一胖毁终身，轻量化对汽车到底有多重要？

对女人而言，

世界上最动听的情话，

不是“我爱你”而是“你瘦了”！

人减肥为了变得，

更帅、更美、更健康！

汽车减重是为了，

更快、更敏捷、更省油（电）！

早在几十年前，科技还没有如今这么“黑”，油价也没有如今这么“贵”，而电动汽车远没有如今这么“热”。那时的汽车要想大卖，是要“增肥的”（此处请脑补以胖为美的唐朝），雪弗兰曾经使用结构非常复杂的悬挂和钢制车身框架来增加车身的重量以增加车辆的安全和稳定性。

车辆越重越代表安全和坚固……这样的旧思想至今还深植于一些消费者脑中。看车时，是不是总下意识的敲敲车身钢板？

车身轻量化，最早源于争分夺秒的赛车竞技，当人们发现轻量化技术可以带来更均衡的前后桥配重、更高效环保的原料利用，其优势日益显现时，各大车厂便开始将这些技术探索逐步扩展应用到了民用车上，车身轻量化也随即成为各大车企争相研究的方向和卖点。

许多消费者认为汽车轻了就意味着“车皮薄”、不耐撞。其实，真正承受撞击强度的是车皮包裹下的车架，从理论上说，汽车碰撞时的冲击能量与汽车的质量成正比。在同等条件下汽车越轻，碰撞时冲击能量越小，车身结构的变形、侵入量和乘员受到的冲击加速度就越小，汽车对乘员的保护性能越好、越安全。衡量一辆车的被动安全能力并不是看它在高强度撞击后撞击部位变形严不严重，而是看驾驶舱有没有变形，车门能不能打开。

实际上，汽车的碰撞安全性不能用车的轻重和钣金覆盖件的薄厚来简单地衡量，汽车重不等于它的碰撞安全性就一定好，反之亦然。对汽车碰撞安全性的评价，国内外都用相应的汽车被动安全性法规和标准。汽车的重量轻，只要其碰撞吸能区结构设计、选材和连接方式合理，也能达到优异的被动安全性。

“车子轻了就不安全”显然站不住脚，感官上认为车没有厚重感就觉得不安全更是错误认知。用不同材料代替传统钢材的同时，反复利用碰撞力学所设计的车架才是讨论车被动安全的关键。

如果一辆汽车要拥有5m/s2的加速度，那么需要的发动机牵引力是多少呢？

从物理公式我们知道F=ma，如果是1000kg的汽车，发动机牵引力F=5000N，加上摩擦力就是5200N，而900kg的汽车需要的发动机牵引力F=4500N+180N=4680N。

以汽油车为例：若整车重量降低10%，燃油效率可提高6%~8%；汽车整备质量每减少100kg，百公里油耗可降低0.3L~0.6L；汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%。

汽车轻量化与节能减排存在直接关联。根据相关政策，到2020年，车企平均油耗必须降低到每百公里5升。工业和信息部统计：汽车整车重量减少10%，就能节油6%到8%，油耗能够下降每百公里0.3到0.6升，氧化碳排放降低5~8克。

而对于新能源汽车而言，因为净增电池重量达到了300Kg以上，因此轻量化更是必不可少的课题。技术人员必须在现有电池能量密度的情况下，把车设计的更小更轻，从而增加电动车的续航里程，提升它的能量利用率，轻量化由此成为电动汽车发展的必由之路。

同时，合理的汽车轻量化不仅不会降低汽车的安全性，还有利于汽车安全性能的提升。首先，轻量化有助于加速性能的提高，而汽车制动时消耗的能量也与汽车质量成正比，汽车越轻，在以相同初速度刹车时，制动器要消耗的能量就越小，制动减速度就越快，制动距离越短，制动性能就会有明显改善，汽车主动安全性会变好。

一是汽车结构的轻量化优化：

通过改进汽车结构，使部件薄壁化、中空化，小型化及复合化达到轻量化目的。

二是应用高强度和轻质材料：

如应用高强度钢、先进高强度钢和超高强度钢，铝镁合金，工程塑料、纤维增强复合材料等。

三是采用先进的轻量化制造工艺技术：

如激光拼焊、辊压成形、高强钢热成形、内高压成形等先进制造技术，结构胶粘接和异种材料铆接等先进连接技术。

实际上这三方面需要密切结合在一起，才能实现在整车刚度、性能不降低的前提下的轻量化。

高强度钢、铝合金、镁合金、工程塑料、复合材料等是当前常见和应用较多的轻量化材料，而其各自也有应用的局限性：

从性能、成本等综合因素考虑，高强度钢仍是市场上受欢迎的轻量化材料。凭借较高的强度和安全性，未来，它会更多地应用在各种汽车安全件、底盘、车身结构、车身覆盖件等方面。

当前铝合金在汽车上的应用比较多，如发动机缸体、缸盖、变速器壳体、车身、底盘、散热器等，整车企业和零部件企业对铝合金的研究也比较多。随着技术的进步，铝合金在当前领域的应用肯定会越来越广，未来在底盘和车身覆盖件方面也有很大的发展潜力。

镁合金与工程塑料都面临整车厂的认识问题。镁合金当前主要应用在汽车方向盘、汽车仪表、中控支架等可覆盖的地方。基于此，未来镁合金可以在不暴露表面如车内门板、座椅支架等方面进行推广，而镁合金发动机罩盖、变速器外壳、车身结构等可在高端车上使用，迫于成本压力，中低端车要批量使用还需要继续努力。

另外，工程塑料和复合材料是汽车轻量化的首选用材。一般塑料的比重0.9-1.5%。在复合材料中，碳纤维材料具有密度低、强度高、耐腐蚀、耐高温等特性被寄予厚望。发达国家已经把汽车用塑料量的多少作为衡量汽车设计和制造水平的一个重要标志。

随着科技的发展，轻量化材料和技术是层出不穷的，汽车轻量化永无止境。而“把最好的材料用在最合适的地方”才是轻量化的最有效途径。

奇点说：

轻量化是汽车发展必须走的一步，轻量化车身不代表不安全，汽车厂商也不会因为盲目追求轻量化而不顾及用户的安全。

随着轻量化材料技术，包括设计、生产工艺、装配、连接、材料性能等的不断发展和成熟，未来基于复合材料基础上的多材料轻量化结构是汽车轻量化发展的一个明显趋势，通过不同材料，结构和制造工艺的相互结合和补充，可以简单方便地实现设计和制造的模块化，以实现所用的材料和零件功能达成最佳组合。

目前，汽车的轻量化技术还处于很不成熟的阶段，未来还有很大的发展空间。