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浅谈汽车轻量化技术转变:助推续航里程

放大字体 缩小字体 发布日期:2016-10-24 01:00:05   来源:新能源汽车网  编辑:全球新能源汽车网  浏览次数:590


  铝合金在汽车中各系统的使用比例可以见下图,主要使用是在车身和底盘系统部件中:

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  车用轻量化新材料使用成本高

  目前车用轻量化新材料的成本普遍都偏高,目前国内每吨车用冷轧汽车板材的成本在5000~9000之间,而每吨铝合金的材料成本高达4.5万左右,碳纤维的材料成本则更高,每吨约在80万左右,又因为其较高的成型废品率问题,让很多中低端车型在碳纤维的使用上更是望而却步。所以目前采用铝合金、碳纤维等新材料作为车身主结构的车型售价基本都在40万以上,铸铝件则较早就在发动机壳体、悬架摆臂、副车架等底盘和动力系统部件上使用,因所占车型开发成本比例较小,搭载车型级别不一。

  F&S统计的新材料数据对比

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  注:普通强度钢、高强度钢、铝合金、镁合金、钛合金、碳纤维的密度、抗拉强度、材料国际价格

  OEM使用新型轻量化材料还会涉及到传统生产线设备的改造,四大工艺中冲压、焊接、涂装生产线基本都需要面临着工位的大幅改造或者重建,动辄几亿的投入对于目前很多还处在温饱线的自主品牌来说,更是心有余而力不足。其次是铝合金、碳纤维等材料供应链在国内也较为稀缺,铝板的供应商也仅有江苏的诺贝丽斯和天津神户等工厂,并且能供应全系铝板的也仅有诺贝丽斯一家,目前主要给捷豹路虎等高端车型供货,碳纤维的主要供应商为日本的东丽和帝人,占据了全球的大半份额,但是碳纤维的加工工艺技术最先进的是德国。

  全球主流OEM轻量化材料的使用现状

  对于自主品牌来说,由于受到以上诸多外界条件的限制,所以自主品牌的轻量化设计主要是采用结构轻量化策略,辅以部分热成型板、不等厚板的使用。所以车体的主要构件基本为钢材,在主要的结构件上并未有太多新材料的实用,也仅有在较高端的自主品牌车型的悬架摆臂、车身防撞梁、发动机罩、发动机缸体等部位会采用铝合金,加油口采用工程塑料等,所占比例较低。

  其实从上面的分析中我们不难发现,材料轻量化主要是在一些对成本敏感度不高的高端豪华车型和对重量较为敏感纯电动车型中使用较多。而这些车型主要集中在德国、美国、日本这三个国家中,我们来看看这些汽车强国的轻量化材料在整车中的占比。

  首先是德国,一方面由于欧洲在能耗和排放的政策上越发严格,另一方面德国是目前豪华品牌车型最多的国家,新材料、新技术对于高端车型也会有着科技豪华感的加持作用,所以德国以ABB为代表的车企对于新材料的使用上显得更为热衷,尤其是奥迪在铝合金车身、宝马在碳纤维车身方面都处于行业领先地位。

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