汽車品牌輕量化技術大勢所趨

隨著排放法規的日益嚴格和對燃油經濟性的強制性要求，除了在動力方面進行投資外，盡可能減輕車輛重量已成為車企的一項重大任務。這里提到的減肥并不是偷工減料，但從更專業的角度來看，它意味著輕量級。汽車的輕量化是在保證汽車強度和安全性的前提下，盡可能降低汽車的整備質量，從而提高汽車的動力，降低油耗，減少尾氣污染。整備質量每降低100公斤，每100公里油耗可降低0.3-0.6升。由于環保和節能的需要，汽車的輕量化已成為全球汽車發展的趨勢。就汽車輕量化而言，總的來說，現在常用的方法是更換較輕的材料。這種方法是最簡單、最有效的，但更輕、更強的材料會導致成本增加。因此，還可以考慮優化車身結構和部件，提高結構強度，減少材料使用。目前，車企在輕量化領域有自己的研發路徑。下面，我將介紹幾個在各個領域具有代表性的汽車公司。奧迪被認為是最早推廣全鋁車身概念的公司，比如旗艦產品奧迪A8，它采用全鋁結構。然而，奧迪并沒有堅持下來，新款奧迪A8顯然變得更重了。梅賽德斯-奔馳的全鋁車身設計與奧迪不相上下。國內生產的新一代梅賽德斯-奔馳E級比海外版本更重，因為E級用鋁合金鋼代替了車門和發動機罩。不用說，特斯拉是一個新人，目前還處于嘗試全鋁結構的階段，但只有捷豹路虎品牌下的車型一直在堅持這件事。以捷豹全新一代XFL為例，它是基于捷豹路虎最新的模塊化智能全鋁車身結構開發的新車。采用全鋁車身結構后，捷豹XFL的減重效果非常明顯。1590KG的整備質量與較低級別的B級車基本相同。寶馬5系、梅賽德斯E級和奧迪A6L等競爭對手的體重都在1750-1760公斤左右。毫無疑問，捷豹XFL比這些車型至少輕160公斤。全鋁車身不僅僅是用鋁代替鋼，還需要重新設計和考慮車身的強度和結構。此外，鋁不能像鋼一樣使用點焊技術來解決拼接問題，需要鉚接而不是點焊，并與粘合技術相結合。因此，全鋁車身的使用涉及到一個非常復雜的過程，要求企業在鋁的應用方面有豐富的經驗，并將成本控制在合理的范圍內，這是非常困難的。目前，捷豹路虎車型在不同程度上使用了大量的鋁。為了提高車輛的運動性能并獲得更好的性能，底盤中還使用了大量的鋁制部件。除了減輕重量外，它還可以提高底盤的整體響應能力和靈敏度。碳纖維增強聚合物，通常被稱為碳纖維增強的聚合物，其密度約為每立方厘米1.7克，遠低于制造業中常用的鋼材。在2200℃時，CFPR仍能保持室溫強度，其斷裂韌性、抗疲勞性、抗蠕變拉伸強度和彈性模量均高于普通碳材料。在民用汽車之前，CFPR已經在航空航天行業得到了廣泛的應用。從波音787夢想客機到F-35隱形戰斗機，碳纖維材料是降低重量和熱膨脹系數的法寶。但成本和制造難度是碳纖維廣泛應用的障礙。我們現在在汽車中看到的大多數碳纖維都是以內飾板、車頂、發動機罩和其他部件的形式出現的，而大多數以這種方式設計的汽車都是價格高昂的高性能汽車。大多數可以使用碳纖維座艙或車身的汽車都是頂級的超級跑車，而民用級別只有在寶馬i系列上才能看到。市場上唯一能買到最便宜的碳纖維車身的車型是寶馬i3。它的官方指導價是42萬元，在30萬元以下之前還有終端優惠。這對于一輛擁有碳纖維車身的汽車來說是非常令人印象深刻的，它可以將成本控制在這個水平，表明如何……

寶馬在碳纖維領域的專長是。然而，寶馬正準備在新一代i3中放棄碳纖維并使用鋁合金材料。成本高只是一個方面，主要問題是售后成本高。維修只能通過更換來完成。一旦車身結構損壞，只能更換整個碳纖維車身部件總成，而且成本太高，購買i3的消費者負擔不起。因此，寶馬在新一代7系上采用了本地化碳纖維的應用，將碳纖維特性的優勢應用到了前沿。新一代7系列在鋼板制成的封閉截面內側插入了CFRP芯材，在降低車身重量的同時提高了剛度和強度。新一代7系與上一代相比減輕了130公斤的車輛重量，減少了約40公斤的車身框架，并增強了車身的扭轉剛度。自2008年福特在野馬上推出大豆座椅以來，十年過去了。福特表示，這種生物材料已被用于至少1850萬輛汽車。2008年，也就是油價飆升的那一年，福特開始用大豆提取物生產泡沫，大豆提取物主要用于汽車座椅、靠背和頭枕。在過去的10年里，福特的研究人員開發了一系列基于生物材料的產品。例如，用于隔熱的材料包括椰子纖維、增強樹脂和斜紋粗棉布碎片，而大麻可以用于制造汽車門框和電池盒。具有較大開口的材料也被納入了研究范圍，包括：收集的二氧化碳；番茄種子；蒲公英；竹子海草龍舌蘭酒纖維！蒙迪歐的前后門也采用了大麻纖維增強材料，與傳統材料相比，可以減輕30%以上的零部件重量。此外，稻殼、椰子、棉花和大豆都可以神奇地轉化為制造汽車的原材料。生物材料的應用不僅可以降低車輛制造成本，還可以滿足時代對環境的嚴格要求。最后，從這三家車企的發展方向來看，碳纖維無疑正在成為一種熱門材料，旨在顯著減輕車身重量。然而，由于碳纖維的價格高且應用有限，碳纖維的解決方案可能更適合那些超高價的超級跑車。相反，鋁合金可能是一個很好的解決方案，只要汽車公司改進裝配線和工藝，就可以在一定程度上有效降低鋁合金的成本，并實現更好的輕量化性能。福特使用的生物材料是一條新的道路，不僅環保，而且一些材料可以有效減輕重量，這確實是一條全新的道路。然而，福特對生物材料的推廣并不到位，也有可能國內生產的福特目前沒有采用相同的技術。讓我們拭目以待，看看未來會有哪些出色的輕量級技術。

標簽：福特奧迪寶馬捷豹奔馳

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