輕量化的案例
都在標(biāo)榜輕量化，那汽車輕量化是否大勢(shì)所趨？
所以，使用輕量化技術(shù)對(duì)汽車市場(chǎng)的發(fā)展有重大意義。
怎樣實(shí)現(xiàn)輕量化
在現(xiàn)今的汽車市場(chǎng)上，輕量化材料是車企實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的常用方法。眾所周知，碳纖維、鋁合金熱成型鋼在質(zhì)量上都比傳統(tǒng)的普通鋼要輕，而且強(qiáng)度與韌度性都顯優(yōu)勢(shì)，以碳纖維為例，其強(qiáng)度是鋼的7-9倍，而且比鋼輕50%。因此，近年來(lái)，車企會(huì)在汽車的承載白車身、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、懸掛等地方換用這些輕量化材質(zhì)。
新一代寶馬7系的白車身就是采用了鋼、鋁合金以及碳纖維復(fù)合材料三種材質(zhì)來(lái)打造車身，相對(duì)于上一代車型，車身重量減少了130公斤。此外，在懸掛系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)的配件上換用鋁合金材質(zhì)。以全新BMW 740 Li為例，相比上一代車型，百公里綜合油耗降低16.7%。
雖然輕量化材料是車企實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的常用方法，但并不是唯一。除此之外，在不影響性能和耐用性為前提下，利用輕量化結(jié)構(gòu)也能實(shí)現(xiàn)汽車輕量化。
以全新科魯茲為例，借助CAE軟件的計(jì)算與實(shí)車測(cè)試，在設(shè)計(jì)時(shí)去掉那些不起作用反而增重的材料，如在發(fā)動(dòng)機(jī)蓋上、車架上等運(yùn)用減重孔、短凸緣、圓齒凸緣等技術(shù)減重，使科魯茲較上代減重120公斤，百公里油耗降至5.7L。
除此之外，先進(jìn)的工藝也能達(dá)到輕量化的效果。就拿常見的輪轂和懸架擺臂來(lái)說(shuō)，其制造工藝對(duì)重量有著極大影響。例如鍛造輪圈由于其材料更加致密的原因，輪輻結(jié)構(gòu)更細(xì)更薄，重量自然就減下來(lái)了。
另外，車身和其他部件的連接工藝也會(huì)對(duì)車重產(chǎn)生影響。現(xiàn)今大部分車輛都會(huì)采用激光焊接的工藝來(lái)焊接車身，減少車身上柳丁的使用。這樣，沒有柳丁的外加重量，一體化的車身既美觀又能做到輕量化，而且是自動(dòng)化的焊接，提高生產(chǎn)效益，車企何樂(lè)而不為。
除了以上幾種主流的輕量化方式，汽車工程師為了實(shí)現(xiàn)汽車輕量化還在其他方面進(jìn)行專研。
大勢(shì)所趨
在過(guò)往，這些輕量化技術(shù)只用于F1、勒芒耐力賽等大型比賽的車型上，為應(yīng)對(duì)賽車協(xié)會(huì)的要求。
展開 熱烈祝賀第三屆國(guó)際車輪輕量化大會(huì)成功舉辦，共話車輪輕量化智造！
接下來(lái)由中信戴卡股份有限公司工程技術(shù)研究院材料工程師李世德就中信戴卡輕量化鋁車輪研發(fā)關(guān)于先進(jìn)車輪道路模擬試驗(yàn)技術(shù)做了現(xiàn)場(chǎng)前沿技術(shù)報(bào)告，李工提到中信戴卡車輪輕量化從工藝提升、材料改進(jìn)、設(shè)計(jì)優(yōu)化三個(gè)方面入手，分別制定輕量化指標(biāo)，滿足市場(chǎng)需求，其在車輪試驗(yàn)檢測(cè)、結(jié)構(gòu)和工藝等工程仿真技術(shù)方面深入研究，建立道路模擬測(cè)試以及對(duì)試驗(yàn)路譜進(jìn)行研究，其基于互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的試驗(yàn)設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用在10個(gè)海內(nèi)外制造基地。作為大陸第一家鋁合金車輪生產(chǎn)企業(yè)，中信戴卡也在著手展望下一代的試驗(yàn)設(shè)備，將建立更完善的試驗(yàn)場(chǎng)測(cè)試程序和中國(guó)路況損傷模型。
