陳瓊
好鋼如何用在刀刃上
汽車的行駛阻力與車重成正比,車重的不斷增加,會使汽車的能耗大部分消耗在自重上,而不是滿足客貨運輸?shù)男枰?。汽車輕量化能夠有效減緩因車載裝備的增加而導(dǎo)致汽車增重速度加快。世界鋁業(yè)協(xié)會報告指出,汽車自重每減少10%,燃油消耗可降低6%~8%。研究表明,汽車每減重100公斤,百公里油耗可降低0.4升、二氧化碳排放可減少1公斤。
汽車輕量化能夠有效改善汽車燃料經(jīng)濟(jì)性,提升汽車動力性、制動性能和通過性,降低有害氣體排放。同時,在不改變汽車結(jié)構(gòu)材質(zhì)的條件下,通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計使汽車實現(xiàn)輕量化,還可以節(jié)省原材料消耗,降低材料成本。
我國要實現(xiàn)《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》提出的第四階段油耗指標(biāo)5L/100km,輕量化是重要技術(shù)路徑之一。
輕量化的手段就是對汽車總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和優(yōu)化,實現(xiàn)對汽車零部件的精簡、整體化和輕質(zhì)化。結(jié)構(gòu)合理設(shè)計主要包括以下三個方面:一是通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,減小車身骨架及車身鋼板的質(zhì)量,對車身強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核,確保汽車在滿足性能的前提下減輕自重;二是通過結(jié)構(gòu)的小型化促進(jìn)汽車輕量化,主要通過其主要功能部件在同等使用性能不變的情況下縮小尺寸;三是采取運動結(jié)構(gòu)方式的變化來達(dá)到目的,比如采用轎車發(fā)動機(jī)前置前驅(qū)和超輕懸架結(jié)構(gòu)等,使結(jié)構(gòu)更緊湊,或采取發(fā)動機(jī)后置后驅(qū)的方式,達(dá)到使整車局部變小,實現(xiàn)輕量化的目標(biāo)。
但業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,我國汽車輕量化技術(shù)的研發(fā)面臨兩大困難:一方面,要打破輕量化技術(shù)的發(fā)展所涉及的眾多學(xué)科之間的壁壘,形成綜合性、系統(tǒng)性知識體系;另一方面,在這一領(lǐng)域企業(yè)基本處于單打獨斗狀態(tài)。汽車企業(yè)對汽車輕量化關(guān)注度明顯不夠,尤其是國產(chǎn)品牌。如果持續(xù)下去,汽車企業(yè)將會失去一次技術(shù)跨越的絕好機(jī)會。而且,國內(nèi)一些企業(yè)在實施“輕量化戰(zhàn)略”的同時,經(jīng)常會出現(xiàn)偷工減料的行為,導(dǎo)致汽車安全性受到影響。
對于輕量化核心技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握,國內(nèi)一些整車企業(yè)有很長的路要走。清華大學(xué)汽車系教授宋健表示,汽車輕量化首先需要掌握汽車的核心技術(shù),在此基礎(chǔ)上才能加以改進(jìn)。中國整車企業(yè)的一些零部件現(xiàn)在還需要外采,更不要提去減輕車輛的自重。更重要的是,國內(nèi)一些汽車企業(yè)只能在車身整體結(jié)構(gòu)上“動動手腳”,顯然不能滿足真正的輕量化的技術(shù)要求。
輕量化發(fā)展最明顯的特征就是使用輕量化材料,但目前使用較為普遍的高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鎂合金、工程塑料、復(fù)合材料五種材料都有其獨特的優(yōu)勢,也有其無法避免的劣勢。那么,如何將“好鋼用在刀刃上”呢?業(yè)內(nèi)專家一再呼吁,汽車輕量化要科學(xué)綜合利用這些材料。
