8月23日晚，蓋世汽車&紐倫堡聯合中國汽車工程學會共同牽頭舉辦的以「汽車輕量化應用方向及戰略選擇規劃」為主題的線上微課堂完美落幕。

本次活動邀請了重慶長安汽車股份有限公司劉波博士在我們組建的輕量化微信群為大家帶來這場精彩的分享。參與的同學們包括各大整車廠、零部件等汽車生產企業的採購、技術研發工程師等500人，大家都非常踴躍的在群內參與了話題討論，課時長達1個多小時，課堂氣氛異常火爆。

以下是講師展示的PPT截圖及互動討論環節的內容，與大家共享！

問答環節

問：汽車輕量化在內外飾方面的運用主要有哪些？重點是否可以說一下座椅這塊，輕量化的幾個重點？在座椅骨架方面現在行業的主要研究方向在那邊？

答：內外飾在汽車輕量化在方面有重要的幾個方向：用的比較成熟薄壁保險桿、微發泡技術是內外飾輕量化很重要的方向。座椅骨架是輕量化考慮的重要對象，骨架有好幾種輕量化解決方案，比如鎂合金座椅骨架、纖維增強複合材料座椅骨架、先進高強鋼座椅骨架。傳統座椅骨架在結構輕量化方面也有較大的空間。座椅是一個複雜的系統，輕量化的同時，要完成與座椅相關的各項法規實驗，驗證要充分。座椅骨架方面的主要研究方向輕量化和平台化。輕量化主要有材料方面的鎂合金、高強鋼、玻纖/碳纖維複合材料，但現在的主流還是鋼為主；要大量推動上述輕量化材料的應用，除了要滿足性能要求外，很重要的是培養成熟的供應商體系和控制成本。核心的競爭力來源 於在輕量化的同時把成本做到最低，也可以通過座椅的平台化來降低成本。

問：汽車輕量化和成本增加的關係？

答：可以直接從圖中看到答案

成本測算的這個表格是多個零件的統計結果，重點是價重比。

問：汽車輕量化對汽車安全性有什麼影響，尤其是高速時，輕量化後對高速下的操控性，穩定性有什麼樣的影響？如何克服？

答：我還沒有找到具體的數據來評估汽車輕100kg車輛的操穩性能下降了多少，車漂不漂很大程度跟車的氣動性能設計有關，可以設計一個車很輕，但操穩性也很好的車，比如賽車。操作穩定性與懸架直接相關，另外車身的造型設計除了滿足美學的要求，同時要降低風阻係數和升力。可以通過懸架（含輪胎）的優化、造型的設計、或增加空氣動力學的裝置來提升穩定性。

問：汽車行業輕量化在工藝技術和新材料運用在未來5年各自的戰略趨勢是什麼？

答：未來五年我這邊認為高強度鋼還有很大的潛力，因為性價比高，會更大空間採用。相對鋼來說，鋁合金、鎂合金、塑料複合材料更貴一點，但也可以通過結構設計、工藝優化等手段控制成本；

從工藝角度來說，中國品牌的主機廠會更多優先考慮高強度鋼的熱成形（變強度、變厚度），超高強鋼的輥壓，先進高強鋼的液壓脹形等新工藝的應用；鋁合金的高真空壓鑄工藝、鍛造、差壓鑄造，鋁板的衝壓和電阻焊、膠鉚等工藝都是未來5年會大量採用的技術。從非金屬材料方面來說塑料複合材料，玻纖增強的複合材料零件的注塑工藝，LFT-D，SMC模壓工藝，也已經比較成熟，但碳纖維的成形工藝（例如濕法模壓、HP-RTM）還需要提高效率，有很大改進空間。

講到材料和工藝的未來趨勢，以及新工藝、新材料未來在什麼時候大批量的供應，國內汽車行業里初步的共識會是未來的汽車將是多種材料的集成應用。

行業里還有一句共同認可的話是：「合適的材料、合適的工藝在合適的時間用在合適的零件上」，這是在推動輕量化技術應用中可參考的一個原則。比如：前碰撞橫樑可以是高強鋼輥壓的，可以是鋁合金型材擠壓彎曲的，也有高強度熱成形的，鎂合金的擠壓彎曲、也有塑料複合材料（GMT）等等多種解決方案，具體每種方案都有不同的減重和價格，形成了多種可供選擇的方案，需要具體車型來選擇，這個時候的決定因素除了成本、價格外，還可能與供應商、開發節點、車的定位等相關。下面這個圖在做規劃的時候可以參考。

