汽车轻量化的途径

中国能源报

11月2日，国务院办公厅正式发布的《新能源 汽车 产业发展规划(2021-2035年)》提出，要突破整车轻量化等共性节能技术。近日发布的《节能与新能源 汽车 技术路线图2.0》(以下简称《路线图2.0》)也明确了我国今后 汽车 轻量化的发展方向。

据了解，新能源 汽车 每减重10%,续航里程可提升5%-6%，轻量化是新能源 汽车 节能、降耗、增加续航里程的重要技术路径之一。那么，我国新能源 汽车 轻量化面临哪些问题？又该如何发展呢？

多因素制约新能源 汽车 轻量化

区别于传统燃油车，新能源 汽车 的三电系统会导致整车重量增加，进而增加新能源 汽车 行驶时电耗，减少续驶里程。

“对于相同车型，三电系统引起的增重会导致整车增加约200-300kg的重量，也就是说，新能源 汽车 空载时的重量差不多相当于传统车满载时的重量。” 汽车 轻量化技术创新战略联盟专家委员会主任、吉林大学教授王登峰认为，新能源 汽车 三电系统的轻量化是整车轻量化的关键。“同时，新能源 汽车 轻量化系数要比传统燃油车高1.5-4倍，而系数越大，表明整车轻量化程度越低，所以新能源 汽车 对于轻量化的需求更为迫切。”他进一步指出，由于车辆行驶时有动载荷，车身重量的增加还会降低零部件的使用寿命。

相关资料也显示，重量明显增加，还会对车辆动力性、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些影响的重要应对手段之一。

同时，王登峰也指出，目前我国在超高强度钢、铝合金、镁合金等材料的应用，零部件结构设计工艺等方面也存在很多不足，这些问题同样制约着新能源 汽车 轻量化的发展。

轻量化材料数据库体系尚未建立

相关资料显示，车身、内外饰和底盘约占整车总质量的2/3。业内人士一致认为，目前三电系统轻量化进程缓慢，在动力电池能量密度问题暂时无法很好解决的情况下，新能源 汽车 整车的轻量化技术重点应放在轻量化材料的应用上，这也是 汽车 轻量化最基础、最核心的手段。

据了解，碳纤维复合材料、铝镁合金、先进高强度钢是目前车企 探索 的三大方向，这三种材料替代当前的主流材料低碳钢，可分别减重60%、40%、25%。

同时，王登峰认为，通过购买国外材料的数据库无法很好解决国内 汽车 制造商产品开发问题，“国内外材料牌号不同，即使是有对应关系的同类牌号，材料性能也存在差异。”他表示，应通过解决建立材料数据应用体系解决问题。与此同时，王登峰呼吁，相关材料厂商应积极加入到建立材料数据应用系统中，编写材料数据库方便 汽车 制造商使用，多方共同解决材料数据在 汽车 轻量化方面的问题。

铝合金或成未来五年轻量化重点

《路线图2.0》中指出，实现 汽车 轻量化，近期以完善高强度钢应用为体系重点，中期以形成轻质合金应用体系为方向，远期形成多材料混合应用体系为目标。到2035年，预计燃油乘用车整车轻量化系数降低25%，纯电动乘用车整车轻量化系数降低35%。

“这三个应用体系是根据我国 汽车 行业发展需求所建立，”王登峰解释，“现阶段我国轿车车身用材因成本问题暂时以钢为主，这确实符合市场竞争。”他进一步表示，现阶段应将重点放在解决高强钢和超高强度钢在轻量化应用过程中的问题，强调建立钢的应用体系，包括关键技术、相关标准的建立、钢的轻量化应用数据库体系等。

对于未来几年的发展，王登峰表示，“随着新能源 汽车 的快速发展，我国 汽车 市场不会一直以经济型轿车为主，所以铝合金在下一个五年会成为轻量化重点，包括高强度铝合金的开发、材料特性研究等。”

据了解，目前国内车用碳纤维复合材料刚刚起步，还处于技术 探索 和积累阶段，原材料成本高及加工效率低，依然阻碍着碳纤维复合材料的推广应用。对于《路线图2.0》中提到的多材料混合应用体系，王登峰表示，随着材料技术进步和发展、成本问题的解决，会产生更多性能比碳纤维复合材料更优越的复合纤维材料。“虽然现在因为技术和成本问题还不能很好应用纤维复合材料，但纤维复合材料的高性能低密度的特性之后会在车辆上应用越来越多，也会成为2031-2035年的重点发展方向。”

