近40多年來，汽車輕量化的發(fā)展為提升汽車環(huán)保、節(jié)能和安全水平做出了重要貢獻，成為汽車實現(xiàn)節(jié)能減排的重要手段，并在很大程度上決定著汽車產(chǎn)品的市場競爭力。
在節(jié)能減排約束愈發(fā)嚴格的今天，與汽車相關的輕量化要求也成為各大整車與相關企業(yè)的重要課題。我國的汽車輕量化水平怎樣？尤其是自主品牌整車企業(yè)的現(xiàn)狀如何？帶著這樣的問題，日前中國工業(yè)報記者在中國汽車工程學會組織下，通過汽車輕量化技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，與國內(nèi)的幾家主要自主品牌廠商相關人員進行了交流。
輕量化與新能源具有同等的戰(zhàn)略意義
汽車輕量化是在滿足汽車使用要求、安全性和成本控制要求的條件下，將結構輕量化設計技術與多種輕量化材料、輕量化制造技術集成應用實現(xiàn)的產(chǎn)品減重。以上是世界汽車產(chǎn)業(yè)對汽車輕量化的普遍共識與認識。但在實現(xiàn)汽車輕量化的同時，一個非常重要的前提是：不能以犧牲車輛安全性和NVH（噪音、振動、平順性）為代價，汽車輕量化必須在預定整車減重目標、整車成本控制目標、安全性目標和NVH控制水平的全面約束下進行。
汽車輕量化首先來自于優(yōu)化設計，在結構設計優(yōu)化的同時，各種輕質材料的使用也功不可沒。根據(jù)世界汽車用鋼聯(lián)盟《未來鋼制汽車》提供的資料，在主要的幾種汽車輕質化材料中，高強度鋼替代碳素鋼可減重10%~60%；鋁合金替代鋼和鑄鐵可減重40%~60%；玻璃纖維增強材料替代鋼可減重25%~35%；鎂合金替代鋼和鑄鐵可減重60%~75%，替代鋁可減重25%~35%；碳纖維替代鋼可減重60%，替代鋁可減重25%。
盡管汽車輕量化有著如此大的優(yōu)勢，但普通大眾消費者卻對此有著諸多的偏見或疑慮，即使許多汽車業(yè)界內(nèi)人士，對汽車輕量化也有著不少需要厘清的問題。如汽車輕量化與安全性之間的關系，可以通過C-NCAP碰撞試驗過的100余款車型的評價結果即可看出，在各種新的設計理念、新技術、新材料和新工藝的集成應用下，汽車可完全實現(xiàn)安全性與輕量化水平的共同提升。
汽車輕量化技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟專家委員會顧問陳一龍向記者表示，輕量化不等于換材料，單純換材料可能導致的問題包括：因缺乏整車和零件優(yōu)化設計，導致車輛NVH、被動安全性等性能劣化和其他一系列問題；因缺乏零件的測試標準和評價方法，也會導致車輛可靠性、耐久性出現(xiàn)問題；同時還會因整車設計優(yōu)化、統(tǒng)籌及其與工藝、模具、裝備的協(xié)調(diào)不好，導致整車生產(chǎn)成本的增加。因此，不應把輕量化技術與其他節(jié)能減排技術對立起來。同時，陳一龍也指出，整車質量不是評價車輛輕量化水平的惟一指標，輕量化應以確保車輛各種性能和成本控制指標為前提，綜合、系統(tǒng)地考慮各種因素。
中國汽車工程學會副秘書長兼汽車輕量化技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長張寧女士也指出，推動汽車輕量化是一個復雜的系統(tǒng)工程，其對實現(xiàn)2015年和2020年汽車節(jié)能減排目標具有非常重要的現(xiàn)實意義，應當將其置于與新能源汽車發(fā)展同等重要的地位加以推動。
汽車輕量化已具有相當完善的系統(tǒng)平臺
近幾年，隨著2011年以中國汽車工程學會牽頭的汽車輕量化技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成立，一批國家科技支撐計劃——“汽車關鍵輕量化技術開發(fā)與整車的集成應用”課題也相繼由聯(lián)盟內(nèi)各企業(yè)和科研院所與大學承擔。目前，聯(lián)盟已經(jīng)完成的課題包括：車身參數(shù)化輕量化設計及應用，超高強度鋼熱沖壓成形技術開發(fā)及應用，高強度鋼先進成形技術開發(fā)及應用，纖維增強塑料前端模塊開發(fā)及應用，形變鋁合金應用技術開發(fā)及應用，輕量化共性技術平臺建設等，并且這些成果已經(jīng)在包括一汽、東風、長安、北汽、奇瑞、吉利、長城等企業(yè)的多個車型上。