從性能、成本等綜合因素考慮,高強(qiáng)度鋼仍是市場上受歡迎的輕量化材料。憑借較高的強(qiáng)度和安全性,未來,它會更多地應(yīng)用在各種汽車安全件、底盤、車身結(jié)構(gòu)、車身覆蓋件等方面。
當(dāng)前鋁合金在汽車上的應(yīng)用比較多,如發(fā)動機(jī)缸體、缸蓋、變速器殼體、車身、底盤、散熱器等,整車企業(yè)和零部件企業(yè)對鋁合金的研究也比較多。隨著技術(shù)的進(jìn)步,鋁合金在當(dāng)前領(lǐng)域的應(yīng)用肯定會越來越廣,未來在底盤和車身覆蓋件方面也有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
鎂合金與工程塑料都面臨整車廠的認(rèn)識問題。鎂合金當(dāng)前主要應(yīng)用在汽車方向盤、汽車儀表、中控支架等可覆蓋的地方?;诖?,未來鎂合金可以在不暴露表面如車內(nèi)門板、座椅支架等方面進(jìn)行推廣,而鎂合金發(fā)動機(jī)罩蓋、變速器外殼、車身結(jié)構(gòu)等可在高端車上使用,迫于成本壓力,中低端車要批量使用還需要繼續(xù)努力。
另外,工程塑料和復(fù)合材料作為一種新的材料技術(shù)也被大家廣泛看好,輕量化的進(jìn)一步發(fā)展必然推動它們快速發(fā)展。未來,工程塑料和復(fù)合材料都可應(yīng)用到汽車內(nèi)外飾、汽車座椅、汽車天窗、水箱、電池箱、剎車踏板、儀表盤等地方。
結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化是軟實力
減輕了車輛自重,安全性如何保障?中國汽車工程學(xué)會專家陳一龍認(rèn)為,車身結(jié)構(gòu)的設(shè)計和優(yōu)化配比至關(guān)重要。
他分析,汽車輕量化技術(shù)并非僅僅依靠材料,它是設(shè)計、制造、材料技術(shù)集成的工程。例如,東風(fēng)牽引車減重1400公斤,其中結(jié)構(gòu)優(yōu)化占19%,功能配置優(yōu)化占40%,兩者共占59%,真正新材料新技術(shù)只占41%。把輕量化看成材料供應(yīng)問題是我國從事逆向設(shè)計、仿制造成的結(jié)果,是當(dāng)前阻礙我國輕量化水平提高的主要技術(shù)瓶頸之一。
事實上,車身的結(jié)構(gòu)設(shè)計和鋼材的強(qiáng)度都是決定安全的重要因素。工程師通過強(qiáng)大的設(shè)計軟件可以優(yōu)化設(shè)計和校核汽車結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度,減少車身重量和鋼板厚度,使零部件中空化、小型化或復(fù)合化,確保整車的質(zhì)量和性能。要想在材料成本、輕量化、安全性能等多目標(biāo)中尋求最佳結(jié)合點,就需要多種材料組合的使用,而針對多材料組合必須合理設(shè)計安排使用各材料的最佳部位。
不同于普通汽車,高檔汽車采用空間框架的結(jié)構(gòu),部件多為多功能的大型鑄件,大型整體結(jié)構(gòu)和高比例的鍛壓件,可以減少車身零件的數(shù)量,一系列的優(yōu)化設(shè)計使得整車輕量化的同時提升了安全性能。車輛的安全性主要體現(xiàn)在事故發(fā)生時對人員的保護(hù),而不是以車的受損程度來衡量。重量大的車跟重量輕的車碰撞,重量大的車受損程度比較小,但是人員的受損程度跟吸能式車身設(shè)計以及主被動安全配置有密切聯(lián)系。例如在某些車型上通過優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計,可以更好的將碰撞吸收的能量分散到強(qiáng)度很高的A柱和車身底部,提高乘客安全性的同時也降低了對對方車輛的攻擊性。
在汽車行業(yè),大眾MQB輕量化平臺、奧迪塑料圓簧、ContiTech空氣彈簧、江森自控輕量化鋁鋼座椅框架等技術(shù)的應(yīng)用,都為車輛的輕量化作出了巨大貢獻(xiàn)。
成本與發(fā)展的矛盾
在我國,各大品牌開始提升合金、超強(qiáng)度鋼、工程塑料等多種輕質(zhì)化材料在汽車產(chǎn)品中的應(yīng)用比例。但由于外資材料供應(yīng)商在一些核心部件方面幾乎壟斷了技術(shù),自主品牌的采購價格居高不下。