汽车的行驶阻力包括空气阻力、滚动阻力、爬坡阻力和加速阻力。滚动阻力、爬坡阻力、加速阻力与正常质量成正比。数据研究表明，车辆重量每减少10%，油耗可降低6%-8%，排放可降低4%左右。

整车由车身、底盘、发动机和汽车电子组成。对于乘用车，车身占据整车质量的40%到60%，约70%的油耗用于车身质量。因此，轻量化车身，是轻量化汽车的重要组成部分。车身结构的优化是国内外汽车轻量化研究的重点。对于新能源汽车来说，轻量化更为突出。

研究表明，对于电动汽车来说，每减轻100公斤的重量就能增加10%左右的行驶里程。其带来的的优点是多方面的。一是降低能耗，二是增加负载重量，三是减少制动距离。新能源汽车车身在轻量化方面有很大的优势，因为它减少了传统的发动机、变速器等大型部件，车身结构布置得更好。在保证车身强度和刚度的前提下，可以更合理地布置车身结构。

新能源汽车车身结构的轻量化的方法：

一、新材料的应用是实现汽车轻量化的重要手段

铝合金、高强度钢和碳纤维等新材料得到了广泛应用。新材料的使用不仅仅是对传统材料的替代，还涉及到物理化学、材料测试与检验技术、元器件设计与制造技术、新材料回收技术等诸多学科和技术的支撑。当新材料用于轻量化车身时，最常见的是高强度钢。目前，高强度汽车用钢已广泛应用于车身制造。铝合金车身在材料轻量化方面效果最好。其中，捷豹、奥迪、特斯拉等汽车品牌均有铝合金车身产品。现阶段，在轻量化方面，碳纤维可以和铝合金一起作为辅助材料，或者只能作为关键材料。从长远来看，它还可以作为低成本汽车轻量化应用的主要材料。

二、结构优化设计结构优化设计是车身轻量化的基础

车身、车架和轴承部件结构复杂，集成了各种材料和工艺。车身结构对车辆的被动安全性、结构刚度、强度和振动性能有很大影响。目前车身结构减重优化设计是在保证车身结构性能的前提下，通过CAE等分析技术降低零件质量。在实际生产中，结构优化设计的减重方法包括空心结构、薄壁结构和复合材料结构。这些优化设计使车辆面板和结构部件更轻。

三、轻量化制造技术

通过对材料性能的研究，不同的制造工艺可以在制造过程中减轻零件的重量。

常用的制造技术包括激光焊接技术、电磁成形技术、先进连接技术等。激光拼焊技术可以将不同材料、厚度和表面处理要求的工件用激光连接起来，形成新的毛坯，然后压制成零件。例如，乘用车的侧壁部件通常是激光焊接的。激光焊接技术可以有效降低零件质量，减少焊接接头，提高强度。通过先进的制造技术，主要解决产品的性能问题，进而解决轻量化问题。

新能源汽车有四大关键技术，包括电池及管理技术、电机及其控制技术、整车控制技术、整车轻量化技术。

1、电池及其管理技术

新能源汽车的成败关键仍然是电池。动力电池是电动汽车的动力源，电池选择将直接关系到整车的性能。电动汽车动力电池的主要性能指标是能量密度、功率密度和循环寿命等。

2、电机及其控制技术

电机是电动汽车动力的发起点。要求：（1）电机要频繁的启动/停止、加速/减速；（2）低速或爬坡时要求高转矩；（3）高速行驶时要求低转矩，并且变速范围大以及交款的转速范围和转矩范围内都要有较高效率:；（4）工作可靠性高；（5）稳态精度高；（6）动态性能好且工作环境要求不苛刻。

电力驱动系统的主要功能是把蓄电池储存的电能转换为汽车行驶的动能，要使得电动汽车拥有良好使用性能，必须开发出合理的控制系统，使电机具备较高转速及较大的调速范围，足够大的启动转矩，以及体积小、质量轻、效率高，动态制动强和能量回馈的能力。