隨后上海ABB工程有限公司ABB機(jī)器人焊接與切割應(yīng)用中心方案工程師曹召鋒就ABB柔性光學(xué)測(cè)量技術(shù)在汽車零部件行業(yè)的應(yīng)用做了詳細(xì)介紹。緊接著大家開始進(jìn)行激烈的圓桌討論環(huán)節(jié)，由中信微合金化技術(shù)中心博士路洪洲主持，重慶市超群工業(yè)股份有限公司，董事長(zhǎng)助理韓志華、安徽匯泰車輪有限公司總經(jīng)理韓克尚、興民智通（集團(tuán)）股份有限公司技術(shù)總監(jiān)王杰功、長(zhǎng)春一汽富維汽車零部件股份有限公司車輪分公司業(yè)務(wù)主任張世江共同參與，大家就鋁輪與鋼輪輕量化的未來(lái)發(fā)展方向、基于輕量化發(fā)展訴求的鋁輪和鋼輪分別對(duì)材料的革新、OEM車輪輕量化制造工藝發(fā)展的瓶頸等方面進(jìn)行了激烈的探討，在圓桌論壇的精彩討論之后，上午的會(huì)議伴隨著大家的掌聲告一段落。豐盛的午宴過(guò)后，由科技部國(guó)家高效磨削工程研究中心教授、北京博魯斯潘精密機(jī)床有限公司總經(jīng)理吳行飛就智能制造成組技術(shù)在汽車輕量化輪轂制造產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用做了介紹，主要介紹了在汽車輕量化輪轂制造中的一序、二序、三序粗加工以及亮面和鏡面的納米車削加工的的智能化和無(wú)人化成組技術(shù)和裝備。包括了全套技術(shù)和裝備的介紹,并介紹世界領(lǐng)先的納米車削技術(shù)在輪轂行業(yè)的應(yīng)用。
展開 2024第十七屆國(guó)際汽車輕量化大會(huì)暨展覽會(huì)的通知|汽車輕量化
2024第十七屆國(guó)際汽車輕量化大會(huì)暨展覽會(huì)的通知|汽車輕量化
中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)、江蘇省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（以下簡(jiǎn)稱“輕量化聯(lián)盟”）和揚(yáng)州市人民政府將于 2024年10月9-11日 在 江蘇省揚(yáng)州市 國(guó)際展覽中心舉辦 2024（第十七屆）國(guó)際汽車輕量化大會(huì)暨展覽會(huì) （以下簡(jiǎn)稱“大會(huì)”）
李先生編寫 152/1006/3431
主辦單位
中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)、江蘇省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、揚(yáng)州市人民政府
協(xié)辦單位
江蘇省汽車工程學(xué)會(huì)、電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、揚(yáng)州市人才辦、揚(yáng)州市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、揚(yáng)州市科技局、揚(yáng)州市工信局、揚(yáng)州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)、揚(yáng)州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院、云江（浙江）汽車技術(shù)有限公司
戰(zhàn)略合作單位
中信金屬股份有限公司、育材堂(蘇州)材料科技有限公司、湖北博士隆科技股份有限公司
承辦單位
國(guó)汽輕量化（江蘇）汽車技術(shù)有限公司、國(guó)汽（北京）汽車輕量化技術(shù)研究院有限公司、恒興國(guó)際會(huì)展集團(tuán)有限公司、中信金屬股份有限公司（車身會(huì)議）
支持單位
中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)汽車材料分會(huì)、國(guó)家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心、溫州（瑞安）智能汽車零部件工程師協(xié)同創(chuàng)新中心、日本汽車復(fù)合材料學(xué)會(huì)、上海汽車工程學(xué)會(huì)、安徽省汽車工程學(xué)會(huì)、河南省汽車工程學(xué)會(huì)、黑龍江汽車工程學(xué)會(huì)、陜西省汽車工程學(xué)會(huì)
