新能源汽车轻量化现状及车身轻量化结构和用材的走向

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1、前言

发布关于培育战略性新兴产业和加强节能减排工作的部署和要求以来，纯电动汽车的发展蒸蒸日上，由于电池结构及性能的限制，轻量化越来越受到纯电动汽车行业的重视与青睐。

2、纯电动汽车轻量化的必要性

纯电动汽车动力系统相较燃油动力系统重量增加40％左右，严重影响车身结构及相关部件的选材及布置。

实验证明，汽车质量降低一半，燃料消耗也会降低将近一半。轻量化是新能源汽车提高续驶里程的必由之路。

轻量化可以有效提升整车的操控性和动力性，提高车辆的加速度性能，缩短刹车制动距离。

3、纯电动汽车轻量化的途径

3.1轻量化材料的应用

3.1.1铝合金的应用

铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性及抗蚀性。铝合金材料在电动汽车上的应用日益广泛，汽车部件及行动部件，发动机及变速箱部件，空调及其部件等基本普及铝合金铸造工艺。

3.1.2改性非金复属合材料

复合材料不仅保持各组分材料性能的优点，而且通过各组分性能的互补和关联可以获得单一组成材料所不能达到的综合性能。目前非金属复合材料包括合成树脂、橡胶、聚丙烯、玻璃纤维等通过改性可减重15%-25%（保证良好的强度和韧性的前提下）。

3.1.3碳纤维材料

碳纤维材料以其密度低，减重明显，比强度高，比刚度高，热膨胀系数低、尺寸稳定性好，耐腐蚀性能好的优势受到各大新能源车企的热捧均已研发出碳纤维车型，并在市场引起良好反响。

3.1.4高强度钢的研发及应用

已经试制出两种兼具强度和成形性的第三代先进高强钢。先进高强钢强度和延伸率分别达到1200Mpa和37%，另一种试制钢强度和延伸率分别达到1538Mpa和19%。便可以用千制造轻量化的汽车和卡车，实现更高的安全性和燃油效率。

由鞍钢研制的TWIP1180HI,厚度仅3.5mm,抗拉强度达到1200兆帕的同时，延伸率达到60%以上，强塑积达到72000MPas以上，产品性能达到国际领先水平。

3.2镌接工艺在轻量化上的应用

汽车自重的25％左右在车身，车身材料的轻量化举足轻重。高强度钢板、铝合金、镁合金等新材料的应用实现了车身的轻量化，这些新材料焊接性能差的特点导致凸焊紧固件通常无法满足使用要求。凸焊螺母的材料一般为a)含碳量不大于0.25%，且具有可焊性的钢；b）不经处理。在焊接材料差的母材上凸焊螺母时，不合理的焊接参数将破坏螺纹，增加螺纹脱扣或装配时螺母脱落风险，自冲柳紧固件完美的解决了以上问题。

3.3轻重化结构的应用

蜂窝结构技术源千仿生学，与实体材料相比，蜂窝结构所使用的有效材料一般只有3%-5％左右，其余90％以上的空间均为空隙，其应用可以大幅度减少实体材料的质量，是一种理想的轻量化环保新材料结构，目前应用千乘用车内饰隔板、备胎板等，后期随着技术的成熟，可适用千各种内外饰结构件。

结束语

目前，新能源汽车轻量化的结构与用材策略与技术路径尚不清晰，各大车企都在摸索前进，汽车用材可谓群雄割据。新能源汽车采用铝合金、镁合金以及碳纤维复合材料是当前形势下无奈之举，市场急需新型轻量化材料的面世。

未来5年将是各种轻量化材料博弈的关键，这个时期将是以各种材料降本、提高可制造性和服役性能为主线。

未来5年汽车电子整体水平将会提高许多，汽车主动安全性的重要性将会提高，影响汽车效果将会显现。平直、简单、易做的铝合金下车体有可能成为汽车的标准件。