电动汽车的电动机有多种控制模式。传统的线性控制，如PID，不能满足高性能电机驱动的苛刻要求。传统的变频变压(VVVF)控制技术，不能使电机满足所要求的驱动性能。异步电机多采用矢量控制(FOC)，是较好的控制方法。

电动汽车只能通过改变电池性能，增加续航里程吗？电动汽车只能通过改变电池性能，增加续航 里程 （ 查成交价 | 车型详解 ）吗？ 笔者认为新能源汽车除了提升电池技术，确实还有其他办法。 首先最直接的方式就是提高充电效率，缩短充电时长，实际上燃油车很多车辆的续航里程也不是很高，但是加油速度快，到加油站加油只需要花费 3-5分钟即可继续再跑几百公里，如果纯电动新能源汽车能够以续电的方式间接的增加续航里程，假设能够做到充电5分钟续航增加300公里甚至更高，和加油时间差不多的话，那么实际上已经可以解决续航里程不足的问题了。 其次就是要持续推广建设充电桩和发展换电模式，如果快速充电桩的布局能和加油站一样分布广，充电功率能够达到较高峰值的话，那么也是能够从侧面解决纯电动车续航里程的问题。如果能用更高效便捷的换电模式来代替效率比较慢的充电模式，能让电动车在较短时间满电继续上路，那么换电站实际上和加油站也是一样的。此外，上述的办法之外，我们可以针对车辆进行轻量化设计，这样的话就可以减少车辆的能耗，从而提高车辆的续航里程表现。 笔者相信，未来的新能源汽车将会有越来越抢眼的续航里程表现。 续航里程是新能源汽车很重要的一项参数，尤其对纯电动车型而言，更是能直接决定着整车的竞争力，而新能源中的插电式混动和增程式车型，由于还带有一套燃油系统来保证续航，所以受纯电动续航里程的影响相对小一些，不过三者都有对应的纯电动续航里程，最直接的提高办法就是问题中所说的提升电池技术，那除此以外还有哪些方式？因为一辆新能源汽车出厂以后，其搭载的电池容量是固定的，要想使其续航里程有所增加，那就要减少不必要的电量损耗，从而有更多的电能来驱动就提升了对应的续航里程，目前采用比较普遍的是车身轻量化和降低风阻系数，车身轻量化是指车架结构采用更多重量轻，强度不低或者更高的新型合金材料，这就会减轻整车的自身重量，使电机和电池的负担相应就要小一些，从而在续航里程上有所提升，而减少空气阻力主要是车身上的设计，让空气经过车身的时候越流畅对应的阻力就越小，毕竟车速快了以后有相当一部分电话号是用来克服空气阻力的，比如时速80公里时空气阻力消耗的电能占比60%，因此降低风阻系数显然在同等电量的前提下就能使续航里程有所增加。车身轻量化和降低风阻系数在燃油车领域同样广泛应用，其目的主要就是为了节省燃油，其实这对于提高电动汽车的续航而言，更多的是起到优化作用，能提高的续航里程有限难以得到质的提升，所以新能源汽车的续航里程真正要有所突破还得依靠电池技术的发展。 以新能源电动汽车为例，它的续航能力主要取决于动力电池的存电量，储存电量越多，续航里程也就越多。在不改变电池技术的情况下，还可以通过车身轻量化设计、增加电池数量、增强空气动力学设计减少风阻、开发节能电机、增强能量回收系统的效率，这些方式都可以达到增强续航能力的效果。车身轻量化设计：车身轻量化设计 简单的概括就是减轻车重。车重减少汽车的能耗也会减少，运动惯性也会减少，其运动状态就更容易被改变，而且加速性能、制动性能以及操控性能均会有所提升。但这种减重并不是盲目的减少， 也是有严格标准的。汽车轻量化不能以牺牲安全性、舒适性和减少配置的方式来减重，因此量产车的轻量化只能通过材料、工艺、结构的优化升级来解决。