下車體有可能成為（wéi）汽車的標準件。