为什么汽车急需轻量化？重点在哪里？【能源人都在看

【能源人都在看，点击右上角加"关注"】

文章图片
在汽车所有部件中，底盘成为铝合金材料发挥空间最大的一个板块。对于新能源汽车来说，要替代部分燃油车市场，轻量化的需求更加紧迫，电池包作为新增轻量化市场，壳体的降重又显得尤其重要。
《节能与新能源汽车技术路线图2.0》关于燃油车的油耗，提出了明确的要求， 2025、2030、2035三个阶段，乘用车（不含新能源车）新车平均油耗分别需要达到百公里5.6、4.8和4.0L 。
对于燃油车来说，降油耗是必然的，但是随着油耗标准愈发收紧，下降空间越来越小，依靠传统动力模块降耗的难度也越来越大。
另一方面，补贴政策对于新能源汽车续航门槛也在提高，动力电池作为新增部件对整车续航影响也比较大。
所以不管是出于油耗，还是续航、成本等各种因素的考量，轻量化无疑是一件很紧迫的事情。
上汽大众工程师沈卫东在《2021中国汽车铝合金开发者论坛》上明确表示，有实验证明，传统汽车整车重量每降低10% ，油耗降低6%-8% ，整车重量降重100kg ， CO2排放量可以减少约5g/km；新能源汽车降重100kg ，续航可提升10%-11% ，还可以减少20%的电池成本及20%的日常损耗成本。
轻量化带来的正面影响显而易见。相较于设计、工艺的轻量化方式，材料带来的轻量化效果是最立竿见影的。
铝合金成为汽车轻量化的关键材料底盘发挥空间大
“铝成为近年来汽车轻量化设计的关键替代材料。 ”上汽大众工程师沈卫东表示。
预计到2025年热成型高强度钢和铝合金在汽车轻量化市场的占比将达到75%左右，其中铝合金占比60% 。
汽车轻量化主要集中在车身、底盘、动力系统和内外饰件四个部分。从部件来看，白车身、动力总成和底盘总成基本上占整个汽车重量的比例在80%以上。
动力总成中，轻量化的方式主要有两种，一种是利用拓扑优化分析来对零部件进行尺寸和形状优化，二是通过不同零件的组合，提高模块通用性来进行减重，三是提升铝合金的使用率，燃油车里面有发动机、气缸盖、制动卡钳等，新能源汽车里面有电池壳。
车身板块，由于某些部件需要考虑强度、安全等因素，比如应用在车身如A柱、B柱、C柱、车门防撞梁、前后保险杠等核心安全结构件上，所以主要的轻量化的材料为热成型高强度钢。
底盘应该是铝合金材料发挥空间最大的一个板块，铝制控制臂、副车架、转向节、制动钳轻量化产品渗透率正在大幅提升。

文章图片
根据华西证券、银保监会的预测， 2025年这四个部分铝合金渗透率将分别达到40%、25%、60%和20% 。
综合看下来，车身轻量化耗材量大、成本高，短时间内铝合金渗透率难以明显提升，动力系统比较早开始用铝合金，渗透率已然很高，内外饰轻量化由于材料与环保性的限制还需要进一步发展，所以底盘目前被认为是用铝合金进行轻量化性价比最高的一部分。

文章图片
根据东吴证券的预测，到2025年铝合金底盘的渗透率大概在35.3%左右，市场空间大概在332.4亿元左右， 2019年这个数量只有138亿元左右，市场空间非常值得期待。
当然，除了材料上的轻量化，工艺和设计也能帮助汽车实现轻量化。
设计轻量化是在保证性能和安全的前提下，利用各种优化分析、仿真计算等方式，实现零件重量、结构和数量优化。
工艺轻量化中，目前主流的工艺技术有热成型冲压制造工艺、激光拼焊板工艺、辊压成型工艺、激光焊、液压等等，其中热成型技术已经开始广泛应用。
新能源汽车轻量化需求更加紧迫电池包壳体市场空间可期
相比于燃油车，新能源汽车普遍偏重，新能源汽车要替代部分燃油车市场，必须在成本和续航等各要素上更有优势，所以轻量化的需求更加紧迫。
新能源汽车每降重100kg ，续航可提升10%-11% ，还可以减少20%的电池成本及20%的日常损耗成本。
新能源汽车上，动力电池系统是全新的轻量化市场。整个电池包中，除了最重的电芯本体，其次就是电池包壳体，占整个电池包重量约10%-20% 。
围绕电池包轻量化的重点自然落到了电池壳上。