不管是燃油汽车还是新能源汽车，对汽车轻量化的需求都是一样的，减轻重量，达到更好的能效这就是汽车轻量化的效果之一。增加电池数量：这种方式，也是当前很多车型在动力电池技术没有突破之前，为了提升续航能力使用最多的方式。通过堆积电池来提升续航能力，这样的方式虽然见效快，但性价比并不高。增加动力电池数量的直接后果就是造车成本大幅度上升。车身重量增大，能耗也会相应的增加。所以，这种方式并适合普及推广。增强空气动力学设计减少风阻：汽车的运动会受到空气的阻力，速度越快阻力越大，能耗就越高。通过优化设计车型外观，使得车辆在高速行驶的时候，空气阻力变小，就能达到节能的效果了。开发节能电机、加强能量回收系统的转化效率：电动汽车是由电机直接驱动的，电机的能耗越低，也就相当于是增加了车辆的续航能力了。电动汽车都带有能量回收系统，利用车辆减速时的制动动能来为动力电池充电。在比较理想的状态下，再生制动能量回收控制系统可以为电动汽车带来30%的续航能力补充。由此可见，这套系统转化效率的高低，对于增加电动汽车的续航能力来说，还是非常关键的。总结：动力电池技术并非是新能源汽车增加续航能力的唯一途径。对汽车的很多方面进行改进都能够达到一定的节能效果。 电池容量越大，续航里程就越长，这应该已经成为绝大多数消费者对于新能源汽车一个最直观的印象，所以如何提升电池技术，如能量密度等，就成为很多新能源主机厂和电池配套厂商重点研发和思考的问题。但这里我想说的是想要提升纯电动汽车的续航里程，最核心的一个性能参数就是百公里电耗，即在一定的测试工况下，行驶100公里需要消耗的电量。这个参数越优秀，代表在相同电池容量的情况下，就可以行驶更长的距离。当下，影响百公里电耗最核心几个影响因素则是：车身轻量化、三电效率和风阻系数（外观设计）。 车身轻量化：此处的车身轻量化设计，是有很大前提的：在不影响整车操控和安全性的前提下，做到车身质量最优。同时，这里必须强调的是，如果一味的靠堆电池来提升续航里程的话，也是有点得不偿失的，毕竟电池包本身也是有很大重量的。 三电效率：纯电动汽车能够往前行驶，直观理解就是动力电池的电能（化学能）转化为了动能，在能量的转化效率高低，直接会决定到底能够有多长的续航里程水平。尤其是电动机的驱动效率，是非常关键的性能参数指标。 风阻系数：特斯拉所有车型的水滴造型，可以使得其整车的风阻系数做到很低，据网上查询到的信息显示，特斯拉Model S的风阻系数为0.24Cd，前段时间吉利几何A在新加坡上市，号称风阻系数居然能够做到0.23Cd。简单理解，风阻系数越低，则在行驶过程中，所受到的阻力就越小。尤其是在高速驾驶的情况下，毕竟风阻是和速度的平方成正比的。之前所分析的是，在电池容量相同的情况下，百公里电耗越低，则续航里程就可以越长。还有一种结论则是，当两台车的百公里电耗相同的情况下，电池容量越大，则续航里程就可以越长。这也是为什么一台“油改电”的车型，和一台基于纯电平台打造的车型，如果轴距相同，则后者所能容纳的电池容量也往往会更大，毕竟底盘的空间可以设计的更加合理。 小结：优化车身底盘空间，提升电池储能技术，降低百公里电耗，就可以最大限度的提升纯电动汽车的续航里程。当然，驾驶习惯，外界环境温度等，也会影响续航里程。希望此文可以回答楼主问题 提高电动汽车续航里程的途径只有两种，增加动力电池的能量密度比或者车身轻量化，也就是说要么让一辆电动汽车里能携带更多的电能，要么降低车身重量，使得百公里能耗大幅下降。一、轻量化，以纯铝、铝合金、铝镁合金或者碳纤维材料替代车身上的钢、铁材料是车身轻量化的常用方法，但这样势必会大幅增加造车成本，使得本来就偏高的纯电动汽车售价再创新高。