支持媒體
光明網(wǎng)、中國(guó)汽車報(bào)、汽車工程、汽車之友、汽車工藝與材料、中國(guó)汽車材料網(wǎng)等
展開 汽車輕量化：何以輕，以何輕？
圖3 各國(guó)歷年油耗計(jì)劃
在不影響汽車性能的情況下降低油耗的方法主要有以下三種：（1）提升內(nèi)燃機(jī)熱效率；（2）降低汽車行駛過(guò)程中的風(fēng)阻；（3）車身輕量化。
渦輪增壓技術(shù)大幅提高了內(nèi)燃機(jī)效率，但越接近卡諾定律所規(guī)定熱效率極限，尋求技術(shù)上的突破也就越困難，短期難有能夠大幅提升內(nèi)燃機(jī)燃燒效率的技術(shù)革新。一輛汽車以80km/h的速度行駛時(shí)，約有60%的阻力源于風(fēng)阻，所以每個(gè)車型面世前都要經(jīng)過(guò)工程師數(shù)百次修改設(shè)計(jì)和上千小時(shí)的風(fēng)洞試驗(yàn)，空氣動(dòng)力學(xué)性能幾乎被壓榨到了極限。而進(jìn)入到21世紀(jì)以來(lái)，新材料不斷面世和材料加工成型工藝的發(fā)展使得汽車輕量化成為了可能。
據(jù)有關(guān)研究，一般情況下車重每減輕1kg，則1L的汽油可以使汽車多行駛0.011km。于此同時(shí)，汽車減重不僅減少了油耗，也減少了二氧化碳排放量，車重如能減少一半，二氧化碳排放量就能減少13%。同時(shí)也減少了如氮化物、硫化物等其他有害物質(zhì)的排放量。
圖4 油耗與汽車質(zhì)量 圖5 排放量與汽車質(zhì)量
以何輕
量產(chǎn)車輕量化的前提是建立在汽車的整體品質(zhì)、性能和造價(jià)不變甚至優(yōu)化的基礎(chǔ)之上的，所以即使減配可以有效減輕車重并提高車輛性能，也不能作為汽車輕量化的有效手段，而是要通過(guò)材料、工藝和結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計(jì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)整車減重的目標(biāo)。
設(shè)計(jì)能力提升和制造工藝進(jìn)步
汽車不同部位在行駛過(guò)程中的受力和安全要求不同，工程師針對(duì)不同部位進(jìn)行鋼材差異化的選擇，在力學(xué)性能要求高的部位選用高強(qiáng)度鋼，而非加厚板材，在其他部位選用成本較低的鋼材起到基本的結(jié)構(gòu)和覆蓋功能。這樣即有效控制了成本，又減輕了車重。現(xiàn)在汽車生產(chǎn)用鋼通常被分為5-6個(gè)等級(jí)，不同等級(jí)的搭配使用能使白車身減重25%，而白車身又占據(jù)了整車質(zhì)量的1/4，僅僅該部分的優(yōu)化潛力就可達(dá)上百公斤。
展開 
小型化聚變裝置興起，聚變電源如何實(shí)現(xiàn)輕量化與集成化發(fā)展？
隨著聚變技術(shù)的不斷發(fā)展，小型化、緊湊型托卡馬克裝置逐步興起，這類裝置具有體積小、成本低、部署靈活等優(yōu)勢(shì)，適用于科研實(shí)驗(yàn)、小型示范等場(chǎng)景，同時(shí)也對(duì)聚變電源提出了輕量化、集成化的新需求。相較于大型托卡馬克裝置的電源系統(tǒng)，小型化聚變裝置的電源需在更小的體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)高功率、高精度輸出，具備集成度高、重量輕、便于安裝等特點(diǎn)。
為適配小型化聚變裝置的需求，國(guó)內(nèi)企業(yè)逐步推進(jìn)聚變電源的輕量化與集成化研發(fā)，采用模塊化設(shè)計(jì)、高密度集成技術(shù)，優(yōu)化電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少電源體積與重量；同時(shí)，整合電源控制、保護(hù)、散熱等功能模塊，實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的一體化集成。南瑞集團(tuán)、森木磊石等企業(yè)推動(dòng)了聚變電源向輕量化、集成化方向發(fā)展，滿足了小型化聚變裝置的供電需求。
