近40多年來(lái)，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(xiàn)，成為汽車實(shí)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
在節(jié)能減排約束愈發(fā)嚴(yán)格的今天，與汽車相關(guān)的輕量化要求也成為各大整車與相關(guān)企業(yè)的重要課題。我國(guó)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(wèn)題，日前中國(guó)工業(yè)報(bào)記者在中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)組織下，通過(guò)汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，與國(guó)內(nèi)的幾家主要自主品牌廠商相關(guān)人員進(jìn)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(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)與多種輕量化材料、輕量化制造技術(shù)集成應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品減重。以上是世界汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)汽車輕量化的普遍共識(shí)與認(rèn)識(shí)。但在實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的同時(shí)，一個(gè)非常重要的前提是：不能以犧牲車輛安全性和NVH（噪音、振動(dòng)、平順性）為代價(jià)，汽車輕量化必須在預(yù)定整車減重目標(biāo)、整車成本控制目標(biāo)、安全性目標(biāo)和NVH控制水平的全面約束下進(jìn)行。
汽車輕量化首先來(lái)自于優(yōu)化設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的同時(shí)，各種輕質(zhì)材料的使用也功不可沒。根據(jù)世界汽車用鋼聯(lián)盟《未來(lái)鋼制汽車》提供的資料，在主要的幾種汽車輕質(zhì)化材料中，高強(qiáng)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(qiáng)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(shì)，但普通大眾消費(fèi)者卻對(duì)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(duì)汽車輕量化也有著不少需要厘清的問(wèn)題。如汽車輕量化與安全性之間的關(guān)系，可以通過(guò)C-NCAP碰撞試驗(yàn)過(guò)的100余款車型的評(píng)價(jià)結(jié)果即可看出，在各種新的設(shè)計(jì)理念、新技術(shù)、新材料和新工藝的集成應(yīng)用下，汽車可完全實(shí)現(xiàn)安全性與輕量化水平的共同提升。
汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟專家委員會(huì)顧問(wèn)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(dǎo)致的問(wèn)題包括：因缺乏整車和零件優(yōu)化設(shè)計(jì)，導(dǎo)致車輛NVH、被動(dòng)安全性等性能劣化和其他一系列問(wèn)題；因缺乏零件的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方法，也會(huì)導(dǎo)致車輛可靠性、耐久性出現(xiàn)問(wèn)題；同時(shí)還會(huì)因整車設(shè)計(jì)優(yōu)化、統(tǒng)籌及其與工藝、模具、裝備的協(xié)調(diào)不好，導(dǎo)致整車生產(chǎn)成本的增加。因此，不應(yīng)把輕量化技術(shù)與其他節(jié)能減排技術(shù)對(duì)立起來(lái)。同時(shí)，陳一龍也指出，整車質(zhì)量不是評(píng)價(jià)車輛輕量化水平的惟一指標(biāo)，輕量化應(yīng)以確保車輛各種性能和成本控制指標(biāo)為前提，綜合、系統(tǒng)地考慮各種因素。
中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)副秘書長(zhǎng)兼汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長(zhǎng)張寧女士也指出，推動(dòng)汽車輕量化是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其對(duì)實(shí)現(xiàn)2015年和2020年汽車節(jié)能減排目標(biāo)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，應(yīng)當(dāng)將其置于與新能源汽車發(fā)展同等重要的地位加以推動(dòng)。
汽車輕量化已具有相當(dāng)完善的系統(tǒng)平臺(tái)
近幾年，隨著2011年以中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)牽頭的汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成立，一批國(guó)家科技支撐計(jì)劃——“汽車關(guān)鍵輕量化技術(shù)開發(fā)與整車的集成應(yīng)用”課題也相繼由聯(lián)盟內(nèi)各企業(yè)和科研院所與大學(xué)承擔(dān)。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(shè)計(jì)及應(yīng)用，超高強(qiáng)度鋼熱沖壓成形技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用，高強(qiáng)度鋼先進(jìn)成形技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用，纖維增強(qiáng)塑料前端模塊開發(fā)及應(yīng)用，形變鋁合金應(yīng)用技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用，輕量化共性技術(shù)平臺(tái)建設(shè)等，并且這些成果已經(jīng)在包括一汽、東風(fēng)、長(zhǎng)安、北汽、奇瑞、吉利、長(zhǎng)城等企業(yè)的多個(gè)車型上。
