汽車輕量化產品的案例
金發碳纖維公司熱塑性復合材料汽車輕量化產品實現量產
這標志著金發碳纖維公司的最新產品，連續纖維增強熱塑性復合材料，在汽車輕量化領域首次實現了量產應用。
廣州金發碳纖維新材料發展有限公司作為金發科技的全資子公司自2012年創立起，一直致力于高性能復合材料領域的技術產品研發和市場開拓。依托金發科技在高分子領域的雄厚技術實力，金發碳纖維公司開發了系列化的復合材料創新產品，以連續纖維增強熱塑性樹脂基復合材料“KingStrongTM”UD帶材、“KingPlyTM”有機板（Organosheet）為代表的產品，在交通運輸以及汽車輕量化結構材料領域具有廣闊的應用前景。此次長安福特C519的門系統供應商德國博澤公司創新地采用了有機板復合材料結合LFT的混合材料方案替代傳統鋼材或單一長纖維PP的方案，配套新型混合工藝成型生產線（模壓+注塑）實現了熱塑性復合材料門基板的制造生產。與鋼材及長纖維PP門系統相比，熱塑性復合材料門系統可以有效減重5kg/car或2kg/car。由于連續纖維材料的引入，新的門基板設計方案重量更輕，強度更高，效率更高，可集成更多的功能和模塊，節省了多個子部件的生產安裝以及多道焊接工藝，進一步降低了門系統總成的重量成本和裝配工作量。此創新材料方案也得到了主機廠福特公司的高度認可。
四年以來，金發碳纖維公司在C519門基板項目上持續投入巨大的研發資源，組建了以多個海歸博士為核心的研發團隊，先后突破了超薄UD帶材穩定制備、CrossPly全自動生產設備設計開發、在線全過程質量監測、多層有機板復合材料結構設計和制造工藝的計算模擬、有機板零部件缺陷預測等多項關鍵技術，為項目的成功和公司未來產品開發及市場拓展打下了堅實的基礎。
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展開 金發碳纖維公司熱塑性復合材料汽車輕量化產品實現量產
這標志著金發碳纖維公司的最新產品，連續纖維增強熱塑性復合材料，在汽車輕量化領域首次實現了量產應用。
廣州金發碳纖維新材料發展有限公司作為金發科技的全資子公司自2012年創立起，一直致力于高性能復合材料領域的技術產品研發和市場開拓。依托金發科技在高分子領域的雄厚技術實力，金發碳纖維公司開發了系列化的復合材料創新產品，以連續纖維增強熱塑性樹脂基復合材料“KingStrongTM”UD帶材、“KingPlyTM”有機板（Organosheet）為代表的產品，在交通運輸以及汽車輕量化結構材料領域具有廣闊的應用前景。此次長安福特C519的門系統供應商德國博澤公司創新地采用了有機板復合材料結合LFT的混合材料方案替代傳統鋼材或單一長纖維PP的方案，配套新型混合工藝成型生產線（模壓+注塑）實現了熱塑性復合材料門基板的制造生產。與鋼材及長纖維PP門系統相比，熱塑性復合材料門系統可以有效減重5kg/car或2kg/car。由于連續纖維材料的引入，新的門基板設計方案重量更輕，強度更高，效率更高，可集成更多的功能和模塊，節省了多個子部件的生產安裝以及多道焊接工藝，進一步降低了門系統總成的重量成本和裝配工作量。此創新材料方案也得到了主機廠福特公司的高度認可。
四年以來，金發碳纖維公司在C519門基板項目上持續投入巨大的研發資源，組建了以多個海歸博士為核心的研發團隊，先后突破了超薄UD帶材穩定制備、CrossPly全自動生產設備設計開發、在線全過程質量監測、多層有機板復合材料結構設計和制造工藝的計算模擬、有機板零部件缺陷預測等多項關鍵技術，為項目的成功和公司未來產品開發及市場拓展打下了堅實的基礎。
展開 都在標榜輕量化，那汽車輕量化是否大勢所趨？