小型化聚變裝置的興起，為聚變電源的輕量化、集成化發(fā)展提供了新方向。其中，森木磊石憑借齊全的解決方案和豐富的應(yīng)用案例，精準(zhǔn)對(duì)接小型化聚變裝置的電源需求，研發(fā)了輕量化、集成化的聚變電源產(chǎn)品，在縮小體積、減輕重量的同時(shí)，保障了電源的性能與可靠性，適配了小型化聚變裝置的部署需求，為小型化聚變技術(shù)的發(fā)展提供了有力支撐。
展開 蓋世汽車研究院：一體化壓鑄推動(dòng)汽車輕量化
一體化壓鑄工藝作為未來(lái)重要的發(fā)展趨勢(shì)，企業(yè)正在加速進(jìn)行布局，預(yù)計(jì)2025年國(guó)內(nèi)一體化壓鑄件市場(chǎng)規(guī)模將接近300億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)176%。
在雙碳背景下，輕量化是汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，汽車整備質(zhì)量每減少 100kg，百公里油耗可降低0.3-0.6L。《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》的發(fā)布也對(duì)汽車油耗及輕量化系數(shù)提出了嚴(yán)格要求。2035年對(duì)于傳統(tǒng)能源乘用車和純電動(dòng)乘用車的輕量化系數(shù)分別相比2019年的基數(shù)下降25%和35%。
汽車輕量化的技術(shù)路徑主要包括零部件輕量化、電器輕量化和車身輕量化。其中，車身輕量化主要從材料、結(jié)構(gòu)、工藝三方面改進(jìn)，當(dāng)前的主要輕量化措施是采用輕質(zhì)材料。鋁合金材料具有輕質(zhì)、抗拉強(qiáng)度高、回收性好、耐腐蝕、可塑性強(qiáng)、工藝相對(duì)成熟等特點(diǎn)，材料密度顯著低于高強(qiáng)度鋼，成本及工藝難度優(yōu)于鎂合金和碳纖維，是當(dāng)前技術(shù)工藝下最具性價(jià)比及可行性的輕量化材料。
目前鋁合金已廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)向節(jié)、控制臂、副車架、電機(jī)殼、電池盒等部件，但鋁合金車身的制造工藝復(fù)雜度遠(yuǎn)超鋼制車身，需要多種連接技術(shù)進(jìn)行組合，大大提升了生產(chǎn)的難度和整車的制造成本。
鋁合金零部件的主要成型工藝包含了鑄造、鍛造和擠壓。壓力鑄造主要分為高壓鑄造、低壓鑄造、差壓鑄造等。其中，低壓鑄造與差壓鑄造多用底盤區(qū)域，而高壓鑄造因加工效率高，加工零部件壁厚小等特點(diǎn)，在車身中的運(yùn)用越來(lái)越多，是未來(lái)的發(fā)展方向。
展開 基于有限元仿真的某車門輕量化分析
圖4 車門應(yīng)力分布
1.5 車門柱碰安全分析
車門的安全性能測(cè)試一般采用側(cè)面柱碰的試驗(yàn)方法，根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)《汽車側(cè)面碰撞的成員保護(hù)》（GB 20071—2006），按照標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)車門添加約束并放置碰撞圓柱，設(shè)置圓柱初速度為50 km/h，總計(jì)算時(shí)間為0.025 s，考察車門的最大侵入量[5]。通過(guò)計(jì)算，本車門向艙室內(nèi)的最大侵入量為364.8 mm，如圖5所示。
圖5 車門柱碰最大侵入量
2 輕量化方案設(shè)計(jì)
根據(jù)車門各項(xiàng)性能的計(jì)算結(jié)果，車門的用材存在優(yōu)化空間，可以進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，客戶要求減重至少5%。從降低用戶成本的角度，采用去掉門內(nèi)板左側(cè)加強(qiáng)板、內(nèi)板坯料采用激光拼焊的方式設(shè)計(jì)輕量化方案一，除拼焊部分外所有零部件牌號(hào)及厚度不變；輕量化方案二為內(nèi)板左側(cè)加強(qiáng)板厚度減為1.4 mm、內(nèi)板厚度減為0.7 mm，其余零件厚度不變。輕量化方案有限元模型如圖6和圖7所示。