比较现实的轻量化是从动力电池自身做起，从前新能源汽车生产企业多采用钢材料制成的动力电池托盘，现在很多企业都在以铝合金材料为替代钢材料。铝合金的密度为2.7 g/cm³，无论在压缩还是焊接等方面，铝合金材质都已非常优秀。如果进而能以镁合金的密度为1.8 g/cm³，碳纤维是1.5 g/cm³，这些材料用来生产电池托盘，将可以极大地提高新能源整车的轻量化水平。二、动力电池提高能量密度是多年以来众多电池厂商、科研单位在潜心攻克的难题。目前比较公认的突破方向是固态电池的量产应用。传统锂离子电池中，需要使用隔膜和电解液，它们加起来占据了电池中近40%的体积和25%的质量。固态电解质取代（主要有有机与无机陶瓷材料两个体系）电解液，正负极之间的距离（传统上由隔膜电解液填充，现在由固态电解质填充）可以缩短到只有几到十几个微米，这样电池的体积和质量就能大大地降低，提升能量密度的同时，还实现了整车的轻量化。现在车用动力电池，为了追求能量密度，使得安全方面的隐患随之剧增，而固态电池的安全等级完全是质的提升。使用了全固态电解质后，锂离子电池的适用材料体系也会发生改变，其中核心的一点就是可以不必使用嵌锂的石墨负极，而是直接使用金属锂来做负极，这样可以明显减轻负极材料的用量，使得整个电池的能量密度有明显提高。这是目前最为理想的提高电动汽车续航里程的方案。 电动汽车的续航一直都是消费者比较担心的问题，对此，车企和动力电池厂商都做出了很大的努力，最明显的表现为增加电动汽车的电池容量和更换更高能量密度的动力电池。这是新能源车企普遍的做法。不过在其他方面，车企也做了很大的努力。降低整车风阻系数，现在很多新能源车型在上市之时，车企都会大力宣传其风阻系数，目前很多国产电动轿车的风阻系数基本都在0.23至0.24左右，纯电SUV的风阻系数在0.29至0.30左右，相比燃油车型要低了不少，而设计师为了降低风阻系数，也是花了不少心思。首先加上了密封式进气格栅，增加了科技感的同时，也有了更大的空间发挥设计想象力，采用隐藏式门把手，这是特斯拉首先在量产实现的一项设计，平缓的车身侧面也为电动汽车的降低风阻系数做出了不小的贡献，还有就是很多车企会给概念车型配上电子后视镜，但因为法规的问题，目前还不能实现量产，所以只能对后视镜的设计做出一定的优化，以保证最大限度地降低风阻系数。降低整车质量。在燃油车领域。轻量化设计一直都是车企努力的方向，在新能源汽车上也同样如此，很多车企为了降低整身的车身重量。都给电动汽车配上了铝合金或者碳纤维的车身。在保证车身刚度和强度的同时，还有效地提高了续航里程。譬如蔚来的ES8车型，采用了铝合金车架，就比普通的高强度钢车架的重量要降低了20%左右，对提高续航里程有很大的帮助作用，不过这对成本的要求很高，所以一般都应用在高端电动车上，而低端电动车为了降低车身重量，只能够减少车内一些常规的设计，比如说取消物理按键和把真皮座椅变成织物座椅，都可以比较有效的降低车身重量，提高续航里程。 当前，我国在售的新能源汽车主要包括电动汽车、插电式混合动力汽车和增程式电动汽车，其中电动汽车续驶里程一直深受消费者、车企和国家层面的高度关注。电动汽车续驶里程受诸多因素影响。为有效提升续驶里程，车企除了使用能量密度更高的动力电池外，往往采取以下措施，提升续驶里程。1.增加电池数量。在影响电动汽车续驶里程的诸多因素中，电池容量的大小是最关键的因素。电池容量就是电池能释放出的电量。由于动力电池包是由许多电池单体串联而成的，因而提升电池容量最简单直接的方法，就是增加电池数量。