記者注意到，在全參數(shù)化車身模型技術、超高強度鋼熱成形技術、內(nèi)高壓成形技術、三維輥壓成形技術、增強纖維技術、鋁合金技術等多項輕量化技術應用中，各項目在其目標車型上均取得了理想的預期效果。例如，長安逸動混合動力轎車的白車身開發(fā)，即利用了基于全參數(shù)化車身模型技術，在滿足白車身剛度、模態(tài)和正面、側面碰撞被動安全性的同時，通過結構優(yōu)化使白車身重量從330.7公斤減為296.2公斤，減重34.5公斤，減重率達10.4%。
另一項由吉利汽車牽頭的超高強度鋼熱成形技術，自主開發(fā)了熱成形超高強度鋼熱沖壓成形前橫梁，其抗拉強度為1540兆帕，屈服強度1210兆帕。斷后延伸率為11%。同時，這一項目還開發(fā)了熱成形超高強度鋼熱沖壓成形B柱加強板與前門防撞梁，這些研發(fā)成果現(xiàn)已全部應用在吉利汽車的SX7車型上。由此技術自主建立的超高強度鋼熱沖壓成形生產(chǎn)線年生產(chǎn)能力為50萬件，可生產(chǎn)A柱、B柱、前橫梁、車門防撞桿等零件，目前除了供應吉利汽車自身外，也開始向長安和長安福特供貨。
以上研究成果應用的突出車型，除長安逸動、吉利SX7外，還包括一汽奔騰X80、奇瑞艾瑞澤7，以及承接技術轉移的北汽、長城等公司的車型?？梢哉f，這些車型不僅在相應的性能上有了很大的提高，而且全部取得了較好的市場銷售業(yè)績。正如張寧所說，通過聯(lián)盟與相關企業(yè)的努力，全面提升了行業(yè)和企業(yè)實現(xiàn)了汽車輕量化的能力建設，達到了一定高度的水平，填補了我國汽車輕量化領域的多項技術空白和能力空白，帶動了整車、零部件及相關工業(yè)企業(yè)能力的提升，創(chuàng)建了聯(lián)合攻關+成果共享+知識共享的工作模式，為加快自主創(chuàng)新發(fā)展提供了可借鑒的思路和經(jīng)驗。
在節(jié)能減排約束愈發(fā)嚴格的今天，與汽車相關的輕量化要求也成為各大整車與相關企業(yè)的重要課題。我國的汽車輕量化水平怎樣？尤其是自主品牌整車企業(yè)的現(xiàn)狀如何？帶著這樣的問題，日前中國工業(yè)報記者在中國汽車工程學會組織下，通過汽車輕量化技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，與國內(nèi)的幾家主要自主品牌廠商相關人員進行了交流。
輕量化與新能源具有同等的戰(zhàn)略意義
汽車輕量化是在滿足汽車使用要求、安全性和成本控制要求的條件下，將結構輕量化設計技術與多種輕量化材料、輕量化制造技術集成應用實現(xiàn)的產(chǎn)品減重。以上是世界汽車產(chǎn)業(yè)對汽車輕量化的普遍共識與認識。但在實現(xiàn)汽車輕量化的同時，一個非常重要的前提是：不能以犧牲車輛安全性和NVH（噪音、振動、平順性）為代價，汽車輕量化必須在預定整車減重目標、整車成本控制目標、安全性目標和NVH控制水平的全面約束下進行。
汽車輕量化首先來自于優(yōu)化設計，在結構設計優(yōu)化的同時，各種輕質材料的使用也功不可沒。根據(jù)世界汽車用鋼聯(lián)盟《未來鋼制汽車》提供的資料，在主要的幾種汽車輕質化材料中，高強度鋼替代碳素鋼可減重10%~60%；鋁合金替代鋼和鑄鐵可減重40%~60%；玻璃纖維增強材料替代鋼可減重25%~35%；鎂合金替代鋼和鑄鐵可減重60%~75%，替代鋁可減重25%~35%；碳纖維替代鋼可減重60%，替代鋁可減重25%。
盡管汽車輕量化有著如此大的優(yōu)勢，但普通大眾消費者卻對此有著諸多的偏見或疑慮，即使許多汽車業(yè)界內(nèi)人士，對汽車輕量化也有著不少需要厘清的問題。如汽車輕量化與安全性之間的關系，可以通過C-NCAP碰撞試驗過的100余款車型的評價結果即可看出，在各種新的設計理念、新技術、新材料和新工藝的集成應用下，汽車可完全實現(xiàn)安全性與輕量化水平的共同提升。