圖6 車門輕量化方案一
圖7 車門輕量化方案二
新方案的輕量化效果如表2所示。
表2 兩方案輕量化效果對(duì)比
3 輕量化車門性能分析
3.1 方案一車門性能分析
針對(duì)輕量化方案一車門，依照前述方法開展車門的模態(tài)、垂向剛度、靜強(qiáng)度分析，結(jié)果顯示車門的一階非剛體模態(tài)為30.21 Hz；門鎖處垂向位移為1.44 mm，根據(jù)式（1）計(jì)算得垂向剛度為694.44 N/mm，振型為內(nèi)板中部彎曲；最大應(yīng)力依然出現(xiàn)在內(nèi)板的下方鉸鏈附近，最大應(yīng)力值為98.16 MPa，如圖8、圖9、圖10所示。
展開 輕量化孔顯示..
概念: 輕量化孔顯示
輕量化孔顯示
可通過(guò)在操控板中單擊“輕量化孔”(Lightweight Hole)為直孔啟用“輕量化孔顯示”(Lightweight hole display) 選項(xiàng)。啟用后，孔將僅由放置曲面上的輪廓表示，從而加快了重新生成的速度，并簡(jiǎn)化了具有大量孔的模型的顯示。
圖 1 – 默認(rèn)孔和輕量化孔
使用此選項(xiàng)時(shí)，請(qǐng)記住以下幾點(diǎn)：
· 在啟用“輕量化”(Lightweight) 選項(xiàng)的情況下，模型樹將顯示孔的輕量化孔圖標(biāo)。
圖 2 – 模型樹中的輕量化孔
· 將孔更改為輕量化顯示后，質(zhì)量屬性會(huì)受到影響。
o 計(jì)算質(zhì)量屬性時(shí)，將出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框提醒您是否存在輕量化孔。
圖 3 – 消息窗口
o 啟用了“輕量化”孔的模型通常在其具有實(shí)體孔的質(zhì)量上增加質(zhì)量。
· “輕量化孔”(Lightweight hole) 選項(xiàng)僅可用于簡(jiǎn)單孔。
可通過(guò)以下方法更改現(xiàn)有實(shí)體孔的顯示：選擇該孔 (在模型上或模型樹中)，然后單擊鼠標(biāo)右鍵并選擇“轉(zhuǎn)換為輕量化”(Convert to Lightweight)。相反，可通過(guò)以下方法將輕量孔顯示轉(zhuǎn)換為實(shí)體孔顯示：選擇該孔，然后單擊鼠標(biāo)右鍵并選擇“轉(zhuǎn)換為實(shí)體”(Convert to Solid)。
展開 汽車車身輕量化系數(shù)詳解
圖1
2
白車身輕量化指數(shù)
Li=(L2-L1)/L1
式中，
Li為白車身輕量指數(shù)，無(wú)量綱；
L1為輕量化設(shè)計(jì)前的車身輕量化系數(shù)，單位Kg/[N·m/(°) ·m2]；
L2為輕量化設(shè)計(jì)后的車身輕量化系數(shù)，單位Kg/[N·m/(°) ·m2]；
3
汽車輕量化
在保證汽車安全、剛度、NVH等性能提升或者不降低的前提下，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化、合適的材料選用、合理的制造工藝等手段來(lái)達(dá)到整車重量降低，從而來(lái)達(dá)到節(jié)油和減排的工程過(guò)程，稱之為汽車輕量化。
行業(yè)水平
1
ECB會(huì)議
EuroCarBody（簡(jiǎn)稱ECB）歐洲汽車車身會(huì)議，每年10月份在德國(guó)舉行。ECB代表著全球汽車車身發(fā)展趨勢(shì)，近年來(lái)一直被譽(yù)為車身界的頂級(jí)峰會(huì)。我們可以從ECB大會(huì)的車型輕量化系數(shù)，側(cè)面看出車身發(fā)展的最新水平。
圖2
由于各年度參展車型的品牌與產(chǎn)品定位存在差異，所以車身輕量化系數(shù)變化趨勢(shì)并非逐年遞減，但總體的趨勢(shì)是下降的。
展開 動(dòng)力電池包輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)
摘要：