另外,一部分輕質(zhì)材料雖然降低重量效果明顯,但是成本高昂。對于經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品來說,車重降低一公斤的成本控制在20元以內(nèi)才是一個可接受的范圍。目前在合成塑料上,相較本土材料商,外資材料商的價格平均每噸貴幾千元,算下來平均每公斤增加成本幾十元。輕量化的優(yōu)勢已成為共識,如何尋求低成本前提下的輕量化技術(shù)路線成為企業(yè)和行業(yè)人士重點關(guān)注的問題。
奇瑞車身技術(shù)研究院陳曉鋒表示,“成本和重量確實是一個很難平衡的東西,要達(dá)到一個較好的結(jié)果和成效,是一個技術(shù),也是一門藝術(shù)?!崩?,在塑料件和金屬件達(dá)到相同性能的情況下,前后材料重量相差0.8公斤,然前者的成本會增加15塊錢左右,這個時候就要考慮下其最終性價比了。他認(rèn)為,在輕量化方面,諸多的材料如碳纖維、工程塑料、鋁合金等都擁有各自的優(yōu)點,比如用鋼材做前防撞條,滾軋動力明顯比冷成型的至少在相同情況下輕三公斤,相對其他材料來說是最優(yōu)方案?!翱傮w來說,所有的輕量化都是采用混合式的方法,根據(jù)不同部位和不同的特點,選相對性價比比較高的,同時我們要多方合作,利用各自的優(yōu)勢,而不是使用它的劣勢,這樣的話至少在車身輕量化里面是一個合理的方案。
而對于供應(yīng)商,格朗吉斯鋁業(yè)(上海)有限公司徐坤豪坦言,輕量化發(fā)展到一個階段,相對于他們來說是不太有利的,上游客戶會對材料成本提出更加嚴(yán)苛的要求,即便如此,公司采取的一個策略就是主動做輕量化,分擔(dān)客戶的成本壓力?!拔覀兯涮椎漠a(chǎn)品——熱交換器在整車中所占的比重相當(dāng)小,在這種情況下輕量化對整體重量上不會有太大的影響,然對成本的影響很大的。我們很清楚,不管是主機(jī)廠、零部件還是材料供應(yīng)商,價格和輕量化應(yīng)該是兩者密不可分,而且是我們行業(yè)追求的一個方向。 ”
整車企業(yè)攜手公關(guān)輕量化
中國汽車工程學(xué)會牽頭成立的“汽車輕量化創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”已八年。在輕量化聯(lián)盟的組織下,聯(lián)盟成員不斷突破輕量化關(guān)鍵技術(shù),并實現(xiàn)技術(shù)成果在聯(lián)盟內(nèi)轉(zhuǎn)移,同時建立了一系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及聯(lián)盟成員共享的數(shù)據(jù)庫,推動了我國汽車輕量化水平的提高。
長安汽車 “進(jìn)入技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用階段”
現(xiàn)在,長安已經(jīng)進(jìn)入了輕量化技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用階段,向著到2020年主力車型平均減重50kg的目標(biāo)努力,并以此為總目標(biāo),帶動車身、底盤、電裝、動力系統(tǒng)等部門建立各細(xì)分領(lǐng)域輕量化方案和體系。
在輕量化聯(lián)盟的引導(dǎo)下,長安得到了零部件供應(yīng)商、原材料供應(yīng)商的支持,集合行業(yè)力量,共同推進(jìn)輕量化產(chǎn)品的研制。自主研發(fā)的鋁合金汽車發(fā)動機(jī)蓋板是長安加入輕量化聯(lián)盟之后的重要成果之一。
從鋁板的選材、技術(shù)規(guī)范的對標(biāo)研究開始,聯(lián)合原材料供應(yīng)商、模具制造商探討可行的業(yè)界可接受的材料標(biāo)準(zhǔn),不斷改良鋁板的連接和沖壓技術(shù)、生產(chǎn)線設(shè)備,以及鋼鋁混件的涂裝工藝,經(jīng)過無數(shù)次的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和剛度、疲勞度測試等,才得以造出一塊合格的鋁合金汽車發(fā)動機(jī)蓋板。