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，而且是自動化的焊接，提高生產效益，車企何樂而不為。
除了以上幾種主流的輕量化方式，汽車工程師為了實現汽車輕量化還在其他方面進行專研。
大勢所趨
在過往，這些輕量化技術只用于F1、勒芒耐力賽等大型比賽的車型上，為應對賽車協會的要求。直到1994年，奧迪把鋁制車身用于A8上，令汽車輕量化技術在量產車型上得到普及。而現在，不管是豪華品牌還是合資品牌，都在使用輕量化技術。
近年來，大眾不斷為旗下朗逸、寶來、途觀等熱銷車型引入MQB平臺。而MQB平臺則是汽車輕量化技術的一個載體，里面包含了輕量化材質、結構以及工藝，令MQB平臺車型比上代車型整車減重40—60kg。雖然比起碳纖維這樣更高一級的輕量化技術，大眾MQB平臺的輕量化有點微不住道，但可知，輕量化技術在我們身邊無處不在。
此外，隨著國家不斷調整排放標準，最苛刻的國六排放標準將在2019年7月開始在重點城市提前實施國六排放標準，在2023年7月全國輕型車強制執行。而現今，無論是小型SUV還是中大型SUV，基本都是采用了鋁合金材質的發動機缸體與缸蓋來進行輕量化，但都不能應對國六排放標準。在首批達到國六排放標準的機動車的環保信息中，第一批僅三款SUV車型能達標。因此，除了不斷提升發動機技術之外，把汽車輕量化技術再往更深一步走也是有效應對途徑之一。
汽車輕量化技術不止在傳統燃油車上有著重要地位，在新能源汽車上也是如此。如今的特斯拉model S、蔚來ES8、榮威 marvel x等中高端新能源汽車無不例外是使用全鋁車身來提高續航里程。可這樣還是不夠，因為電池的質量與續航是個矛盾體。如果增加電池的量來提升續航里程，那隨著而來的重量也會影響續航里程。
以捷豹I-PACE為例，僅是電池系統的重量就高達613kg，快占普通中型SUV的整備質量的一半。
展開 2024第十七屆國際汽車輕量化大會暨展覽會的通知|汽車輕量化
2024第十七屆國際汽車輕量化大會暨展覽會的通知|汽車輕量化
中國汽車工程學會、江蘇省科學技術協會、汽車輕量化技術創新戰略聯盟（以下簡稱“輕量化聯盟”）和揚州市人民政府將于 2024年10月9-11日 在 江蘇省揚州市 國際展覽中心舉辦 2024（第十七屆）國際汽車輕量化大會暨展覽會 （以下簡稱“大會”）
李先生編寫 152/1006/3431
主辦單位
中國汽車工程學會、江蘇省科學技術協會、汽車輕量化技術創新戰略聯盟、揚州市人民政府
協辦單位
江蘇省汽車工程學會、電動汽車產業技術創新戰略聯盟、揚州市人才辦、揚州市科學技術協會、揚州市科技局、揚州市工信局、揚州經濟技術開發區、揚州大學機械工程學院、云江（浙江）汽車技術有限公司
戰略合作單位
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
國汽輕量化（江蘇）汽車技術有限公司、國汽（北京）汽車輕量化技術研究院有限公司、恒興國際會展集團有限公司、中信金屬股份有限公司（車身會議）
支持單位
中國汽車工程學會汽車材料分會、國家新能源汽車技術創新中心、溫州（瑞安）智能汽車零部件工程師協同創新中心、日本汽車復合材料學會、上海汽車工程學會、安徽省汽車工程學會、河南省汽車工程學會、黑龍江汽車工程學會、陜西省汽車工程學會
支持媒體
光明網、中國汽車報、汽車工程、汽車之友、汽車工藝與材料、中國汽車材料網等
展開 
汽車輕量化：何以輕，以何輕？
在這個技術革新飛速的時代，構想的發生很少不可能，汽車的更新換代與我們的生活息息相關，汽車輕量化也在逐步實現。汽車輕量化是指保證汽車強度和安全性能不受影響的情況下，通過先進的設計方法、外觀和結構改進、零部件替換或使用新材料最大限度的減輕整車重量，從而盡可能的提高汽車的動力性能，減少燃料消耗，降低排放污染。