在电池能量密度不变的情况下，电池数量增多，电池容量自然就增加了；电池容量提升，续驶里程自然就长了。不过，电池数量的增加是有一定限度的，电池数量过多，会使车身重量增加，续驶里程增加的效果将不是那么明显，而且还会加大车辆磨损，并造成电池资源浪费。2.减轻整备质量。整备质量就是空车重量。车辆在行驶时，需要克服来自车轮的滚动摩擦力。整备质量越轻，车轮所受的滚动摩擦力就越小，电机就不会把更多的输出功率用于克服滚动阻力上，从而有效延长续驶里程。因此，车企在造车的时候，非常重视整备质量的减轻，使用高能量密度电池、使用新型材料等，都是有效的减重方法。3.使用专属平台。近年来，各新能源车企纷纷开始正向研发以动力电池为核心的电动汽车专属平台。专属平台不仅能以增加电动汽车携带动力电池空间的方式增加电池容量，而且能以高集成化的方式降低整备质量，进而延长电动汽车续驶里程。像比亚迪的“e平台”，通过将驱动电机、电控和减速器三合一，比传统分立部件减小了30%的体积、25%的重量、33%的成本，同时提升了20%的功率密度、17%的扭矩密度、1%的NEDC效率指标。4.降低风阻系数。和滚动阻力会严重影响电动汽车续驶里程一样，风阻系数对续驶里程也会产生很大的影响。风阻系数越高，车辆行驶时的耗电量就越高，续驶里程就越短。因此，车企以减少迎风面积，改善车身流线型等方式降低风阻系数，使电动汽车获得更长的续驶里程。5.降低电机功率。电机功率基本上是和耗电量成正比的，相对来说，小功率电机的耗电量要比大功率电机小得多。一些微型电动汽车之所以能以30kWh的电池容量获得300公里的续驶里程，使用小功率电机，以降低最高车速、加速性能等增加续驶里程。另外，选择大小合适、花纹适当、胎压较高的轮胎，使用铝合金轮毂，以及提高传动效率等，也能提高续驶里程。再者，由于整备质量对续驶里程的影响较大，部分车企会采取减配和降低安全性的方式来降低整备质量，比如使用塑料的防撞梁等，消费者在选购时一定要注意鉴别。至于插电式混合动力汽车和增程式电动汽车，除了上述方法以外，它们增加续驶里程最好的方法，就是增加油箱容积。 随着新能源汽车行业的不断发展，保有量也在逐步的增长。以2019年9月份为例，我国的新能源汽车产销分别完成了8.9万辆和8万辆。而在充电桩保有量上，截止到2019年9月份，公共运营充电桩和私人充电桩之和也达到了约111.5万台。但是对于新能源汽车，尤其是纯电动汽车而言，里程焦虑仍然存在，除了提升电池技术之外，还有哪些增加续航里程的新方式呢？想要增加续航里程，除了提升电池技术之外，还可以从充电速度上下功夫。大家都知道，目前的纯电动汽车充电速度较慢，与传统燃油车加油相比有着明显的差距。虽然有快速充电桩存在，但是使用快速充电桩要想充满电量，一般也需要约三个小时左右，而使用普通充电桩充电时间则长达8~10个小时。所以充电速度如果能够得到有效的缩减，那么消费者的用车便捷性当将会得到大幅度的提升。另外，延长续航里程也可以通过降低整车的耗电量来实现。降低新能源汽车，尤其是纯电动汽车的耗电量，就像是降低传统燃油车的油耗一样，除了可以降低用车成本之外，也可以延长续航里程。降低整车的耗电量可以通过车辆空间结构的优化和降低整车的质量等方式进行着手。最后，也可以提高动能回收系统的效率。现在很多新能源汽车都配备了动能回收系统，所谓动能回收系统就是利用车辆刹车过程中的机械能转化为电能，为电池组进行充电，从而延长续航里程。而通过优化都能回收系统，提高转化效率，自然而然的就可以增加续航里程了。 @2019