該鋁蓋板在長安逸動混合動力轎車上應(yīng)用,其重量相比鋼制件的18.9kg減到10.98kg,減重率為41.9%。依托此項目,長安參與編制了《汽車覆蓋板材抗凹痕性能測試規(guī)范》和《鋁合金前罩總成設(shè)計規(guī)范》,以指導(dǎo)企業(yè)和行業(yè)發(fā)展。
一汽集團(tuán) “輕量化技術(shù)發(fā)展規(guī)劃先行者”
一汽主要從設(shè)計理論與方法、新型輕質(zhì)材料應(yīng)用技術(shù)研究、承載構(gòu)件輕量化制造技術(shù)、安全構(gòu)件輕量化制造技術(shù)、高強(qiáng)度鋼應(yīng)用技術(shù)研究五大方面推進(jìn)輕量化技術(shù)發(fā)展。
到2020年,一汽要形成輕量化技術(shù)研究及應(yīng)用的體系化能力,建立輕量化工作常態(tài)推進(jìn)機(jī)制,推進(jìn)集團(tuán)輕量化技術(shù)的橫向應(yīng)用,打造集團(tuán)輕量化產(chǎn)品、工藝、材料專業(yè)技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊。
在輕量化聯(lián)盟的推動下,一汽建立了汽車輕量化先進(jìn)成形技術(shù)創(chuàng)新基地,針對成型技術(shù)開展了三維輥壓、1800MPa熱成形、鋁合金半固態(tài)加工、鋁合金擠壓鑄造及高真空壓鑄等輕量化技術(shù)研究,大部分技術(shù)處于轉(zhuǎn)量產(chǎn)階段。材料方面開展了第二代、第三代先進(jìn)高強(qiáng)鋼、過共晶鋁-硅合金、耐熱鎂合金、碳纖維復(fù)合材料、PC、GMT等輕量化材料在汽車上應(yīng)用研究,部分材料處于轉(zhuǎn)量產(chǎn)階段。設(shè)計方面,采用有限元分析、局部加強(qiáng)設(shè)計、拓?fù)鋬?yōu)化等技術(shù),從結(jié)構(gòu)上減少零部件數(shù)量;在滿足強(qiáng)度的前提下,可減少材料消耗,降低產(chǎn)品重量。
一汽轎車在輕量化技術(shù)研發(fā)方面的投入已經(jīng)超過一億元,輕量化技術(shù)在乘用車、商用車均有大量應(yīng)用成果。一汽奔騰X80在多種輕量化技術(shù)的共同作用下,相比某合資企業(yè)的對標(biāo)車型減重90kg,同時C-NCAP碰撞測試得到了58.9的超高得分。
長城汽車 “項目落地快執(zhí)行力最強(qiáng)”
高強(qiáng)度鋼是長城汽車現(xiàn)階段批量化使用最為廣泛的輕量化材料之一,為此長城專門投入巨資設(shè)立一條生產(chǎn)線,應(yīng)用熱成型技術(shù)生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼零部件,在H6等車型上應(yīng)用。長城正在開發(fā)的一款車型中,有至少8個主要零部件應(yīng)用高強(qiáng)度鋼,整體減重超過10%。借助聯(lián)盟的力量,長城與寶鋼成立實驗室,共同承擔(dān)多個輕量化研究項目。車型之間平臺化使長城多種車型共享輕量化技術(shù)和零部件,成本也會逐步下降。
碳纖維材料是長城輕量化技術(shù)主攻的方向之一,長城正牽頭組織多家整車企業(yè),欲聯(lián)合攻關(guān)碳纖維技術(shù),推動國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
北京汽車 “一把手親自抓”
北汽集團(tuán)董事長徐和誼早已將輕量化技術(shù)的發(fā)展納入到集團(tuán)的戰(zhàn)略布局中,以此打造“一把手工程”。
