1汽车轻量化的必要性
当前国内外轻量化的研究方法主要是对新能源汽车进行轻量化方面的研究和设计，保证新能源汽车发展更加快速，可以满足当前人们出行的需求。另外就是对当前的新型材料进行研究，将这些材料应用到新能源汽车当中，探索合金以及碳纤维等新型材料是否可以保证新能源汽车的轻量化关键技术完善。最后就是制造厂商通过自己较为先进的研究工艺保证新材料加工而成的轻量化结构用材。当前世界的统一观点为轻量化是解决当前汽车节能减排的最有效措施，也是当前汽车工业追求可持续发展的趋势。汽车的整体质量减少10%，汽车的油耗也会减少6%～8%，同时也会减少二氧化碳和其他氮化物等有害物质的排放，这样可以很大程度提升环境作用。当前传统燃油车轻量化研究已经取得了一定的成果，新能源汽车轻量化可以在传统燃油汽车研究的基础上进行新能源汽车轻量化的研究。新能源汽车的轻量化可以保证提升自身的动力性，来解决自己的续航问题，也平衡自身的轻量化材料成本。
轻量化同样对电动车（包括插电式混合动力车）有良好的节能效果。减重10%和15%分别可以达到6.3%和9.5%的电能消耗。随着为新能源汽车行业的发展，由于车身重量是目前限制电动汽车续航能力的主要因素之一，因此未来新能源汽车将成为汽车轻量化行业提供新的发展方向。
2当前新能源汽车轻量化的关键技术
在汽车塑料使用中，热塑性增强聚丙烯（LFT）塑料是用量最大的一种材料，几乎占据了汽车塑料总用量的55%。如今，汽车业所用的热塑性增强聚丙烯（LFT）塑料也正在快速向专用材料的高性能、多样化的方向发展，并且有逐步取代聚氯乙烯（PVC）、丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物（ABS）和相关工程塑料的趋势。
热塑性增强聚丙烯（LFT）主要是加入一定比例的PP和玻纤、色母粒、无机填料等材料之后，再混炼加工而成的。当前，汽车业中热塑性增强聚丙烯（LFT）材料的主要研究方向是低散发、抗刮擦和长玻纤等。
汽车轻量化作为一个系统化的工程，并不是简单地针对某个零件的单独减重，局部重量的变化在很大程度上会影响汽车的其他部位，因此汽车轻量化是指在汽车制造过程中集设计、制造、材料技术等一起的系统性工程。
在对汽车进行轻量化设计时，需要结合考虑三个方面的因素：车身结构安全、刚度分析、轻量化系数。（《汽车轻量化技术的应用现状及主要途径分析》）
（1）车身结构安全
汽车车身和内外饰轻量化的前提是汽车安全性、车身刚度、疲劳耐久性、操控稳定性和振动舒适性等满足要求。车身结构安全的目的在于保护车内乘员的安全，属于汽车的被动安全范畴，车身结构的安全性能将直接影响到汽车是否能满足正面碰撞、侧面碰撞、后面碰撞、翻滚和低速碰撞等这些被动安全要求。
目前各国汽车被动安全法规有：欧洲法规体系(ECE/EEC)和美国联邦机动车法规体系(FMVSS)。我国强制性汽车被动安全标准(GB)主要是参考欧洲法规体系。
（2）刚度分析
车身整体刚度指的是车身受到外界施加的载荷和在施加载荷之后白车身产生的变形量之间的关系。车身刚度反映了如何在满足车身装配和使用要求的前提下来控制车身结构各个部位的变形量，所以如果车身刚度设计不合理，就会造成车身振动频率的降低，从而导致整车的乘坐舒适性、使用寿命和碰撞安全性、NVH 性能等达不到设计的要求。现代车身的设计都是尽可能降低车身质量的前提下，最大程度的提高汽车车身刚度。
（3）轻量化系数
车身轻量化系数L（Light Weight Index）是目前被汽车行业接受度较大的一个评价车型轻量化的指标。轻量化系数L 值越小，表示车身轻量化做得越好。车身轻量化系数的计算公式如图11 所示，其中L为轻量化系数、CT为带有挡风玻璃的车身静态扭转刚度、m 为不带四门两盖的白车身骨架质量、A 为车身四轮间投影面积。
由轻量化系数L 的计算公式可以知道，要减小车身轻量化系数，可以通过提高刚度或降低白车身的质量来实现。目前汽车轻量化技术主要分为3 个方面：结构优化设计、轻量化材料应用和采用先进制造工艺。其中，采用轻量化的替代性材料是业内普遍认同且前景最为可观的轻量化技术。目前采用的轻量化材料主要有高强度钢、铝镁合金、改性塑料和复合材料。
