汽車輕量化市場發(fā)展現(xiàn)狀：汽車工業(yè)呈現(xiàn)環(huán)保化輕量化的趨勢

• 黃婷 2024年2月24日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 499 26
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汽車輕量化是在保證汽車的強(qiáng)度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的整備質(zhì)量，從而提高汽車的動(dòng)力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。

汽車輕量化是在保證汽車的強(qiáng)度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的整備質(zhì)量，從而提高汽車的動(dòng)力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。

汽車輕量化涉及設(shè)計(jì)、材料和先進(jìn)的加工成形技術(shù)等多個(gè)方面。通過采用輕質(zhì)材料、優(yōu)化車型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改良制造工藝等手段，可以在保持汽車性能的同時(shí)，減輕汽車自身的重量。這不僅有助于降低汽車的油耗和減少二氧化碳排放，還可以提高汽車行駛的平穩(wěn)性、乘客乘坐的舒適性和安全性能。隨著環(huán)保和節(jié)能的需要，汽車的輕量化已經(jīng)成為世界汽車發(fā)展的潮流。

新能源汽車采用環(huán)保材料設(shè)計(jì)，大幅度降低了污染物排放，這已成為中國新興產(chǎn)業(yè)之一。汽車底盤技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了從自行車零部件改進(jìn)而來的階段，如滾動(dòng)軸承、鋼管構(gòu)架、鏈傳動(dòng)等。隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，差速器、摩擦片式離合器、齒輪變速器等技術(shù)的成功研究，以及萬向節(jié)傳動(dòng)軸、充氣輪胎、錐齒輪主減速器、后橋半獨(dú)立懸架等的采用，汽車底盤得到了完善?，F(xiàn)代汽車底盤已趨于成熟，性能得到良好提升。

但隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車底盤又有了更深層次的發(fā)展空間，為汽車高科技領(lǐng)域的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)，創(chuàng)造出更安全、舒適、穩(wěn)定的底盤技術(shù)。

據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報(bào)告《2024-2029年中國汽車輕量化市場深度分析及發(fā)展趨勢研究預(yù)測報(bào)告》分析：

汽車工業(yè)呈現(xiàn)環(huán)保化輕量化的趨勢

近年來，全球汽車節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)日益提高。隨著節(jié)能環(huán)保技術(shù)和輕量化技術(shù)快速發(fā)展，綠色汽車和節(jié)能減排已成為汽車工業(yè)發(fā)展的主題之一，汽車工業(yè)呈現(xiàn)環(huán)?；p量化的趨勢。

汽車輕量化材料包括高強(qiáng)度鋼、輕質(zhì)合金及高分子復(fù)合材料，在整個(gè)汽車制造中占比10%~15%。其中，由于密度低、性能優(yōu)異、加工簡易及可回收，“以塑代鋼”的輕量化高分子復(fù)合材料得到業(yè)界高度重視，已成為汽車零部件行業(yè)升級(jí)的重要方向。輕量化材料每替代金屬材料10%，車輛可整體減重5%，縮短慣性帶來的制動(dòng)距離，提高車輛的駕駛安全性及操作性能、加速性能，減少車輛排放，展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。

輕量化材料的應(yīng)用受到多種因素影響，包括材料的性能、成本、可靠性、大規(guī)模生產(chǎn)能力及市場需求等。高端汽車和電動(dòng)汽車通常更多地采用輕量化材料。例如，在一些高端豪華汽車和超級(jí)跑車中，輕量化材料的占比可能超過30%，甚至更高。

在傳統(tǒng)汽車市場，輕量化材料的應(yīng)用程度相對(duì)較低。隨著技術(shù)不斷發(fā)展和成本持續(xù)降低，預(yù)計(jì)輕量化材料在汽車制造中的應(yīng)用程度會(huì)逐漸增加。據(jù)預(yù)測，到2030年，輕量化材料的應(yīng)用占比有望在20%~30%。

汽車材質(zhì)塑料化是當(dāng)今汽車制造的一大趨勢

車用改性塑料質(zhì)量輕、強(qiáng)度高，只有普通鋼材重量的15%～20%，比木材更輕，對(duì)汽車輕量化有極大的促進(jìn)作用。復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比模量高、密度小、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、安全等級(jí)高等優(yōu)點(diǎn)，是汽車輕量化的理想材料。汽車內(nèi)飾件、外飾件、結(jié)構(gòu)件和輪胎是輕量化材料應(yīng)用的主要部件。

