干货 | 汽车轻量化知多少

汽车轻量化一直是一个热点话题，那到底什么是汽车轻量化呢？

汽车轻量化的概念就是在保证汽车的强度、刚度、模态以及安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性和操控性，减少燃料消耗，降低排气污染。

请记住：在保证汽车安全性能不降低的前提下，降低汽车重量，那是真正的汽车轻量化；如果损失了汽车的安全性能，那叫：偷工减料。

轻量化的好处

1.燃油汽车轻量化

对于燃油汽车来说，轻量化最直接的好处就是降低油耗，减少排放，减少空气污染！

如上图所示，实验证明，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%—8%；汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%；汽车整备质量每减少100千克，百公里油耗可降低0.3—0.6升。看看上图就知道，汽车轻量化对于节能减排有多大的作用了。

2.电动汽车轻量化

相较于传统的燃油汽车，电动汽车对于轻量化的要求更为迫切。因为电动汽车使用的动力电池的单位比能量与燃油汽车使用的液体燃料的单位比能量差距巨大。

通过上表的数据，我们可以看出汽油的实际比能量几乎是锂电池的25倍。这是什么概念？也就是跑同样的里程，电动车电池的重量是油箱里汽油的25倍。

当然，电动汽车整体的结构比汽油车要简单，不需要发动机、变速箱等设备，也会减轻一些质量，但是25倍的比例还是很高的。

汽油车的一般结构

电动车的一般结构

所以轻量化对于电动汽车来说更是好处多多。车身轻了，就可以多装点电池，续航里程就更长了。

汽车轻量化的方式

汽车轻量化的方式一般有三种：

1）汽车结构的优化设计，通过改进汽车结构，减小车身骨架、车身蒙皮等零部件的质量来达到轻量化

2）采用先进的轻量化制造工艺技术，如激光拼焊、辊压成形等等

3）应用轻量化材料，如镁铝合金、纤维增强复合材料等。

前面的两点技术性太强，而且相对来说减少的重量有限，下面就重点来介绍介绍汽车轻量化的材料吧。

1.铝合金、镁合金

铝的密度约为钢的1/3，是应用最广泛的轻量化材料。近年来奥迪、捷豹、新揽胜都使用了全铝式的车身结构，铝合金已经成为了一种比较理想的轻量化材料。

奥迪ASF全铝车身结构

镁的密度约为铝的2/3，在实际应用的金属中是最轻的。镁合金的吸振能力强、切削性能好、金属模铸造性能好，很适合制造汽车零件。

镁合金大部分以压铸件的形式在汽车上应用，镁压铸件的生产效率比铝高30%~50%。奔驰SL/SLK跑车折叠车顶框架结构镁合金压铸件获得欧洲镁协2011年度汽车镁应用创新一等奖。

2.碳纤维复合材料

碳纤维复合材料（CFRP）是由作为增强材料的碳纤维和作为基体材料的树脂组成（可以看成为1 1）。而一般复合材料的性能是优于其组分材料性能的，并且产生了一些原有组分材料所没有的性能（可以理解为1 1>2）。

碳纤维复合材料的强度可媲美钢材，但密度却要比铝材还低30%。在轻量化方面碳纤维拥有着更极致的表现。

宝马i3由碳纤维材料打造的车身

碳纤维的车身多见于超跑，昂贵的价格一直让平民车对其敬而远之，宝马i3的到来刷新了这一领域的历史价格，宝马i3在海外的售价26.6万元起，突破了成本的制约，让碳纤维复合材料第一次走入“平民车”中。

3.塑料

塑料的比重一般在0.9-1.5之间，而金属材料中，钢为7.6，铝为2.7，纤维增强的复合材料的比重基本也在2.0之下。因此，虽然在强度上不如碳纤维、金属材料，但是从比重上来说，塑料在轻量化的效果上反而是最好的。

其实塑料对于车身的应用远比你想象的高。目前汽车尾门与前保险杠基本已经普及了塑料材质。此外，塑料件在设计中更加灵活、可以比钢板做的更加复杂。最最重要的是在造价方面，塑料可以做到和传统钢材相同的成本。

最后来看看“宝马BMW i3莱比锡工厂制造全过程揭秘”视频吧

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