記者注意到，在全參數(shù)化車身模型技術(shù)、超高強(qiáng)度鋼熱成形技術(shù)、內(nèi)高壓成形技術(shù)、三維輥壓成形技術(shù)、增強(qiáng)纖維技術(shù)、鋁合金技術(shù)等多項(xiàng)輕量化技術(shù)應(yīng)用中，各項(xiàng)目在其目標(biāo)車型上均取得了理想的預(yù)期效果。例如，長(zhǎng)安逸動(dòng)混合動(dòng)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(shù)，在滿足白車身剛度、模態(tài)和正面、側(cè)面碰撞被動(dòng)安全性的同時(shí)，通過(guò)結(jié)構(gòu)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(dá)10.4%。
另一項(xiàng)由吉利汽車牽頭的超高強(qiáng)度鋼熱成形技術(shù)，自主開發(fā)了熱成形超高強(qiáng)度鋼熱沖壓成形前橫梁，其抗拉強(qiáng)度為1540兆帕，屈服強(qiáng)度1210兆帕。斷后延伸率為11%。同時(shí)，這一項(xiàng)目還開發(fā)了熱成形超高強(qiáng)度鋼熱沖壓成形B柱加強(qiáng)板與前門防撞梁，這些研發(fā)成果現(xiàn)已全部應(yīng)用在吉利汽車的SX7車型上。由此技術(shù)自主建立的超高強(qiáng)度鋼熱沖壓成形生產(chǎn)線年生產(chǎn)能力為50萬(wàn)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(yīng)吉利汽車自身外，也開始向長(zhǎng)安和長(zhǎng)安福特供貨。
以上研究成果應(yīng)用的突出車型，除長(zhǎng)安逸動(dòng)、吉利SX7外，還包括一汽奔騰X80、奇瑞艾瑞澤7，以及承接技術(shù)轉(zhuǎn)移的北汽、長(zhǎng)城等公司的車型?？梢哉f(shuō)，這些車型不僅在相應(yīng)的性能上有了很大的提高，而且全部取得了較好的市場(chǎng)銷售業(yè)績(jī)。正如張寧所說(shuō)，通過(guò)聯(lián)盟與相關(guān)企業(yè)的努力，全面提升了行業(yè)和企業(yè)實(shí)現(xiàn)了汽車輕量化的能力建設(shè)，達(dá)到了一定高度的水平，填補(bǔ)了我國(guó)汽車輕量化領(lǐng)域的多項(xiàng)技術(shù)空白和能力空白，帶動(dòng)了整車、零部件及相關(guān)工業(yè)企業(yè)能力的提升，創(chuàng)建了聯(lián)合攻關(guān)+成果共享+知識(shí)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(yàn)。
在節(jié)能減排約束愈發(fā)嚴(yán)格的今天，與汽車相關(guān)的輕量化要求也成為各大整車與相關(guān)企業(yè)的重要課題。我國(guó)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(wèn)題，日前中國(guó)工業(yè)報(bào)記者在中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)組織下，通過(guò)汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，與國(guó)內(nèi)的幾家主要自主品牌廠商相關(guān)人員進(jìn)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(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)與多種輕量化材料、輕量化制造技術(shù)集成應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品減重。以上是世界汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)汽車輕量化的普遍共識(shí)與認(rèn)識(shí)。但在實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的同時(shí)，一個(gè)非常重要的前提是：不能以犧牲車輛安全性和NVH（噪音、振動(dòng)、平順性）為代價(jià)，汽車輕量化必須在預(yù)定整車減重目標(biāo)、整車成本控制目標(biāo)、安全性目標(biāo)和NVH控制水平的全面約束下進(jìn)行。
汽車輕量化首先來(lái)自于優(yōu)化設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的同時(shí)，各種輕質(zhì)材料的使用也功不可沒。根據(jù)世界汽車用鋼聯(lián)盟《未來(lái)鋼制汽車》提供的資料，在主要的幾種汽車輕質(zhì)化材料中，高強(qiáng)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(qiáng)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(shì)，但普通大眾消費(fèi)者卻對(duì)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(duì)汽車輕量化也有著不少需要厘清的問(wèn)題。如汽車輕量化與安全性之間的關(guān)系，可以通過(guò)C-NCAP碰撞試驗(yàn)過(guò)的100余款車型的評(píng)價(jià)結(jié)果即可看出，在各種新的設(shè)計(jì)理念、新技術(shù)、新材料和新工藝的集成應(yīng)用下，汽車可完全實(shí)現(xiàn)安全性與輕量化水平的共同提升。
汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟專家委員會(huì)顧問(wèn)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(dǎo)致的問(wèn)題包括：因缺乏整車和零件優(yōu)化設(shè)計(jì)，導(dǎo)致車輛NVH、被動(dòng)安全性等性能劣化和其他一系列問(wèn)題；因缺乏零件的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方法，也會(huì)導(dǎo)致車輛可靠性、耐久性出現(xiàn)問(wèn)題；同時(shí)還會(huì)因整車設(shè)計(jì)優(yōu)化、統(tǒng)籌及其與工藝、模具、裝備的協(xié)調(diào)不好，導(dǎo)致整車生產(chǎn)成本的增加。因此，不應(yīng)把輕量化技術(shù)與其他節(jié)能減排技術(shù)對(duì)立起來(lái)。同時(shí)，陳一龍也指出，整車質(zhì)量不是評(píng)價(jià)車輛輕量化水平的惟一指標(biāo)，輕量化應(yīng)以確保車輛各種性能和成本控制指標(biāo)為前提，綜合、系統(tǒng)地考慮各種因素。
中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)副秘書長(zhǎng)兼汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長(zhǎng)張寧女士也指出，推動(dòng)汽車輕量化是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其對(duì)實(shí)現(xiàn)2015年和2020年汽車節(jié)能減排目標(biāo)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，應(yīng)當(dāng)將其置于與新能源汽車發(fā)展同等重要的地位加以推動(dòng)。
汽車輕量化已具有相當(dāng)完善的系統(tǒng)平臺(tái)
近幾年，隨著2011年以中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)牽頭的汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成立，一批國(guó)家科技支撐計(jì)劃——“汽車關(guān)鍵輕量化技術(shù)開發(fā)與整車的集成應(yīng)用”課題也相繼由聯(lián)盟內(nèi)各企業(yè)和科研院所與大學(xué)承擔(dān)。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(shè)計(jì)及應(yīng)用，超高強(qiáng)度鋼熱沖壓成形技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用，高強(qiáng)度鋼先進(jìn)成形技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用，纖維增強(qiáng)塑料前端模塊開發(fā)及應(yīng)用，形變鋁合金應(yīng)用技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用，輕量化共性技術(shù)平臺(tái)建設(shè)等，并且這些成果已經(jīng)在包括一汽、東風(fēng)、長(zhǎng)安、北汽、奇瑞、吉利、長(zhǎng)城等企業(yè)的多個(gè)車型上。
記者注意到，在全參數(shù)化車身模型技術(shù)、超高強(qiáng)度鋼熱成形技術(shù)、內(nèi)高壓成形技術(shù)、三維輥壓成形技術(shù)、增強(qiáng)纖維技術(shù)、鋁合金技術(shù)等多項(xiàng)輕量化技術(shù)應(yīng)用中，各項(xiàng)目在其目標(biāo)車型上均取得了理想的預(yù)期效果。例如，長(zhǎng)安逸動(dòng)混合動(dòng)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(shù)，在滿足白車身剛度、模態(tài)和正面、側(cè)面碰撞被動(dòng)安全性的同時(shí)，通過(guò)結(jié)構(gòu)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(dá)10.4%。
另一項(xiàng)由吉利汽車牽頭的超高強(qiáng)度鋼熱成形技術(shù)，自主開發(fā)了熱成形超高強(qiáng)度鋼熱沖壓成形前橫梁，其抗拉強(qiáng)度為1540兆帕，屈服強(qiáng)度1210兆帕。斷后延伸率為11%。同時(shí)，這一項(xiàng)目還開發(fā)了熱成形超高強(qiáng)度鋼熱沖壓成形B柱加強(qiáng)板與前門防撞梁，這些研發(fā)成果現(xiàn)已全部應(yīng)用在吉利汽車的SX7車型上。由此技術(shù)自主建立的超高強(qiáng)度鋼熱沖壓成形生產(chǎn)線年生產(chǎn)能力為50萬(wàn)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(yīng)吉利汽車自身外，也開始向長(zhǎng)安和長(zhǎng)安福特供貨。
以上研究成果應(yīng)用的突出車型，除長(zhǎng)安逸動(dòng)、吉利SX7外，還包括一汽奔騰X80、奇瑞艾瑞澤7，以及承接技術(shù)轉(zhuǎn)移的北汽、長(zhǎng)城等公司的車型?？梢哉f(shuō)，這些車型不僅在相應(yīng)的性能上有了很大的提高，而且全部取得了較好的市場(chǎng)銷售業(yè)績(jī)。正如張寧所說(shuō)，通過(guò)聯(lián)盟與相關(guān)企業(yè)的努力，全面提升了行業(yè)和企業(yè)實(shí)現(xiàn)了汽車輕量化的能力建設(shè)，達(dá)到了一定高度的水平，填補(bǔ)了我國(guó)汽車輕量化領(lǐng)域的多項(xiàng)技術(shù)空白和能力空白，帶動(dòng)了整車、零部件及相關(guān)工業(yè)企業(yè)能力的提升，創(chuàng)建了聯(lián)合攻關(guān)+成果共享+知識(shí)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(yàn)。
