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罗岩:汽车轻量化是提升我国汽车产品竞争力的重要途径之一
来源:中国汽车报网    作者:赵玲玲   发布时间:2021/04/19   浏览:()次


  此前,中国汽车工程学会发布了《节能与新能源汽车技术路线图2.0》,其中轻量化创新战略联盟组织行业专家研究编制了轻量化技术路线图2.0(以下简称《轻量化路线图2.0》),主要内容包括:分析国内外先进的轻量化材料、设计、制造(成形和连接工艺)等领域的技术发展现状,明确轻量化技术未来发展趋势,制定发展愿景和目标,提出轻量化技术发展路线、重大创新需求和行动框架。  近日,中国汽车轻量化技术创新战略联盟研究员罗岩接受了《中国汽车报》记者专访,对《轻量化路线图2.0》进行了全方位的解读,并对汽车轻量化技术趋势与需求进行了深入讨论。

  罗岩指出,“轻量化不仅对车辆节能作出贡献,更是提升我国汽车产品竞争力、促进上下游产业转型升级的重要途径。

  首先是节能减排。数据显示,燃油汽车每减重100kg,对于三厢轿车来说,百公里油耗可降低 0.37L;两厢轿车百公里油耗可降低 0.31L;SUV百公里油耗可降低 0.46L;MPV 百公里油耗可降低 0.45L。

  《轻量化路线图2.0》中提到,到2035年,新能源汽车将成为国民经济的支柱产业,具有智能化特征的新能源汽车将占据市场的主导地位。而对于新能源汽车来说,整车减重更是对提升续航里程有着非常明显的作用。数据显示,在电池重量不变的前提下,如果有能量回收系统,每降重100 kg:A级车可增加续驶里程12.3 km, C级车可增加续驶里程13.0km。整车整备质量不变,动力电池以外的部件降重10 kg,并将降低的重量分给动力电池:A级车可增加续驶里程12.5km,C级车可增加续驶里程9.3km。

  第二,轻量化将影响到车辆综合性能,包括加速性能、制动性能、操纵稳定性、平顺性和噪声振动水平等。合理的结构设计和轻量化材料的应用将有效提升车辆的各项性能,科学合理的用材策略也有助于控制车辆的生产成本。”

  第三,轻量化是带动汽车上下游相关产业转型升级的源动力。罗岩表示,汽车轻量化涉及冶金、化工、材料、装备、设计、维修、回收再利用等多个相关产业,过去十余年中对钢铁工业的带动作用已将显现。未来轻量化将向产品多材料混合应用和产品生产智能化的方向发展,将催生对汽车用材和生产装备的更高要求。

  近年来,我国汽车轻量化技术发展迅速,在很多领域取得了突破。比如,高强度钢开发与应用取得多项国际领先成果,乘用车车身高强度钢应用达到国际领先水平。铝合金的应用取得突破,多个“铝合金为主”的轻量化车身量产车型相继上市。同时对整车轻量化评价开展的深度研究,在全球率先发布了《乘用车整车轻量化系数计算方法》团体标准,为整车企业及消费者正确判断乘用车轻量化水平提供理论依据。

  在高强度钢的应用上,我国已具备340MPa~2GPa各强度级别高强钢的开发和生产能力。国内主流乘用车钢制车身的高强度钢比例均达到了50%,部分车型达到73%。2GPa热成形钢已率先在国际上实现产业化应用。

  在铝合金材料应用上,从传统的车轮、动力系统壳体逐步向车身防撞梁、行李架和底盘转向节、摆臂等领域应用,全车平均用量约在120-150kg左右。虽然铝合金应用发展较快,但在提升性能、建立自主合金体系等方面仍有大量的工作要做。高性能铝合金稳定化及规模化应用仍然存在一些问题需要解决。

  在中国品牌乘用车的用材结构中,塑料及复合材料的应用呈逐年上升趋势,从2014年的8.5%增长到2018年的10.6%,到2020年用量在12%以上。应用领域目前应用主要集中在前端模块、门护板、仪表板骨架及面板、翼子板、发动机罩盖、后尾门、车顶、新能源电池箱体上盖和蓄电池托盘等,部分车型在车门、后背门开始采用先进工程塑料。目前我国在工程塑料低密度、微发泡、薄壁化等方面的研究工作已经取得了重要进展,技术水平与国外基本相当。碳纤维、玻纤和生物基可降解纤维增强复合材料已经在宝马、丰田等车型上批量化生产。宝马i3的推出,让全球汽车界看到了碳纤维应用的前景。但宝马在i3之后推向市场的几款产品中,碳纤维的应用发生了明显变化,“恰当使用碳纤维”成为后续几款产品的主要特征。

  综合轻量化技术以及轻量化材料的发展现状,《轻量化路线图2.0》提出未来轻量化技术发展的几个趋势:

  首先轻量化的实现途径并没有发生变化,依然包含结构优化设计,轻质材料及与其相关的各种成形工艺技术,其发展将更加聚焦于优化设计和多材料混合应用。其次,随着产品设计技术、成形技术和连接技术的更加成熟,将出现多种技术和多种技术路线并存的格局,“恰当的选择轻量化路线”是未来企业的核心要求。最后,整车企业来说,在确定所采用的轻量化技术路线时,将更加注重综合考虑车辆的市场定位、用户需求、性能与成本、产品效益和供应链体系等因素的综合平衡。
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