何以輕
節能減排政策推動汽車輕量化
根據世界氣象組織(WMO)發布公報，2015年全球二氧化碳平均濃度首次達400ppm，而工業革命前該數值僅為280ppm。二氧化碳作為主要的溫室效應氣體，其主要來源是人類活動，而在各項人類活動中，交通工具二氧化碳排放量占據了五分之一。
圖1 各項人類活動二氧化碳排放量占比
另外從重要的大氣污染物PM2.5來源來看，上海市PM2.5來源中本地污染排放貢獻占64%-84%，平均約為74%左右；本地排放源中，流動源占29.2%，工業生產占28.9%，燃煤占13.5%，揚塵占13.4%，另有農業生產、生物質燃燒、民用生活面源及自然源等其他源類占15.0%。流動源指的是車輛排放，揚塵的來源之一則是汽車路面行駛。
從1992年制定的歐一，到2014年頒布的歐六，排放標準愈加嚴厲。中國排放標準是基于歐洲標準制定的，由于國內汽車工業起步較晚，開始階段較為寬松，近幾年開始逐步向歐洲標準跟進。達不到排放標準的產品將不得出售。
圖2 各國歷年排放標準
再來看各國的油耗計劃，這張圖是每公里二氧化碳排放量，以汽車內燃機平均燃燒效率計算，和百公里油耗換算比為22.5:1，即到2020年我國汽車百公里平均油耗將降至5.3L以下。
展開 蓋世汽車研究院：一體化壓鑄推動汽車輕量化
一體化壓鑄工藝作為未來重要的發展趨勢，企業正在加速進行布局，預計2025年國內一體化壓鑄件市場規模將接近300億元，年均復合增長率達176%。
在雙碳背景下，輕量化是汽車行業的發展趨勢。根據相關數據顯示，汽車整備質量每減少 100kg，百公里油耗可降低0.3-0.6L。《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》的發布也對汽車油耗及輕量化系數提出了嚴格要求。2035年對于傳統能源乘用車和純電動乘用車的輕量化系數分別相比2019年的基數下降25%和35%。
汽車輕量化的技術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、結構、工藝三方面改進，當前的主要輕量化措施是采用輕質材料。鋁合金材料具有輕質、抗拉強度高、回收性好、耐腐蝕、可塑性強、工藝相對成熟等特點，材料密度顯著低于高強度鋼，成本及工藝難度優于鎂合金和碳纖維，是當前技術工藝下最具性價比及可行性的輕量化材料。
目前鋁合金已廣泛應用于轉向節、控制臂、副車架、電機殼、電池盒等部件，但鋁合金車身的制造工藝復雜度遠超鋼制車身，需要多種連接技術進行組合，大大提升了生產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域，而高壓鑄造因加工效率高，加工零部件壁厚小等特點，在車身中的運用越來越多，是未來的發展方向。
展開 電動化與輕量化 - 汽車底盤技術的挑戰
大批量生產的中低端車型依然裝配被動鋼螺釘彈簧。對于輕量化汽車來說，復合材料的板彈簧在成本持續下降后，有可能會得到應用。
來源：輕量化技術網
汽車“瘦身” | 新材料助推汽車輕量化
而在今年的北京國際車展上，全新JEEP牧馬人雖未采用此前媒體披露的全鋁車身計劃，但車身大面積采用輕量化高強度鎂鋁合金材質，使其比之前的鐵質材料牧馬人車型減重91公斤，進一步提升了燃油經濟性以及日常操控性。