车子是重好还是轻好不能一概而论，在保证车辆安全性的前提下车辆重量越轻越好。轻意味着滚动阻力小，能耗会更低。汽车轻量化是解决排放、耗能、环保的主要途径和有效方法。对新能源电动汽车来说，减轻车身重量，实现汽车轻量化同样很重要，因为它关系着新能源汽车续航问题。实现新能源汽车轻量化主要有以下两个途径：1、在整车设计结构上进行优化，通过较少材料和车重实现安全和性能要求；2、在汽车零部件上采用轻量化材料。

目前，铝合金材料是汽车制造业中最为广泛使用的轻量化材料。传统汽车中，捷豹路虎、奥迪等车型已经开始广泛使用全铝车身；新能源领域中，日产聆风采用铝合金覆盖件，而特斯拉全系车型从底盘到车身都是铝合金制造的。

汽车材料技术研究已经上升至国家战略层面，中国制造2025已将材料技术列为节能与新能源汽车发展的核心。尤其在新能源汽车方面，轻量化材料与设计应用不仅仅是降低电动汽车能耗的技术，也将影响到未来汽车设计理念，将成为电动汽车技术革命的主要推力。其中，铝合金、碳纤维、工程塑料等材料的应用是汽车轻量化的主要手段。

2017年5月11日，由中国汽车技术研究中心和天津市西青区人民政府联合主办，中国汽车技术研究中心数据资源中心承办的“2017中国车用材料（西青）国际论坛”在天津成功召开。本届论坛以“创新材料重塑汽车产业价值链”为主题，近1000位国内外嘉宾围绕深入交流。在轻量化材料分论坛中，多位专家解析了目前汽车行业内轻量化材料（铝合金、碳纤维、工程塑料）的应用现状及未来发展趋势。

工业和信息化部节能与综合利用司司长高云虎在演讲中指出，工信部节能司将深入推进绿色设计示范和绿色设计产品评价试点，打造一批示范带动效应强的绿色供应链，逐步建立绿色设计产品的市场监督机制。国家认监委关钧文副处长指出，国家认监委将会在汽车、相关零部件、材料等领域全面落实绿色产品认证制度，为消费者提供更多更优质的产品。

最为广泛使用的汽车轻量化材料目前，铝合金材料是汽车制造业中最为广泛使用的轻量化材料。传统汽车中，捷豹路虎、奥迪等车型已经开始广泛使用全铝车身；新能源领域中，日产聆风采用铝合金覆盖件，而特斯拉全系车型从底盘到车身都是铝合金制造的。

“对于电动汽车而言，一百公斤的减重可以增加续航距离的10%左右，另外可以通过减重降低成本。因为汽车车身轻了，就可以把电池的重量减轻。现在这个电池说成本用容量来算的话，一千瓦大概是在两千到三千块钱，通过减重把电池成本降低，可以一定程度上解决新能源汽车成本问题。”中国铝业公司首席工程师赵丕植表示。从安全角度考虑，减重可以缩短刹车距离，提高安全性能，有助于行人保护，提高安全性能。

（图/文/摄： 问答叫兽）蔚来ES8 蔚来ES6 问界M5 蔚来EC6 小鹏汽车P7 传祺GS8 @2019

对新能源车车主而言，没电最焦虑，新能源汽车如何解决长途“里程焦虑”？现在其实很多人觉得续驶里程不够，即“里程焦虑”，是什么原因呢？大多是充电不方便，所以，需要把充电变得更方便，通过增加充电设备来解决“里程焦虑”。现在中国大概有100多万个充电桩或者充电站，私人的大概60万个，公共的大概40多万个。最好方式是什么？就是只要买一个电动汽车，就有相应的充电方式，平时最好在家里或者单位慢充。如果要跑长途应急的时候，可以快充，不一定要充满。不用按照电池的电量来看，而是强调充100分钟能跑100公里还是200公里，这样一来，如果能够构成一个体系，“里程焦虑”就不复存在了。

电动汽车需要有合理的续驶里程，比如那种特别小的车，续驶里程150公里 、200公里就很好，在这方面，要有一个合理的里程范围，并不是越长越好。但是现在国内主机厂大多数车型续航里程还停留在300到400公里，这样的话就有点小欠缺！厂家为了增加续航里程也是想了很多办法。第一招就是“大力出奇迹”，直接扩大电池容量，增加续航里程。提升续航里程最简单的办法就是塞一个大容量的电池。它可以体积更大，也可以能量密度更高。

第二是电动机的选择。在电动机的选择上，工程师们基本分为两种流派：“价高电多力大砖飞”和“续航成本限制马力”。对于依赖补贴又受售价限制的自主新能源车来说，更偏向于选择功率更小也更经济的动力方案来尽量延长续航里程。第三轻量化车身。胖子是没有未来的！整备质量越大，续航也会相应越短，就好像肥胖体质跑得更慢且更费力一样。为了给行驶里程“续命”，电动车的轻量化设计必不可少。特斯拉、蔚来以及捷豹都在自家的电动车上采用了铝车身技术，最大程度强化续航能力。

　电动化 汽车 市场正在以不可阻挡的趋势快速增长，2021年全年新能源 汽车 产销分别完成354.5万辆和352.1万辆，同比均增长1.6倍，市场渗透率达到13.4%，可以说，我国的 汽车 产业已初步迈入电动化时代。