問：非金屬材料類汽車零部件在輕量化有哪些應用？成本如何控制？趨勢是什麼？

答：比如：塑料前端模塊、塑料翼子板、塑料後背門，塑料門模塊、塑料油箱蓋，動力總成上一些殼體類的零件也用塑料來做，比如進氣歧管，塑料氣缸罩蓋。

成本如何控制這個問題比較大，不好回答，個人覺得應該從結構優化設計上，選擇合適的材料，最優的工藝來實現滿足性能要求情況下用料最少，重量最低。

趨勢有很多方面，比如碳纖維的熱塑性複合材料是一種趨勢，因為更環保，回收利用率比較高。碳纖維熱固性複合材料的HP-RTM目前是一種流行趨勢。

問：LFT-D（長玻纖增強熱塑性複合材料）工藝方面的方向，應用的問題？

答：LFT-D 是一種技術先進的工藝，但設備要求高，例如能夠批量生產的設備目前需要進口，比如主流的德國克勞斯瑪提供的設備。在LFT-D方面，有些企業、研究院所都在做專門的研究，也開發出料一些成品件。這個方面上面我沒有太深的研究，從主機廠的角度來說，不十分關心你具體用了些什麼工藝和材質，但最終還是要體現在滿足性能前提下成本如何，成本有競爭力就有批量應用的可能，還要考慮這種工藝和零部件的供應商體系是否成熟，是否能夠保證產品批量合格。

問：在新能源汽車裡汽車輕量化哪些部分對於散熱是有要求的？現在行業標準有嗎？（傳統的散熱通過水冷或者金屬散熱片，新的材料有石墨烯等複合材料，散熱性能增加，重量可以比傳統材料減輕2/3）

答：新能源汽車的電池散熱是很重要的問題，電池的散熱解決趨勢可能是通過水冷。比如我們拆寶馬i3的時候就發現電池的散熱就是水冷。當電池容量越大的時候，散熱的問題就越重要。就散熱來說，金屬散熱比非金屬散熱性能要好，例如我們新能源的車裡，電池的箱體很少用塑料的，主要是鋼的。當然鋁和鎂的散熱性能比鋼有優勢，也有提到石墨烯，目前來說石墨烯的成本目前還是不敢大批量使用。

問：車身輕量化主要技術路線是什麼？車身輕量化趨勢下的新投資項目，是整車企業主導還是一級供應商主導？

答：車身輕量化主要技術路線可參考：

車身輕量化趨勢下的新投資項目方面，我舉個例子，長城汽車已經投了熱成型線來做熱成型零件，長安福特也正在投兩條線來做熱成型件，其他很少主機來來投資做熱成型。所以從這個情況來看，輕量化的材料或者零部件，還是主要是一級供應商來投。

問：汽車輕量化趨勢下，如何解決NVH的問題？比如車窗玻璃做薄後如何解決噪音問題？

答：我個人對NVH這塊了解不深，但是我可以肯定來講，做輕量化不能犧牲性能，更不能犧牲NVH的性能。我們的傳統玻璃不敢輕易的做薄就是防止NVH性能（噪音）變差。玻璃的輕量化怎麼搞，可能以後會用到PC或者PMA來替換傳統的無機玻璃。

問：隨著輕量化新材料比如碳纖維的應用，會不會對車輛生產工藝帶來變革。沖、焊、塗、總四大工藝變成一個總裝？碳纖維、全鋁車身十分還需要專業模具企業為主機廠服務？

答：這個問題是一個非常熱門的話題，寶馬i3採用碳纖維車身，已經大批量生產了。碳纖維車身對傳統的整車四大工藝（沖、焊、塗、總）肯定是是有較大的影響和衝擊的，但不是變成一個總裝。碳纖維車身的生產沒有衝壓工藝和衝壓車間，但是零部件的生產還是需要車間，這個車間可能在供應商那裡，也可以在主機廠，只不過從鋼板的衝壓工藝變成複合材料的模壓或注塑工藝；焊接工藝是不需要了，但是需要膠接；塗裝實際上整車廠和零部件供應商都可以做，因為塗裝沒有那麼複雜了，特別是碳纖維的塗裝跟傳統的鋼車身塗裝真的不一樣，少了很多塗裝的工序。

碳纖維、全鋁車身的模具肯定需要模具工廠來做，這些新工藝要求較高，跟傳統的鋼沖焊是不一樣的。

推薦閱讀：

相关文章