為了推進(jìn)北汽自主品牌輕量化,北汽研究院全院工程師從輕量化材料、輕量化技術(shù)、輕量化設(shè)計三方面開展輕量化技術(shù)研究與應(yīng)用。加強(qiáng)高強(qiáng)度鋼板在車身上的應(yīng)用,擴(kuò)大鋁合金材料在汽車底盤、動力系統(tǒng)零部件的應(yīng)用范圍,開展以塑代鋼等專項工作。加大熱成型、輥壓成型、液壓成型、激光焊接等技術(shù)在自主品牌上的應(yīng)用。北汽推出的每款新車型都會有一套詳細(xì)輕量化方案并付諸實踐?!氨逼p量化技術(shù)的研發(fā)成果會在集團(tuán)的多個車型推廣,而輕量化新技術(shù)的應(yīng)用則可以對標(biāo)薩博、北京現(xiàn)代的成熟技術(shù)和車型。北汽集團(tuán)旗下自主品牌與合資品牌之間一直有著緊密的技術(shù)交流,有助于提升自主品牌的技術(shù)水平?!眳蜗急脒€表示,“汽車輕量化技術(shù)是助推產(chǎn)品銷量提升的關(guān)鍵技術(shù)之一。我們希望輕量化技術(shù)應(yīng)用可形成一種生態(tài)鏈,施行綠色制造,控制有害物質(zhì)的產(chǎn)生,同時提高產(chǎn)品回收率。”
奇瑞汽車“引入重量管理理念”
瑞虎5是奇瑞汽車走正向研發(fā)之路的又一成果,也是大量應(yīng)用輕量化材料和技術(shù)的車型,車身骨架的四分之三材料應(yīng)用了多種高強(qiáng)度鋼,在連接工藝、激光焊接、輥壓成型、熱成型技術(shù)方面也有很大提升。奇瑞推進(jìn)輕量化技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵一步是建立重量工程系統(tǒng),設(shè)定產(chǎn)品重量目標(biāo)?!霸谄嫒鹱哒蜓邪l(fā)之路,推進(jìn)自主設(shè)計之后,輕量化的目標(biāo)也得以全面融入到新產(chǎn)品的開發(fā)體系?!逼嫒鹌囇芯靠傇汉诵募夹g(shù)管理部長李鼐一介紹說。在新產(chǎn)品開發(fā)初期,奇瑞引入了重量管理的理念,需要為新車型建立重量工程系統(tǒng),設(shè)定產(chǎn)品重量目標(biāo),從而決定各總成部件的技術(shù)工藝、材料選擇以及結(jié)構(gòu)開發(fā)設(shè)計等。
上汽車“為輕量化技術(shù)已投入數(shù)千萬元”
上汽榮威E50車身大量應(yīng)用高強(qiáng)度鋼、輕金屬及非金屬材料,比如鋁合金骨架、保險杠以及使用復(fù)合材料的電池盒、前端模塊等,通過車身覆蓋件減薄、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、應(yīng)用熱成型技術(shù)等措施,使車身減重37kg。這車身集成了上汽在輕量化領(lǐng)域研究的多項成果。“上汽自主品牌從2007年就開始了輕量化技術(shù)和零部件的研發(fā),這保證了上汽在2015年滿足國家對乘用車平均燃油消耗的要求?!鄙掀履茉春图夹g(shù)管理部馮奇說。
據(jù)悉,2008年以前,上汽只是在已有平臺上從事零散的輕量化零部件開發(fā),而到2013年,上汽在鋁合金車身等輕量化材料和技術(shù)方面的研發(fā)投入已達(dá)數(shù)千萬元。馮奇表示,目前,上汽輕量化目標(biāo)已上升至集團(tuán)戰(zhàn)略層面,并在集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)的帶領(lǐng)下,成立了前瞻技術(shù)研究部,針對新能源、輕量化等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行深入研究,建立技術(shù)向產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的模式。
商用車是近年來東風(fēng)輕量化技術(shù)應(yīng)用的重點領(lǐng)域。早在2008年,東風(fēng)開啟了針對重型商用車輕量化技術(shù)應(yīng)用的研發(fā)工作。以東風(fēng)天龍新型牽引車為例,在應(yīng)用鋁合金油箱、塑料空濾外殼、高強(qiáng)度鋼車架、高強(qiáng)度鋼車輪以及零部件支架優(yōu)化設(shè)計等一系列措施之后,整車減重達(dá)到9.3%。劉成虎表示,未來東風(fēng)還會推出標(biāo)配全鋁合金車輪等輕量化零部件的高端重卡,以滿足市場對高品質(zhì)商用車的需求。