汽车 轻量化时代来临，一体式压铸大有可为

相比传统燃油车，新能源 汽车 出于续航持久性的考虑，更加重视 汽车 轻量化的发展。在减轻 汽车 重量方面，除新材料的应用外， 汽车 零部件的制造工艺也开始扮演越来越重要的作用，其中零部件整体集成(又称一体式压铸)就是各大新能源 汽车 厂商努力的重要方向之一。

比如，全球新能源 汽车 龙头特斯拉就于2020年9月宣布Model Y将采用一体式压铸后地板总成，将原来通过零部件冲压、焊接的总成一次压铸成型，可减少79个部件，使制造成本下降40%。特斯拉还宣布下一步计划将应用2-3个大型压铸件替换由370个零件组成的整个下车体总成，重量将进一步降低10%，对应续航里程可增加14%。

我国造车新势力蔚来旗下的电动轿跑eT5也采用了一体式压铸工艺，相比传统车身制造的“冲压+焊接”工艺，这一新型工艺的应用使得未来eT5电动轿跑的续航里程达到1000公里，四活塞铝合金一体式铸造卡钳更是让该款 汽车 百公里到零制动距离减少到33.9米，同时起售价也下降到了32.8万起售。相比传统“冲压+焊接”工艺极具优势。

有业内人士认为，传统车身的制造工艺，按照冲压-焊装-涂装-总装的流程开展，一辆车由大约500个不同形状、不同材料的零件焊接而成，每一个零件都有误差，每一个零件的误差波动都会对最终的车身精度造成影响。而一体式压铸车身是轻量化技术的升级，该工艺不仅大幅减少车身零件数量，使得车身结构大幅简化，还可简化供应链环节，提高原材料利用率高、减少工厂占地面积等多种优点，实现 汽车 组装效率大幅提升。除减轻重量、减少部件、降低成本外，一体式压铸车身还可让 汽车 的安全性也有所提高，因为一体式压铸车身整块零件都由完整的金属构成，受力方向不是问题。

宜安 科技 是优势显著率先布局

目前，A股上市公司宜安 科技 (300328.SZ)是我国在轻合金材料一体化压铸领域做得最好的企业之一。据悉，宜安 科技 长期致力于研发新能源 汽车 轻量化新型材料和轻量化工艺，是全球范围最早布局大型铝、镁合金压铸设备的企业之一，在新能源 汽车 大型零部件一体化成型方面具有较大优势。凭借突出的研发实力和产业化应用能力，宜安 科技 不仅设有博士后科研工作站，还被评为中国压铸生产企业综合实力50强。

宜安 科技 在一体式压铸方面的优势还来自于其强大的设备优势。据了解，宜安 科技 及其控股子公司巢湖宜安云海拥有4200T、3500T、2700T、2200T、1800T、1650T、1400T等各种不同型号大型压铸机，可以满足不同规格大型精密压铸整体集成产品的生产需求。此外，宜安 科技 还将结合市场发展和客户产品实际需求，联合设备厂商共同研发并订购了6000T及以上吨位压铸一体成型设备，未来可更好地整合新能源 汽车 零件，实现在大型 汽车 压铸产品上更广泛的应用。

据了解，依托公司二十多年精密压铸行业经验的累积和技术的沉淀，宜安 科技 的一体式压铸产品在 汽车 领域已广泛应用到了 汽车 的转向系统、传动系统、车门、座椅、仪表盘支架、以及新能源 汽车 的电机、电控、电池包等多种零部件产品，此外，公司还可为客户提供从模具设计与开发、压铸成型、精加工、表面处理、检测、包装等工艺的一站式服务。凭借过硬的产品和服务，宜安 科技 已进入特斯拉、比亚迪、宁德时代、吉利、博世、TKP、HBA、TRW、GKN、江淮、LG、佛吉亚、大陆集团、阿尔派等国内外知名客户供应链，终端客户涵盖各种主流品牌 汽车 。

除 汽车 外，宜安 科技 的产品还广泛应用于消费电子、通信设备、LED支架、智能机器人、医疗设备等多个领域，客户包括亚马逊、联想、西门子、中兴、迈瑞医疗等众多知名企业。

总体而言，一体化压铸目前还尚处于导入期，应用的车型还较少，但随着特斯拉、蔚来等新能源 汽车 大型厂商的率先采用且优势明显，相信未来会有更多的车企应用该技术，如果一体化压铸能得到全面推广，市场空间将非常巨大，未来前景值得期待。

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