在整車電量一定的情況下，電動(dòng)汽車的續(xù)航里程一直是用戶重點(diǎn)關(guān)注的參數(shù)之一，而電動(dòng)汽車用電池包作為三電系統(tǒng)中的核心部件，其輕量化的設(shè)計(jì)直接影響整車的續(xù)航里程。實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池包輕量化設(shè)計(jì)主要有兩種途徑：提高單體電芯的能量密度，優(yōu)化電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本文主要是針對(duì)第二種方式進(jìn)行闡述輕量化設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)研究。
新能源汽車對(duì)輕量化設(shè)計(jì)更加敏感，直接影響到終端用戶的體驗(yàn)度和滿意度。電動(dòng)汽車電池包的輕量化研究是新能源汽車輕量化的主要研究?jī)?nèi)容之一，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池包的輕量化主要有兩種途徑：一是提高單體電芯質(zhì)量能量密度，二是優(yōu)化電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和新材料的選型。
1 動(dòng)力電池包輕量化設(shè)計(jì)思路
動(dòng)力電池包的主要組成部分就是電池及相關(guān)結(jié)構(gòu)輔件，目前單體電芯大多數(shù)為鋰離子電池，其主要由正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜、銅箔等組成，動(dòng)力電池包對(duì)電芯進(jìn)行相關(guān)的串并聯(lián)組合方式實(shí)現(xiàn)不同的電壓和能量，過(guò)重的電池包對(duì)整車?yán)m(xù)航能力影響極大。
展開 汽車輕量化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
輕量化技術(shù)主要有三大方向，即新材料輕量化、先進(jìn)工藝輕量化和優(yōu)化結(jié)構(gòu)輕量化，這3 個(gè)方向相輔相成，互相約束，需要均衡考慮，才能實(shí)現(xiàn)輕量化汽車的有效開發(fā)。
來(lái)源：期刊—汽車工程師
轎車車身輕量化及其對(duì)連接技術(shù)的挑戰(zhàn)
來(lái)源焉知汽車輕量化
聊聊汽車輕量化的那些事
四是對(duì)汽車輕量化技術(shù)更加關(guān)注。汽車輕量化是汽車節(jié)能的重要措施，尤其是電動(dòng)汽車制造商更是關(guān)注，具體來(lái)說(shuō)更關(guān)注汽車新材料和新工藝的應(yīng)用。五是汽車裝備及企業(yè)轉(zhuǎn)型。汽車在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)仍將是機(jī)床行業(yè)的主要拉動(dòng)領(lǐng)域，汽車強(qiáng)國(guó)首先是裝備強(qiáng)國(guó)，中國(guó)汽車裝備需要更多政府的支持及市場(chǎng)推廣應(yīng)用。
盡管智能網(wǎng)聯(lián)汽車、自動(dòng)駕駛和共享汽車服務(wù)越來(lái)越備受關(guān)注，傳統(tǒng)汽車的需求依然強(qiáng)勁。內(nèi)燃機(jī)在相當(dāng)?shù)臅r(shí)間當(dāng)中，還具有廣泛的市場(chǎng)要求。所以一方面，內(nèi)燃機(jī)技術(shù)要將以提升燃油效率、降低排放為主線，另一方面要在生產(chǎn)效率和提高質(zhì)量上面下功夫……
從現(xiàn)在發(fā)展的趨勢(shì)上看，內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)化的相結(jié)合，將成為車用動(dòng)力技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新方向。 如今汽車輕量化已經(jīng)成為了各大車企的“必須課”，幾乎每款新車上市后廠家都會(huì)在輕量化設(shè)計(jì)上大做文章，比如宣稱新車減重多少...