針對東風(fēng)銷量最好的“金霸”輕卡,東風(fēng)則采用了以塑代鋼的油箱總成、高強(qiáng)度鋼的車架和車輪、鋁合金的缸體缸蓋和變速器箱體、鋁合金的貨箱箱體,以及傳動軸軸管和蓄電池的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,使整車減重10%。
名詞解釋:
所謂汽車輕量化,是在滿足汽車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、振動噪聲、被動安全性和耐久性條件下的輕量化。通過優(yōu)化汽車結(jié)構(gòu)和零部件的用材,選擇合理的制造工藝,讓合適的材料、最優(yōu)的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸用在汽車合適的位置,充分發(fā)揮每一部分材料的承載、吸能、加剛作用,來有效減少汽車重量。
歐美日引領(lǐng)輕量化發(fā)展
在美國,2012年8月奧巴馬政府發(fā)布了2025年公司平均燃油經(jīng)濟(jì)性(CAFE)法規(guī)的最終版本。按照新法規(guī),美國市場上各車企2017-2025年款新車的燃油經(jīng)濟(jì)性平均值應(yīng)當(dāng)達(dá)到54.5英里/加侖,約合百公里4.3升油耗,比2012年車輛水平幾乎提高一倍。
在歐盟,2014年2月歐洲議會通過一項改革,從2020年1月1日起,歐盟將開始銷售獨特的新型汽車,這些汽車的二氧化碳平均排放量為95克/公里,而2015年汽車二氧化碳排放量為130克/公里。如果超過95克/公里這一標(biāo)準(zhǔn),汽車制造廠家將會受到經(jīng)濟(jì)處罰。
美國和歐盟的舉措將推動汽車原始設(shè)備制造商尋找替代材料生產(chǎn)輕型車,從而推動輕量化材料市場出現(xiàn)顯著增長。預(yù)計到2017年,全球汽車輕量化材料市場的收入有望實現(xiàn)1000億美元。
目前,美國的發(fā)展目標(biāo)是2020年在2013年的基礎(chǔ)上降重20%,25年要降重30%。為此進(jìn)行了整個組成系統(tǒng)的劃分:整個車身系統(tǒng)減重35%、底盤減重25%、動力總承15%。同時,國外從政策、科研角度及整個材料推動角度也開展了眾多輕量化研究項目。如美國百公里油耗3升,及其他計劃,都投入了大量的資金。在過去發(fā)展歷史中,汽車企業(yè)非常重視投入大量資金關(guān)注汽車輕量化技術(shù)。
福特、豐田、大眾、通用、寶馬都確定了輕量化指標(biāo),并在典型車型上都有輕量化指標(biāo)。比如福特IV150減重138公斤,采用了全鋁的骨架,而且在保持成本不變的情況下實現(xiàn)減重300公斤的水平。這對它來講是一個挑戰(zhàn),但是對全鋁的整車車身的產(chǎn)業(yè)化的角度是一個巨變。寶馬i3的電動車,在2014年已經(jīng)量產(chǎn),它的減重目標(biāo)250 公斤,要比傳統(tǒng)的電動車減17%。所以,從國家到地區(qū)到整個企業(yè)的具體產(chǎn)品,無不穿插著輕量化的技術(shù)。
鏈接:
輕量化主要材料作為傳統(tǒng)材料的高強(qiáng)度鋼在汽車輕量化的大潮中是不會被取代的。安全是汽車的重要屬性之一,先進(jìn)的高強(qiáng)度鋼在強(qiáng)度、抗腐蝕性方面具有優(yōu)越性,而且當(dāng)前高強(qiáng)度鋼的技術(shù)應(yīng)用成果顯著,能夠進(jìn)一步提高汽車的安全性、環(huán)保性和節(jié)能性。但無法否認(rèn)的是,從實現(xiàn)輕量化來講,高強(qiáng)度鋼的效果略低一些。
鋁合金、鎂合金、復(fù)合材料在汽車減重、環(huán)保方面效果顯著,但成本相對較高,在技術(shù)工藝方面也不夠成熟。鋁合金與其他材料不好連接,焊接困難只能采用鉚接,導(dǎo)致生產(chǎn)效率不高;鎂合金則耐腐蝕性差、廢品率高且存在安全生產(chǎn)問題;復(fù)合材料雖然能大大減輕整車重量和便于設(shè)計出更時尚的外形,但“高處不勝寒”,昂貴的價格讓汽車制造商望而卻步;工程塑料雖然成本較低,但與其他金屬件的連接仍是技術(shù)瓶頸,而且人們對工程塑料的安全性有疑慮,工程塑料在回收利用方面也存在問題。