作為整車館里僅有的一家碳纖維汽車輕量化整體解決方案提供商，康得復材為本屆車展的北汽集團、上汽集團、長安汽車、奇瑞汽車、觀致汽車等車企提供了汽車輕量化解決方案。在康得展臺上，一臺拆分車體展示了其全碳纖維車身、玻纖板簧、Surface-RTM零部件等最新研發產品。值得一提的是，康得復材采用由中安信提供的碳纖維ZA50個（T700）材料生產了北汽越野車B80A引擎蓋，開啟了中國汽車采用碳纖維材料的先河。此前，北汽集團還與康得集團簽署協議，在江蘇常州合作生產碳纖維部件。
部件減重 材料工藝“挑大梁”
除了一副“瘦了身”的車身骨架，關鍵零部件上新材料、新工藝的使用，同樣能起到整車輕量化的作用。如今，注塑材料替代鋼材使用在汽車保險杠上，已被大眾所熟知認可，而陶瓷、樹脂，甚至生物材料也逐漸出現在汽車零部件的原料采購清單上。
在老國展零部件展區，北京海納川公司聚焦“以塑代鋼、輕量化鑄鋁、高強鋼熱成型”三大方向，展出了近年來為主機廠提供的多種輕量化零部件產品。在現場，塑料尾門總成、輕量化差速器、鋁合金減震塔、鎂合金輪轂、熱成型變截面B柱等最新成果集中亮相。其中，采用輕量化技術的A柱和擾流板支架，減重效果卓越、強度高，已經分別應用于奧迪TT及保時捷911等車型。輕量化的副車架，采用國際領先的高強度鋼熱成型技術，優化了整車縱向碰撞性能，搭載于寶馬2系和MINI品牌車型。
在新國展零部件展區，日系零部件企業集中展示了其在材料工藝方面的傳統優勢。豐田合成公司通過燃料管和水管部分金屬的樹脂化，實現40%-50%的減重。
展開 歐盟開發出石墨烯增強汽車輕量化材料，更輕更強更安全！
英國桑德蘭大學（University of Sunderland）的科學家承擔著10.11號課題——歐盟石墨烯旗艦計劃的一部分——汽車復合材料。該項目正在探索如何利用石墨烯為汽車市場打造更輕，更強，更安全，更節能的部件。
由桑德蘭大學領導這個小組由意大利、西班牙和德國的研究機構等五個研究合作伙伴組成，由過去兩年來一直在菲亞特克萊斯勒汽車公司的支持下進行一系列測試。 他們將石墨烯嵌入聚合物中，與傳統的碳纖維或玻璃纖維等結構材料混合，作為汽車的保險杠材料進行測試，通過添加石墨烯，可以減小結構部件的厚度。
該小組指出：“我們在第一階段發現的結果很不錯，我們取得了比我們預期的更多的成就。添加了石墨烯的復合材料非常輕、非常堅固，我們所做的沖擊測試結果顯示比傳統復合材料可以多吸收40％的能量。并且，該材料也更穩定，當受到沖擊時，它的斷裂過程是受控的，能以受控的方式吸收能量。我們在開始的時候就預料到了這一點，但沒想到結果會如此好。“
“在石墨烯和聚合物之間取得適當的平衡是至關重要的。復合材料不能太弱，或太強，以至于碰撞時不能吸收能量。現代汽車的設計是為了防止乘客墜毀，而太結構復雜的復合材料會將能量傳遞給乘客，從而危及他們的安全。我們現在有一個很好的統一分散，但這不是一件容易的事情。我們需要做到輕量級同時保證安全“。
該團隊已經與歐洲一家汽車制造商及其一級供應商進行了會談，據報道他們對這項工作及其未來的應用非常感興趣。
來源：新材料技術前沿
傳播最新最全的材料科學技術，包括金屬材料成形、熱加工、陶瓷冶金，機械加工、粉末冶金、表面處理技術、熱處理、3D打印技術等相關材料科學技術。提供各種材料科學的視頻課程、新技術、專家答疑。
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新材料技術前沿
展開 大眾汽車（VolksWagen） 基于HyperWorks的汽車輕量化設計技術
行業：汽車
挑戰：基于復合材料的 B-柱設計
Altair 解決方案：復合材料設計和優化，在滿 足零部件輕量化設計要求的 前提下，盡可能提高零部件 性能
優點：縮短研發周期 ； 結構優化設計
背景介紹