那么對(duì)于廣大車友來(lái)說(shuō)，汽車輕量化究竟意味著什么？它是汽車行業(yè)的技術(shù)革新？還是廠家炫技的噱頭？今天，我們就將和您聊聊汽車輕量化的那些事。
▲ 汽車輕量化能夠?qū)θ加蛙噹?lái)哪些影響？
其實(shí)汽車輕量化很好理解，就是在保證汽車強(qiáng)度、剛度、和安全性能的前提下，盡可能降整備質(zhì)量，從而提高動(dòng)力，減少燃料消耗和降低排氣污染。
根據(jù)世界鋁業(yè)協(xié)會(huì)的報(bào)告來(lái)看，汽車整車重量降低10%，燃油效率可提高6%—8%。而大眾汽車研究認(rèn)為，汽車整備質(zhì)量每減少100kg，每百公里二氧化碳排放可減少8-11g，百公里油耗可降低0.3—0.5L。盡管說(shuō)法不太一致，但可以充分說(shuō)明汽車輕量化對(duì)節(jié)油有直接影響。
▲ 汽車輕量化的門檻很高
其實(shí)汽車輕量化實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不容易，因?yàn)槟壳捌?em>輕量化主要依賴于鋁合金、玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GFRP）和碳纖維(CFRP)等材料。
展開 新能源汽車電池包箱體的輕量化發(fā)展
作者： 司福建 時(shí)紅海 吳中旺 劉暢 賴興華
清華大學(xué)蘇州汽車研究院
隨著世界能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，汽車輕量化越來(lái)越受到人們的重視。輕量化對(duì)汽車節(jié)能減排的效果直接而顯著，試驗(yàn)證明，對(duì)于傳統(tǒng)燃油汽車，汽車整備質(zhì)量每減輕10%，可降低油耗6%～8%，排放下降3%～4%；對(duì)于新能源純電動(dòng)汽車，汽車整備質(zhì)量每減少10%，電耗下降5.5%，續(xù)航里程增加5.5%。同時(shí)汽車質(zhì)量的降低可減小汽車制動(dòng)距離，提高安全性能。所以，無(wú)論是對(duì)傳統(tǒng)燃油汽車，還是對(duì)新能源汽車，汽車輕量化研究均具有重要意義。
輕量化并非簡(jiǎn)單地將整備質(zhì)量減輕，而是在保證強(qiáng)度和安全性能的前提下盡可能地降低整備質(zhì)量并保證制造成本在合理范圍內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)安全性和經(jīng)濟(jì)性的兼顧統(tǒng)一。電池包箱體作為動(dòng)力電池的承載和防護(hù)機(jī)構(gòu)，在電池包系統(tǒng)中占據(jù)重要位置，而且其整備質(zhì)量目前偏大，具有較大的輕量化空間，同時(shí)政策對(duì)于電池包能量密度的要求逐步提高，使得電池包箱體輕量化發(fā)展具有很強(qiáng)的緊迫性。
針對(duì)輕量化過(guò)程中引入的新材料和新結(jié)構(gòu)連接需求，本文對(duì)電池包箱體輕量化的發(fā)展及新型連接技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行綜述，旨在對(duì)輕量化設(shè)計(jì)和制造提供有益借鑒。
電池包箱體的輕量化發(fā)展
傳統(tǒng)電池包箱體一般采用低碳鋼鈑金和焊接工藝加工而成，成本較低但箱體質(zhì)量較大，嚴(yán)重影響電池包系統(tǒng)能量密度的提高和新能源汽車的輕量化，不符合發(fā)展趨勢(shì)，需要進(jìn)行輕量化改進(jìn)。目前針對(duì)電池包箱體輕量化的主要手段為輕量化材料應(yīng)用和輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
