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汽车轻量化技术发展路线及轻量化材料应用现状

供稿: | 2017-08-10

汽车轻量化技术发展路线及轻量化材料应用现状
      《节能与新能源汽车技术线路图》是由工信部装备司委托,中国汽车工程学会组织500多位行业专家历时一年研究编制。线路图中指出轻量化技术的发展目标是到2030年实现整车较2015年减重35%,高强度钢应用比例大幅增加,单车用铝量超过350kg,单车用镁量超过45kg,碳纤维使用量占车重5%。

             
汽车轻量化技术发展的总体思路:
阶段一(2016—2020年):重点发展先进高强度钢技术,实现强度在600MPa以上的先进高强度钢在汽车应用比例达到50%;
阶段二(2021—2025年):重点发展第三代汽车钢和铝合金技术,实现钢铝等多种材料混合车身、全铝车身的大范围应用,实现铝合金覆盖件和铝合金零部件的批量生产和产业化应用,第三代汽车钢应用比例达到白车身重量的30%;
阶段三(2026—2030年):重点发展镁合金和碳纤维复合材料技术,解决镁合金及复合材料循环再利用问题,实现碳纤维复合材料混合车身及碳纤维零部件的大范围应用。

轻量化材料主要有高强度钢、铝合金、镁合金和碳纤维,其减重效果及性能依次增强,成本价格也依次升高。

轻量化材料应用现状:
一、高强度钢:屈服强度高、抗承载能力强,主要用在汽车的结构件、安全件和加强件等,其性价比较高,但因其轻量化程度有限,目前多为过渡选择,后期或将逐渐被更有优势的轻量化材料替代;
二、铝合金:主要用在汽车上的车轮、动力系统和悬架系零部件,目前各部位铝合金的渗透率正不断提高,单车用铝量超110kg,有望成为中短期汽车轻量化主流材料;
三、镁合金:主要用在壳体类零部件和支架类零部件,其质量更轻、性能更优、可100%回收,目前我国单车用镁量仅为1.5kg,随着工艺逐渐成熟,镁合金在汽车领域潜力巨大;
  四、碳纤维:碳纤维是汽车轻量化最理想的材料,其性能优势相当明显,但限于产量不足,价格成本昂贵,目前仅用于高端豪华车型上。