在汽車研發的領域，輕量化設計早已成為整車產品開發的主要潮流。輕量化設 計，意味著更少的材料使用、更輕的車身重量、更少的CO2排放。歸功于使用輕量 化設計技術獲得的新一代車身，汽車成本效率得到了大幅度的提升，同時車輛的可操控性也顯著增強。
通常，在這一領域，新材料的應用是創新設計的主要源泉。近些年來，使用鋁 制零部件取代傳統的鋼制零部件，為汽車企業節約了大量的材料。但是尋找質量更輕、性能更好的材料的研究始終沒有停止。
在最新的研究成果中，復合材料已經在汽車零部件輕量化設計中嶄露頭角。但 是直到最近，復合材料的應用仍然局限于汽車的非承重零部件和非安全相關零部件。
今天，越來越多的汽車廠商開始對復合材料在承重零部件上的應用的可行性進 行探索。因為復合材料的固有特性與金屬材料有很大不同，因此需要一套全新的產品開發流程。
大眾汽車研究中心近期開展了一項研究，其核心目標是在傳統的B-柱設計中引入復合材料材質，以期在合理的制造成本內，獲得質量更輕，性能更好的B-柱設計 方案。這個項目是與Altair公司產品咨詢團隊（AltairProductDesign）合作并運用HyperWorks軟件完成的。
解決方案
大眾汽車復合材料優化設計
大眾汽車對復合材料在汽車承重零部件中的應用起始于某鋁制B-柱結構。該部件使用額外的鋼制及鋁制零部件進行 了加強。
展開 汽車輕量化先進工藝技術
圖9在線模壓成型生產的典型汽車零部件。
汽車輕量化連接技術
汽車輕量化連接技術包括激光焊接、攪拌摩擦焊、鎖鉚技術、自鎖鉚、熱熔自攻螺釘以及膠粘連接等技術，通過上述先進連接技術將輕量化構件連接成零部件總成或車身，以達到較好的剛度和結構強度。上述連接技術在汽車零部件的應用情況及在汽車輕量化進程中的發展方向見附表。
基于概念設計的汽車輪轂輕量化設計
摘 要：為達到汽車輪轂輕量化目的，在汽車輪轂的概念設計階段對汽車輪轂進行結構尋優。用拓撲優化技術作為概念設計的方法，建立基于變密度拓撲優化方法的汽車輪轂概念設計數學模型；利用ProE三維建模軟件建立某汽車輪轂的三維模型和概念幾何模型；使用Hypermesh前處理軟件建立某汽車輪轂的概念設計有限元模型，然后引用折中規劃法解決多工況問題，在Optistruct結構優化軟件中建立汽車輪轂的優化模型和優化參數；利用拓撲優化技術在hyperworks軟件OSSmooth模塊構建了3種輪轂的創新型拓撲結構，分別將3種不同的拓撲結構導入CAD軟件進行二次設計，對二次設計后的新型輪轂進行有限元分析。結果表明：在滿足材料許用應力的前提下，7輻輪轂相比8輻、9輻以及原輪轂更滿足要求，質量比原輪轂減小12.2%。
關鍵詞：概念設計；汽車輪轂；拓撲優化；輕量化
0 引言
節能減排已成為汽車工業發展的主要方向，汽車輕量化是實現汽車節能減排的最佳途徑，合理的結構設計是汽車輕量化的有效手段。汽車輪轂是汽車的重要部件，在行駛過程中，汽車與地面之間的力和力矩都是由輪轂承受和傳遞，輪轂直接影響汽車的整體行駛穩定性、安全性、可靠性、平順性、牽引性以及外觀形狀，對汽車的整體能源消耗和輪胎壽命有很大影響。我國汽車結構輕量化技術發展迅速，國內很多學者根據有限元仿真技術對汽車現有結構進行了優化，雖然達到了較好效果，但忽略了結構的概念設計階段。
概念設計作為機械產品重要的前期設計階段，很大程度上決定了客戶對產品的功能要求。相對于中后期的結構優化，早期的設計成本更低，設計自由度更高。通過概念設計階段科學的分析計算，建立較為理想的設計模型，減少了設計中后期因為改進需要進行的大量反復修改，既縮短了周期又降低了成本[1-3]。
展開 2025北京汽車輕量化展|2025北京·雅森汽車展
★ 特別設立：“雙碳”技術與場景應用展區；零碳園區、零碳工廠、低碳節能科技、碳中和相關服務商、數字制造技術、無人智能生產車間、工業4.0與5G智能工廠整體解決方案；
