新能源汽车轻量化_新能源汽车轻量化发展趋势

1.轻量化材料成新能源汽车“减重”突破口

2.新能源汽车车身结构的轻量化要求有哪些？

3.新能源车的轻量化，是否可以认为车辆越轻越好？

4.裕华盛：深耕铝合金压铸技术，助力新能源汽车发展

5.为什么新能源汽车独爱“空气悬挂”

6.如何实现新能源汽车产业轻量化

新能源汽车发展趋势及前景：

车型轻量化、能源效率更高，高端新能源车份额将逐步增加，智能化、网联化将为新能源汽车市场赋能。

新能源汽车的动力来源于电子或氢燃料，在使用过程中没有化石燃料的燃烧，不会污染环境，因此得到了世界各国的鼓励和支持。越来越多的人倾向于，新能源汽车将成为机动车发展的下一个风向标。

国际上，多国宣布全面禁售燃油汽车，诸如英国、法国、荷兰等。看中国，发改委已经表示，原则上将不再批准新建传统燃油车企。

发展新能源汽车的意义：

汽车产业是国民经济的重要支柱产业，在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。新能源汽车产业是战略性新兴产业，发展节能汽车是推动节能减排的有效举措。

目前能源和环境问题日益严重，社会舆论压力空前，大力发展节能与新能源汽车是解决能源环境问题的有效途径，同时也是实现国家生态文明建设的有力举措。

在我国节能与新能源汽车产业的发展进程中，工信部作为牵头单位制定了多项相关政策，为示范推广节能与新能源汽车起到了很大的推动作用。节能与新能源汽车产业的发展离不开工信部的支持。

轻量化材料成新能源汽车“减重”突破口

近年来，国内新能源汽车占据的市场份额稳步上涨，不仅仅是对各大厂商造车工艺的肯定，更体现出了消费者对新能源汽车的认可。而在选车方面，消费者除了关心新能源汽车的外观、配置、性能、续航之外，对车辆的安全性也看得尤其重要。毕竟选择一辆安全性高的车，不仅能够在事故发生时更好地保护车内乘员的人身安全，咱们用户在驾驶和乘坐时也会非常有安全感。像我们今天要聊的极氪001，就拥有极致的安全表现。

在我们的传统观念中，形容一辆车是否足够安全，总会给出“用料扎实、做工优秀”这样的评价。极氪001则用了高性能钢铝混合轻量化车身，在保障车身刚性的同时，还有效降低了车身的自重，带来更低的能耗。而且，它还在笼式车身A柱、B柱、车顶框架等重点部位使用了强度为普通钢材3-4倍的超高强度热成型钢，这意味着其不管是遭遇了正面或侧面碰撞，还是不幸卷入了严重的交通事故中，极氪001这幅“钢筋铁骨”都能最大化保障乘员舱完整，进而保护车上乘员的安全以及可以做到让车上乘员不受伤。

像前段时间发生的极氪001与皮卡车相撞，皮卡车头严重变形，驾驶员被撞晕；而极氪001只是侧面受到一定损伤，在气囊与强硬车身框架的保护下，车主却一点事也没有。事后，极氪001车主的朋友更是在聊天群内直言：极氪硬是真的！

的确，如果换作其他车辆受到侧面撞击的话，受损程度一定会比撞击车辆更严重一些，驾驶员所受到的伤害也是不可估量的，该的发生进一步验证了极氪001的车身结构安全。

不仅仅在侧面撞击情况下表现出色，即使发生最危险的正面25%偏置碰撞，极氪001依旧能将危险降到最低。就拿最近一位北京用户发生的事故来说，她在夜间驾驶极氪001时不幸撞到了一根路灯，由于碰撞发生时车速较快，车头发生了比较严重的变形，车轮也被撞散落，而车主仅仅是手部受到了点轻微擦伤。看到这，不免有朋友们要发生疑惑，车子的车轮都被撞掉，为何车主只是轻微擦伤呢？