輕量化材料的應(yīng)用
電池箱輕量化材料應(yīng)用主要包括鋁合金材料、高強(qiáng)鋼材料和復(fù)合材料的應(yīng)用等，目前鋁合金替代傳統(tǒng)低碳鋼在電池箱上得到了大范圍的應(yīng)用，鋁合金箱體成為電池箱體發(fā)展的一個(gè)重要方向。
鋁是最常用的金屬材料之一，同時(shí)也是地殼中分布最廣、儲(chǔ)存量最多的元素之一，占地殼質(zhì)量的8.13%。
展開 汽車車身輕量化的關(guān)鍵工藝制造技術(shù)
汽車的制造是一個(gè)系統(tǒng)工程，激光在汽車制造中最重要的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在其先進(jìn)的非接觸式的加工方式，相較于以往的加工方式，激光效率更快、精度更高，并且對(duì)這些難加工材料來(lái)說(shuō)，激光更加容易實(shí)現(xiàn)，激光技術(shù)的進(jìn)步也讓這些新材料的應(yīng)用從理想變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)，從而讓新材料得以在汽車輕量化中得以實(shí)現(xiàn)。目前激光技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域中主要的應(yīng)用有車身拼焊、框架結(jié)構(gòu)和零部件的焊接。
新型輕量化材料的使用是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的有效手段之一。而激光焊接以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在實(shí)現(xiàn)連接輕量化材料方面起著越來(lái)越重要的作用。當(dāng)前，激光焊接在汽車制造中的工藝應(yīng)用主要包括3大類型，即：不等厚板的激光拼焊；車身總成與分總成的激光組焊；汽車零部件的激光焊接。這些工藝，都可不同程度地減輕車身重量。
經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，人們對(duì)于激光技術(shù)的了解以及認(rèn)知程度變高，其也從最初的軍事領(lǐng)域逐步擴(kuò)展到現(xiàn)代民用領(lǐng)域，而激光焊接技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步拓展了激光技術(shù)的應(yīng)用范圍，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的焊接工藝，作為重要的一個(gè)加工技術(shù)，是汽車輕量化路上的得力助手。
總結(jié)
目前，我國(guó)在汽車車身輕量化的材料上，已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的多元化應(yīng)用趨勢(shì)，單一的車身材料已無(wú)法滿足當(dāng)前車身所需的強(qiáng)度及剛度，因此，在汽車車身的未來(lái)發(fā)展中，其輕量化材料會(huì)實(shí)現(xiàn)多種材料的組合制造，并在車身工藝制造技術(shù)上，會(huì)主要控制工藝材料的使用量，并開發(fā)可回收材料，使汽車車身達(dá)到輕量化要求的同時(shí)也具備低耗能的優(yōu)勢(shì)，有效提高材料的利用率，利用各項(xiàng)技術(shù)提高車身的安全系數(shù)，完善傳統(tǒng)工藝的不足之處，以此實(shí)現(xiàn)汽車車身輕量化的生產(chǎn)目標(biāo)。
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