◆車用材料與碳中和技術；
◆輕量化基礎原材料及輕合金制品等；
◆輕量化材料：高強度鋼、輕合金材料、工程塑料及碳纖維復合材料（玻纖、玄武巖、生物基）、聚合物發泡材料、輕量化樹脂材料、零部件制造用化學品和材料等
◆輕量化核心零部件：用于汽車制造、軌道交通、海工船舶和國防軍工領域的全鋁車身（架）、車頭、輪轂、輪胎、鋁鎂合金鑄件、電池箱輕量化材料、內\外飾產品、其他交通輕量化零部件等；
◆輕量化商用車：各類客車、校車、公交車、貨車、專用車、環衛車及工程車、氫能燃料電池車等；
◆先進加工工藝與智能制造裝備：汽車三電系統和四大工藝裝備、動力系統、底盤系統、車身系統、電子電器系統、先進材料制備與成形加工工藝、汽車用鋼技術、鋼鋁結合技術、汽車智能裝配與傳輸技術、鋁鎂擠壓裝備、3D\4D打印成形技術、內高壓成形技術與裝備、緊固與連接技術（焊接、鉚接、粘接）、激光切割與焊接技術、智能機器人生產線與先進制造裝備等；
◆其他相關單位：汽車工程服務、汽車測試與質量控制、汽車管路系統、汽車尾氣凈化與污染治理、汽車電子產品、汽車清洗設備、汽車維修診斷、汽車服務用品等；科研院所、結構設計、行業組織、創新專利技術（合作）、第三方檢測與認證機構、媒體網站、其他輕量化解決方案服務商等。
注：展位類型及收費標準請咨詢組委會索取。
★ 組委會聯系方式：
2025北京汽車輕量化招展部
聯系人：鄭先生137-6176-6572（微信添加，北京汽車輕量化展）
咨詢QQ：794325561
展開 鋁合金在汽車輕量化中的應用：仿真引領汽車設計
加拿大國家研究院的研究團隊及其行業合作伙伴將不懈地致力于鋁合金制造業的技術革新，推進鋁合金在汽車輕量化設計中的應用，進而為整個汽車行業的發展做出貢獻。
來源：COMSOL
汽車輕量化難點梳理
在汽車的諸多發展方向中，現在關注度很高的有新能源，還有自動駕駛，然而在汽車輕量化方面，卻很少有人去關注。甚至依然有人覺得，輕了之后，車就變得不安全了。其實汽車輕量化之后，不僅可以直接降低油耗，還可以間接改善動力性能，提升駕駛性能，減少制動距離。而油耗的降低減少了污染物的排放，對環保的意義更重大。因此未來汽車的競爭，也一定是一場輕量化的戰爭。
現在中國品牌的很多車型都在往高端方向發展，汽車的用料很足。因此整車的質量比較大。很多用戶的評價都是開起來高級感很好，就是油耗太高。因此，輕量化已經成為擺在汽車品牌面前一個難以攻克的難題。
最早我們知道的輕量化，或許是使用了鋁合金制造車身。其實汽車的輕量化是一個系統工程，無比的復雜。本篇文章就給大家簡單的介紹一下。
隨著世界各國簽訂《聯合國氣候變化框架公約》等協定，環保已經成為世界議題。作為污染大戶的汽車，一直處在輿論的風口浪尖。現代汽車就制定了到2020年，生產的汽車質量平均比現在降低10%，由此帶來油耗改善6%，污染物排放降低2.5~8.8%，加速性能提升8%，轉向性能提升6%，制動性能提升5%的總目標。
輕量化帶來的好處十分明顯，但是實現這些目標的前提是汽車的安全標準不能降低。如何在保證安全性的基礎上進行輕量化就十分困難了。目前汽車制造商的主要做法是使用重量輕，強度高的材料，在車身，底盤，動力系統等重量方面下功夫對汽車進行減肥。
在材料的使用方面，最受關注的是鋁合金與鎂合金，這兩種材料主要代替鋼鐵，減輕重量，提高強度。鋁的重量只有鐵的1/3，并且回收利用率高，汽車中的鋁有85%是可以回收的。是鐵的2倍。但是鋁也有很多缺點，比如鋁不能夠焊接，不容易鈑金，噴漆也麻煩，在安全性不如鋼。
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