【轻量化系列】大势所趋，轻量化任重道远！

随着新能源汽车的大行其道，但凡是对汽车有所了解的人都清楚，新能源汽车是节能环保的大趋势！

汽车车身约占汽车总质量的30%，空载情况下，约70%的油耗用在车身质量上。因此，车身变轻对于整车的燃油经济性、车辆控制稳定性、碰撞安全性都大有裨益。

一般实现车身轻量化会通过这样三种途径：一是应用高强度和轻质材料，二是优化车身结构，三是运用先进的制造工艺技术。我们一一来看。

目前在汽车行业的材料轻量化已经成为一种趋势，在不影响车身强度的情况下，使用更多的铝合金、镁合金、工程塑料等有助于降低车身自重，从而带来更好的燃油经济性。

铝的重量只有铁的1/3，并且回收利用率高，汽车中的铝有85%是可以回收的。但是铝也有很多缺点，比如铝不能够焊接、不容易钣金，喷漆也麻烦，安全性不如钢。

目前，一些厂商只是部分使用铝合金，车身大部分结构还是钢铁的。

最理想的材料当属碳纤维。碳纤维是由化纤和石油经过特殊工艺制成的纤维，除了和一般碳素材料一样具备内高温、耐摩擦、导电、导热等特性外，它强度更高、质量更轻，更耐腐蚀。

碳纤维的密度不到钢的1/4，但抗拉强度却是钢的7-9倍，抗拉弹性也高于钢，在2000摄氏度以上的高温惰性环境中，是唯一强度不下降的物质。

在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。而且它外形柔软，可加工成各种织物，从使用的角度看，碳纤维不存在腐蚀生锈的问题，比普通金属耐用。

在极端气候条件下，碳纤维的性质几乎不发生改变，使用碳纤维制造车身，可以省去高成本、繁琐的涂装工艺，甚至有人称，碳纤维几乎是目前可知的最能让汽车减重的完美材料。

摸上去手感与塑料差不多，却有着钢铁一般强度和韧性的碳纤维组件，不仅能够帮助整车有效减重，更由于其昂贵的特性而变成奢华的象征。

目前，碳纤维材料在民用量产汽车，尤其是中档产品应用也十分广泛，很多厂商也已经开始碳纤维材料的小组件，如后视镜、内饰门板、空气套件等等。

车身结构优化是通过采用先进的优化设计方法和技术手段，在满足车身强度、模态、刚度和碰撞安全性等诸多方面的性能要求，以及相关的法律法规标准前提下，进而优化车身结构参数，提高材料的利用率，去处零部件冗余部分，同时又使部件薄壁化、小型化、中空化和复合化以减轻重量，最后实现轻量化。

通过CAD对汽车结构布局进行设计，在软件上模拟实体车，然后对整车进行分析，得到零部件的安置情况以及选择合适的轻量化材料，在对整车设计完成以后，可以通过CAE进行进一步分析和运动干涉分析等，使轻量化材料能够达到车身设计的各项要求。

比如激光拼焊板可将不同材质、不同厚度、不同强度和不同表面镀层的板坯拼合起来，然后整体进行压型。激光拼焊板工艺已在汽车领域应用成熟，用于制造车门内板、加强板、立柱、底板和轮廓等部件。

比如对于高强度钢的热冲压成形工艺，是因为在强度超过1000MPa以上时，一些几何形状比较复杂的零件，使用常规的冷冲压工艺几乎无法成形。

目前用无孔性压铸法生产的铝合金大量应用于车轮、进气歧管以及动力转向壳等部件上，由于应用铝材且壁厚减小，轻量化效果显著。

总的来说，汽车车身的轻量化，主要便体现在以上关于材料轻量化、车身结构优化、先进的制造工艺等三个方面。

在现在的汽车市场上，汽车品牌的竞争越发严苛，而汽车的轻量化无疑就是一个十足的卖点，无论是传统燃油车还是新能源汽车，汽车的轻量化都是一直在不断的突破与创新的。我们更应该知道，汽车上每一克的减重，都有着工程师们付出的不懈努力。