与传统燃油车相比，纯电动车在取消发动机及部分附件的同时，增加了“三电系统”，按行业统计数据，其质量较传统车增加一般为 15%~40%。因其质量显著增加，对车辆电耗、续驶里程、动力性、制动性、被动安全、车辆可靠和耐久均带来不利影响，而轻量化则是消除这一些影响的重要应对手段之一。着重对怎么来实现电动汽车车身的轻量化的问题探讨，以轻量化意义、轻量化发展现状及趋势为切入点，提出电动汽车车身轻量化的技术路线。

  在 2020 年发布的《节能与新能源汽车技术路线》（下文简称路线）中确认了全世界汽车技术“低碳化、信息化、智能化”的发展趋势，节能汽车仍是市场主力，呈现出一体化、轻量化、高压化发展的新趋势。路线 中形成了总体技术路线图 +节能汽车、纯电动和插电式混合动力汽车、氢燃料电池汽车、智能网联汽车、汽车人机一体化智能系统与关键装备、汽车动力电池、新能源汽车电驱动总成系统、充电基础设施、汽车轻量化的 1+9 研究布局[1]。如图 1 所示。

  由此可见，汽车轻量化作为共性指标，贯穿在国家新能源汽车进步发展的全过程中。汽车轻量化是一项复杂的系统工程，它是在成本控制与性能改进条件下，通过轻量化结构设计与轻量化材料和制造技术在整车产品上的集成应用而实现的产品减重。

  面对日益严峻的油耗法规，世界各国汽车企业都在采取积极的措施以推动汽车产品的节能减排，轻量化是一种有效的手段。因此，推动汽车轻量化的进步，能快速提高自主品牌汽车的开发能力。研究表明，电动汽车整车质量每降低 100kg，续航里程可增加 17km（约提升 3.6%），相当于增加 2.5kwh 电量，节约电池成本约 3000 元。路线 期间，整车轻量化系数降低目标，见下表 1。

  车身系统作为汽车自主研发与生产的关键系统，其重量几乎占整车重量的 1/3，是汽车轻量化的重要一环[2]。传统内燃机车，通过采用新材料降重，仅降低了用户的使用成本（油耗），但用户购车成本增加，用户难以接受。但纯电动汽车，通过采用新材料降重，在保证相同续驶里程的情况下，减少了车辆的电池使用数量，购车成本降低，且更低的车辆使用成本，将吸引客户购买。

  目前，欧美轻量化主要着重于新材料、新技术，日系轻量化工作主要侧重结构的改进。国际趋势是将车身重量和车身轻量化系数同时作为汽车车身轻量化的重点考核指标[3]。汽车车身轻量化系数公式为：

  轻量化系数越低，代表车身轻量化越好，由车身轻量化公式能看出，车身轻量化并不仅仅代表“减重”，车身重量的减轻与车身扭转刚度的提高有助于得到更优秀的车身轻量化表现，因此，在车身轻量化实现过程中可以从以上两个方面出发寻求突破。

  目前，轻量化技术的持续不断的发展主要受益于高强钢技术的发展以及复合材料的应用，车身技术发展的新趋势的重点之一在于如何将车身结构高性能、低重量和低生产能耗有机的结合起来，经过多年的新材料及新工艺的发展，车身用材从普通钢车身发展到了高强钢车身、钢铝混合车身、多材料混合车身、全铝车身、全碳纤车身等多种选择。以宝马 7 系的 CarbonCore 多材料混合车身为例，如图 2 所示，钢为主要材料，融合铝、碳纤维进行多材料混合设计，其中钢 66%，铝 26%，碳纤维复合材料（CFRP）3%，而碳纤维复合材料的使用使得白车身减重 40kg 成为可能。由于其良好的性能表现，卓越的减重效果及优良的成本控制，被誉为白车身发展的最终方向[4]。

  结构轻量化是产品研究开发过程中最切实可行的方法，是减轻车身自重的重要手段。通过结构优化，不仅仅可以到达减重目的，同时在保持车身性能方面发挥及其重要的作用，更容易得到市场的认可。在车身设计开发中，可通过参数化软件 SFE，建立车身参数化模型，应用 Isight 等 CAE 优化工具，搭建碰撞、NVH、耐久等多学科优化模型，高效求解最优的结构、材料、料厚方案，实现性能以及轻量化目标。