其实，极氪001之所以会掉车轮，是因为在受到25%偏置碰撞时，它会主动切断高刚性前轮，通过这种脱轮卸力机制改变车身惯性方向，有效分散冲击能量，避免车辆和其他危险障碍物发生二次碰撞，也能防止撞击时车轮侵入乘员舱，威胁车内乘员的生命安全，俗称“丢轮保命”技术。类似的技术还有正面碰撞电机下沉保护技术，都是为了防止零部件侵入对车内人员造成伤害。大家可以想一想，这一设计是不是十分必要？可以说真的守护安全第一线呢。

选择新能源汽车，不仅仅要注重车身结构安全，电池安全也是咱们消费者需要考虑的重要考量部分，毕竟新能源车发生自燃、爆炸事故屡见不鲜。虽说极氪001在1月也染上了“自燃风波”，但经消防大队调查后发现，该车发生起火是由烟花爆竹残骸引燃汽车底盘导致，并非车辆自身发生起火自燃。不过，此次发生后，却让咱们消费者有了全新的发现。因为此次车辆在发生起火时，车辆的高压供电系统、低压供电系统、三电系统均工作正常，没有出现任何电路短路。而且，即使在外部有明显火焰燃烧情况下，极氪001核心部件依旧没有被点燃。

同样的案例还有最近一辆极氪001高速追尾货车，货车直接撕裂了极氪001的副驾驶舱，所幸副驾驶没人，驾驶员生命体征一切正常，甚至还在群里和朋友一起聊天。令人没有想到的是，即使发生如此惨烈的撞击，极氪001依旧没有显露一丝要起火的迹象，可见极氪001针对电池安全真的是做得非常到位。

主要原因还是在于极氪001将电池安全提升到更具实际意义的整车系统级安全范畴。像它所用的“极芯”电池包，拥有多层隔热、无障碍排热、实时防控、自动预警、主动冷却、毫秒断电六大安全防护技术，即使受到外部火焰的引燃，依旧能够保障车辆电池的稳定。而且，极氪001的电芯是通过了比实际发生情况更严格的针刺试验、加热热扩散试验、48小时浸水试验、4.9米跌落试验等，能够通过一系列严峻的试验，足以证明极氪001有能力且有底气应对咱们用户日常用车过程中发生的突发。

写在最后

总的来说，极氪001用钢铝混合的车身骨架，不仅实现轻量化，还提升了车身刚性；再配合上正碰撞电机下沉、丢轮保命、“极芯”电池包等诸多先进安全防护技术，能够真正为驾乘人员带来极致的安全防护。不得不说，论安全，极氪001还真是把沃尔沃的安全基因百分百复刻到了自己的骨子里，妥妥的能让用户没有安全方面的顾虑。

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新能源汽车车身结构的轻量化要求有哪些？

中国能源报

11月2日，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。”

新能源车的轻量化，是否可以认为车辆越轻越好？

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。

裕华盛：深耕铝合金压铸技术，助力新能源汽车发展

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、在汽车零部件上用轻量化材料。

为什么新能源汽车独爱“空气悬挂”

如今，随着全球经济的发展，新能源 汽车 、通讯设备以及3C 产品与家用电器等众多领域对精密压铸件的需求正在持续提升。而随着压铸设备和工艺技术的日益提升，铝合金压铸工艺正在替代原先的黑色金属铸件工艺，推动新能源 汽车 的轻量化发展需求。

成熟与高效的铝合金压铸工艺满足新能源 汽车 轻量化需求

所谓新能源 汽车 轻量化，就是以满足新能源 汽车 的强度与安全性能为基础，最大限度地降低新能源 汽车 的整备质量，以提高能源 汽车 的动力性，同时尽可能地减少燃料消耗和降低排气污染。对于新能源 汽车 的整车轻量化而言，车身结构的不同零部件都有着不同程度的贡献。而在不同的轻量化材料中，铝合金材料轻质易成型且易于回收，在密度、性能、成本以及可加工性等方面具有更为显著的综合优势，相较于多种金属合金和碳纤维，能够减轻车重和发动机负荷，提高 汽车 行驶性能与稳定性，因而更具舒适性和安全性，越来越成为更具性价比和工艺技术更成熟的新能源 汽车 轻量化材料。尤其是当前新能源 汽车 面临着技术迭代与产能持续提升，铝合金压铸方案更显其突出的综合优势。