目前，汽車輕量化材料樹脂原料主要有PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PA(聚酰胺)、PU(聚氨酯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PC(聚碳酸酯)、PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯);復(fù)合材料主要有填充改性材料、發(fā)泡材料、纖維增強(qiáng)材料等。

纖維增強(qiáng)材料在“以塑代鋼”方面起到越來越重要的作用，主要有短纖維增強(qiáng)材料和長纖維增強(qiáng)材料(LFT)。LFT具有突出的力學(xué)性能，包括優(yōu)良的剛性和韌性，低收縮、高尺寸穩(wěn)定性和低翹曲性，極高缺口沖擊強(qiáng)度，與金屬相當(dāng)?shù)臒崤蛎浵禂?shù)，優(yōu)異的抗動(dòng)態(tài)疲勞性能。未來汽車的車門、車頂、座椅部件、輪轂及汽車周邊結(jié)構(gòu)件，都會(huì)更多地使用LFT。由于LFT可塑性強(qiáng)、強(qiáng)度高，未來甚至車身都會(huì)使用LFT。

常見的非金屬輕量化材料包括碳纖維復(fù)合材料、玻璃纖維增強(qiáng)塑料、聚合物復(fù)合材料、聚合物泡沫材料等，在汽車市場的應(yīng)用將越來越廣泛。汽車制造商不斷探索和采用新的非金屬輕量化材料，以實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化和性能提升。當(dāng)然，非金屬輕量化材料的應(yīng)用仍面臨一些挑戰(zhàn)，如制造成本、可靠性和大規(guī)模生產(chǎn)等，需要進(jìn)一步研究和發(fā)展

汽車輕量化材料具有較高的技術(shù)門檻和附加值，目前主要由國外化工巨頭和國內(nèi)少數(shù)改性企業(yè)生產(chǎn)。如國外的沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司、塞拉尼斯、科思創(chuàng)、蘭蒂奇、安特普、佳施加德士、巴斯夫、歐文斯科寧、蒂森克虜伯、阿塞洛米塔爾、利安德巴賽爾、薩博、肯聯(lián)、3M等公司。國內(nèi)樹脂供應(yīng)商主要為中國石化、中國石油，復(fù)合材料改性企業(yè)主要為金發(fā)、聚隆、普利特、中廣核俊爾、聚賽龍、匯通、道恩等企業(yè)。

未來汽車底盤的發(fā)展方向之一是輕量化

這意味著對(duì)輕質(zhì)合金材料和高強(qiáng)度鋼的需求量將會(huì)大大增加。鋁合金在底盤上的運(yùn)用也將越來越多，而鎂合金的需求量也呈增長趨勢。為了滿足汽車零部件重量輕的需求，需要不斷研究新型設(shè)計(jì)。底盤零件的穩(wěn)定性是汽車安全的基礎(chǔ)，強(qiáng)度、柔韌性、抗疲勞、抗損壞等性能都需要考慮。汽車車架和車橋?qū)τ诠懿囊簤撼尚渭夹g(shù)的應(yīng)用也將更加頻繁，壓力加工技術(shù)將向著高效、自動(dòng)化、輕量化、成本降低等方向發(fā)展。底盤鑄件正在向高性能、薄壁、輕質(zhì)、精確尺寸、優(yōu)良切削性能方向發(fā)展，而鑄造生產(chǎn)過程將向清潔、廢物再生、高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保的綠色鑄造方向發(fā)展。

底盤零部件的機(jī)械切削加工技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槿嵝约夹g(shù)為特點(diǎn)的生產(chǎn)線生產(chǎn)的模式。高效、精密、柔性化、自動(dòng)化是切削加工技術(shù)變化的主要趨勢。高速加工技術(shù)、敏捷制造技術(shù)、智能化加工技術(shù)、綠色加工技術(shù)等都將得到快速發(fā)展。

新能源車的底盤設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)燃油車有很大不同。首先，新能源車的車身設(shè)計(jì)更加自由，底盤趨于平面化，以優(yōu)化空氣流動(dòng)性。車身與底盤分離，因此車身的設(shè)計(jì)自由度更高。其次，內(nèi)部空間得到了增加。如今，采用整體化設(shè)計(jì)概念，包括電氣化設(shè)計(jì)ESP，電氣化設(shè)計(jì)程度不斷提高，可以減少部分零部件，從而釋放出更多底盤空間，以便于車內(nèi)空間的利用。第三，由于系統(tǒng)化設(shè)計(jì)程度不斷提高，產(chǎn)品數(shù)量減少，制作和維護(hù)也變得更加簡單。最后，電池包現(xiàn)在固定在底盤下部，重量和軸心都很低，增加了整車的操作性。

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