  对车身“轻量化”而言，高强度钢是关键的材料之一，对汽车举足轻重的作用[5]。若 整 车 钢 板 厚 度 分 别 减 小 0.05mm、0.01mm 和 0.15mm 时， 车 身 分 别 减 重6%、12% 和 18%。同时，采取高强度钢板还提高了汽车车体的抗凹性能、耐久强度和大变形冲击强度安全性。降低钣金料厚的同时，车身 A 环 /B 环 /C 环重要接头位置采用闭环设计，能提高整车的扭转刚度。

  铝合金优异的延展性、只有不到钢材一半的密度和良好的耐腐的能力都成为轻量化结构的材料，由于纯铝的密度为 2.68g/cm3，仅为钢铁材料密度的 1/3 左右，且具有强度高、塑性好、能够最终靠热处理改变其力学性能、加工工艺性能好、拥有非常良好的抗蚀性、能回收循环使用等特点，被广泛用作汽车轻量化材料[7]。

  镁合金一直被应用在高性能车中，近年来，伴随着其制造工艺的成熟，已逐渐推广到乘用车市场，镁合金是目前最轻的结构金属，主要元素有铝、锌、锰等，具有强度高、刚性好、碰撞吸能性好，抗凹性高、散热导热性能好、铸造性好、尺寸稳定性等多重有点，目前的主要制造工艺为铸造（压铸）镁合金和变形（铸造、挤压、轧制）镁合金。限于镁合金成本及防腐等问题还未完全解决，因此国内主机厂很少在车上大规模应用镁合金零部件，大多数都用在轮毂、仪表板骨架、座椅骨架等零件中。

  采用高性能轻质材料是实现汽车轻量化的一条重要方法。除了传统的钢铁材料外，塑料材料也被慢慢的变多地应用于汽车中，其应用已逐渐向外饰件、车身和功能结构扩展，如保险杆骨架、车门模块、前端模块、小腿防撞梁、备胎架、顶盖以及后背门系统等。其中，以碳纤维复合材料（CFRP）的发展尤为瞩目，碳纤维复合材料比强度极高，是最佳的轻质高强车身材料，碰撞时成碎片状，能大量吸收碰撞能量，目前碳纤维复合材料的应用逐渐由中高端车向平价车延伸。

  目前，在零部件的设计开发中有多种轻量化制造工艺可供选择，这些工艺普遍具有低成本、高效率、制品质量优秀等特点，常见的制造工艺有：

  基于电动汽车的减重需求，轻量化依然是未来汽车的发展趋势，从成本和技术角度看，钢材是既能轻量化又可提升安全性的超高的性价比材料，未来 3-5 年，主流车型用材策略依旧以钢材为主[8]。同时，铝镁合金、碳纤维等轻质材料的比例逐步的提升，使用量的提升将进一步促进成本的下降，因而，对新型钢材、铝镁合金、碳纤维等材料的推广应用，需要板材供应商与主机厂共同推进。结合先进的结构设计及热冲压、激光拼焊等先进制造工艺的成熟应用，必将打造出超高强轻质车身。（来源：AEE汽车技术平台）

  ©版权声明：“聚汽观察”所推送的文章，除非确实无法确认，我们都会注明作者和来源。部分文章推 送时未能与原作者取得联系。若涉及版权问题，烦请原作者联系我们，与您共同协商解决。联系方式/商务合作：袁小姐 ，聚汽观察投稿邮箱：)

  【2023.12.11】周海媚那个事？吴磊向涵之？陈奕迅假唱？白敬亭难哄？国剧盛典水奖？资本为什么捧刘宇宁？

  苹果让Vision Pro用户在苹果专卖店自提，背后原因：“非通用性”

  英特尔酷睿 i5-14600 处理器曝光：最高睿频5.2GHz，烤机功耗156W

  华为MateBook D 16 16GB+1TB正式开售 首发4499元