随着国内一些企业在新型铝合金材料以及大型压铸设备研发方面的研发与攻关不断实现新突破与新发展，一些车企和压铸企业早已布局大吨位的铝合金压铸机，一体化铝合金压铸技术也越来越成熟，以更加复杂而精密的铝合金 汽车 结构件，为新能源 汽车 的轻量化设计与生产提供更安全可靠的工艺技术与设备保障。随着人们对 汽车 节能环保的日趋重视，以及在新能源 汽车 方面的购买需求持续提升，铝合金压铸件在 汽车 轻量化方面的显著优势更有利于新能源 汽车 产业的发展，当然新能源 汽车 的持续高增长也更推动着铝合金压铸件产业的发展。

铝合金压铸引领我国制造业发展

就我国而言，随着整体工业化水平的提高以及下游制造业在我国日益聚集，使得我国压铸产业随之得到长足发展，且逐步成长为压铸大国。当前新能源 汽车 、通讯设备以及装备制造、轻工等产业的快速发展，更是推动我国的压铸行业迈向快速增长与稳定发展的新常态。我国作为制造大国，机器制造业也日益朝着强度化、轻量化和高寿命发展，铝合金压铸工艺能够满足特殊领域的特殊需求，达到节约原材料、降低能耗、减少污染和保护环境的目的。正因为如此，铝合金压铸技术才能在新能源 汽车 、仪表制造、家电行业越来越拥有广阔的应用前景。

如何实现新能源汽车产业轻量化

为什么新能源汽车独爱“空气悬挂”

首先是轻量化，新能源汽车由于电池的存在，整车重量远超燃油车。要知道，新能源汽车每减重10%，续航里程可提升5%-6%。用空气来替代“笨重”的金属弹簧，对于整车轻量化还是很可观的。

其次，是更高的NVH要求。相比于传统燃油车，新能源车没有了发动机这个天然的噪音源，车内空间更加“安静”，因此对路面震动、噪声的过滤要求更高。传统悬架的金属弹簧，刚度相对固定，没办法很好地适配不同路面，减震隔音效果不如空气弹簧。

另外，空气悬架能调节车身高度，可以达到调整车辆空气动力学的效果。譬如，低速时升高底盘，有利于增加车身离地间隙，增强车辆的通过性；高速时，降低底盘高度，降低重心有利于降低风阻，同时提高车辆动态稳定性。

当然，随着汽车智能化程度越来越高，空气悬架可以根据雷达和探头搜集的信息，主动调节软硬和车身高度，以适配不同的路况和行驶工况。

最后，也是疆哥认为最重要的一点，就是国产供应商的崛起。之前空气悬架市场几乎被国外龙头大陆、威巴克等垄断，单车配置价值15000RMB左右。

随着国内新能源汽车的快速发展，以及国产品牌高端化，空气悬架这一“高端”配置有了更广泛的应用空间。燃油时代豪华车的配置，也随着供应商的本土化，成为了目前30万级新能源汽车的主流配置。未来，空气悬架进一步下探到20万级的车型，也不是不可能的。

众所周知，目前中国正在大力推进新能源汽车的发展，但是限于充电设施不完善、电池续航里程短、电动车售价偏高等问题，制约着新能源汽车的推广及普及。未来更好的推广新能源汽车，除了要加快充电桩等配套基础设施的建设之外，有效降低新能源汽车整车成本、提高整车续航能力，已成为当下新能源车生产企业急需解决的问题。

而实现新能源汽车的轻量化，最佳的方式就是合理使用碳纤维材料。实验表明，用碳纤维材料替代现有的钢制车身，可以有效降低60%以上的重量，续驶里程相应的提高20%以上。中国正在大力推进新能源汽车的发展，所以碳纤维材料在新能源汽车领域中的应用前景非常广阔。

其实碳纤维材料除了在新能源汽车领域前景广阔之外，在传统汽车方面更有着宽泛的应用。碳纤维车身及金属平台的混合车身结构对于传统汽车车身结构而言，可以做到模块化、集成化，大大减少零件种类，减少工装投入，缩短开发周期。

总而言之，无论从性能还是环保角度出发，汽车轻量化都已成为一种必然趋势，而用碳纤维材料是汽车轻量化的必由之路。