汽車輕量化技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟專家委員會顧問陳一龍向記者表示，輕量化不等于換材料，單純換材料可能導致的問題包括：因缺乏整車和零件優(yōu)化設計，導致車輛NVH、被動安全性等性能劣化和其他一系列問題；因缺乏零件的測試標準和評價方法，也會導致車輛可靠性、耐久性出現(xiàn)問題；同時還會因整車設計優(yōu)化、統(tǒng)籌及其與工藝、模具、裝備的協(xié)調(diào)不好，導致整車生產(chǎn)成本的增加。因此，不應把輕量化技術與其他節(jié)能減排技術對立起來。同時，陳一龍也指出，整車質量不是評價車輛輕量化水平的惟一指標，輕量化應以確保車輛各種性能和成本控制指標為前提，綜合、系統(tǒng)地考慮各種因素。
中國汽車工程學會副秘書長兼汽車輕量化技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長張寧女士也指出，推動汽車輕量化是一個復雜的系統(tǒng)工程，其對實現(xiàn)2015年和2020年汽車節(jié)能減排目標具有非常重要的現(xiàn)實意義，應當將其置于與新能源汽車發(fā)展同等重要的地位加以推動。
汽車輕量化已具有相當完善的系統(tǒng)平臺
近幾年，隨著2011年以中國汽車工程學會牽頭的汽車輕量化技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成立，一批國家科技支撐計劃——“汽車關鍵輕量化技術開發(fā)與整車的集成應用”課題也相繼由聯(lián)盟內(nèi)各企業(yè)和科研院所與大學承擔。目前，聯(lián)盟已經(jīng)完成的課題包括：車身參數(shù)化輕量化設計及應用，超高強度鋼熱沖壓成形技術開發(fā)及應用，高強度鋼先進成形技術開發(fā)及應用，纖維增強塑料前端模塊開發(fā)及應用，形變鋁合金應用技術開發(fā)及應用，輕量化共性技術平臺建設等，并且這些成果已經(jīng)在包括一汽、東風、長安、北汽、奇瑞、吉利、長城等企業(yè)的多個車型上。
記者注意到，在全參數(shù)化車身模型技術、超高強度鋼熱成形技術、內(nèi)高壓成形技術、三維輥壓成形技術、增強纖維技術、鋁合金技術等多項輕量化技術應用中，各項目在其目標車型上均取得了理想的預期效果。例如，長安逸動混合動力轎車的白車身開發(fā)，即利用了基于全參數(shù)化車身模型技術，在滿足白車身剛度、模態(tài)和正面、側面碰撞被動安全性的同時，通過結構優(yōu)化使白車身重量從330.7公斤減為296.2公斤，減重34.5公斤，減重率達10.4%。
另一項由吉利汽車牽頭的超高強度鋼熱成形技術，自主開發(fā)了熱成形超高強度鋼熱沖壓成形前橫梁，其抗拉強度為1540兆帕，屈服強度1210兆帕。斷后延伸率為11%。同時，這一項目還開發(fā)了熱成形超高強度鋼熱沖壓成形B柱加強板與前門防撞梁，這些研發(fā)成果現(xiàn)已全部應用在吉利汽車的SX7車型上。由此技術自主建立的超高強度鋼熱沖壓成形生產(chǎn)線年生產(chǎn)能力為50萬件，可生產(chǎn)A柱、B柱、前橫梁、車門防撞桿等零件，目前除了供應吉利汽車自身外，也開始向長安和長安福特供貨。
以上研究成果應用的突出車型，除長安逸動、吉利SX7外，還包括一汽奔騰X80、奇瑞艾瑞澤7，以及承接技術轉移的北汽、長城等公司的車型?？梢哉f，這些車型不僅在相應的性能上有了很大的提高，而且全部取得了較好的市場銷售業(yè)績。正如張寧所說，通過聯(lián)盟與相關企業(yè)的努力，全面提升了行業(yè)和企業(yè)實現(xiàn)了汽車輕量化的能力建設，達到了一定高度的水平，填補了我國汽車輕量化領域的多項技術空白和能力空白，帶動了整車、零部件及相關工業(yè)企業(yè)能力的提升，創(chuàng)建了聯(lián)合攻關+成果共享+知識共享的工作模式，為加快自主創(chuàng)新發(fā)展提供了可借鑒的思路和經(jīng)驗。