低强度钢材指的是强度小于201MPa 的钢材，而高强度钢材主要指的是强度在201MPa－550MPa 之间的钢材，超强度钢材指的是强度大于550MPa 的钢材。在汽车制造工作中，钢材料是使用较多的材料，也是汽车结构主要构成部分，在强度相同的情况下，采用高强度钢材能够有效的减轻汽车制造所使用钢板的厚度，能够从根本上减轻汽车自身的重量，这样可以有效减小轻量化系数L。
相对于钢而言，铝合金的比重仅为其30%为2.68g/cm3。当弯曲刚度相等时，减重潜能为49%；当弯曲强度相等时，其减重潜力为38%。当前其主要的应用形式有以下几种：汽车悬架支架、车轮等结构件所用的铝合金锻件；车身壳体、发动机缸盖等模具铸造件；车身结构等铝合金基拉拉伸件；车厢、覆盖件、盖板等轧制板材；壳体、强度较高的小型铸造件。
镁的比重比铝合金的比重更小，仅为钢的1/4为1.74g/cm3，其轻量化应用潜力巨大。当前汽车零件制造对于镁合金的使用已经非常广泛，仪表盘骨架、座椅骨架等60 余种零件都是由镁合金制造而成。
改性塑料和复合材料相比金属材料具有更低的密度和更高的比强度，目前常见的改性塑料和复合材料主要有改性PP、改性PVC、改性PE、纤维复合材料、金属基复合材料、热塑性树脂复合材料等。改性塑料早期主要应用于汽车的内外装饰，随着纤维增强塑料的应用，如今已经应用到了汽车的结构件上，特别是热塑性增强聚丙烯（LFT）技术的发展，使得基于改性塑料和复合材料的汽车轻量化整体解决方案成为可能。
当前国内外轻量化的研究方法主要是对新能源汽车进行轻量化方面的研究和设计，保证新能源汽车发展更加快速，可以满足当前人们出行的需求。另外就是对当前的新型材料进行研究，将这些材料应用到新能源汽车当中，探索合金以及碳纤维等新型材料是否可以保证新能源汽车的轻量化关键技术完善。最后就是制造厂商通过自己较为先进的研究工艺保证新材料加工而成的轻量化结构用材。当前世界的统一观点为轻量化是解决当前汽车节能减排的最有效措施，也是当前汽车工业追求可持续发展的趋势。汽车的整体质量减少10%，汽车的油耗也会减少6%～8%，同时也会减少二氧化碳和其他氮化物等有害物质的排放，这样可以很大程度提升环境作用。当前传统燃油车轻量化研究已经取得了一定的成果，新能源汽车轻量化可以在传统燃油汽车研究的基础上进行新能源汽车轻量化的研究。新能源汽车的轻量化可以保证提升自身的动力性，来解决自己的续航问题，也平衡自身的轻量化材料成本。
轻量化同样对电动车（包括插电式混合动力车）有良好的节能效果。减重10%和15%分别可以达到6.3%和9.5%的电能消耗。随着为新能源汽车行业的发展，由于车身重量是目前限制电动汽车续航能力的主要因素之一，因此未来新能源汽车将成为汽车轻量化行业提供新的发展方向。
2当前新能源汽车轻量化的关键技术
在汽车塑料使用中，热塑性增强聚丙烯（LFT）塑料是用量最大的一种材料，几乎占据了汽车塑料总用量的55%。如今，汽车业所用的热塑性增强聚丙烯（LFT）塑料也正在快速向专用材料的高性能、多样化的方向发展，并且有逐步取代聚氯乙烯（PVC）、丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物（ABS）和相关工程塑料的趋势。
热塑性增强聚丙烯（LFT）主要是加入一定比例的PP和玻纤、色母粒、无机填料等材料之后，再混炼加工而成的。当前，汽车业中热塑性增强聚丙烯（LFT）材料的主要研究方向是低散发、抗刮擦和长玻纤等。
汽车轻量化作为一个系统化的工程，并不是简单地针对某个零件的单独减重，局部重量的变化在很大程度上会影响汽车的其他部位，因此汽车轻量化是指在汽车制造过程中集设计、制造、材料技术等一起的系统性工程。
在对汽车进行轻量化设计时，需要结合考虑三个方面的因素：车身结构安全、刚度分析、轻量化系数。（《汽车轻量化技术的应用现状及主要途径分析》）
（1）车身结构安全
汽车车身和内外饰轻量化的前提是汽车安全性、车身刚度、疲劳耐久性、操控稳定性和振动舒适性等满足要求。车身结构安全的目的在于保护车内乘员的安全，属于汽车的被动安全范畴，车身结构的安全性能将直接影响到汽车是否能满足正面碰撞、侧面碰撞、后面碰撞、翻滚和低速碰撞等这些被动安全要求。
目前各国汽车被动安全法规有：欧洲法规体系(ECE/EEC)和美国联邦机动车法规体系(FMVSS)。我国强制性汽车被动安全标准(GB)主要是参考欧洲法规体系。
（2）刚度分析
车身整体刚度指的是车身受到外界施加的载荷和在施加载荷之后白车身产生的变形量之间的关系。车身刚度反映了如何在满足车身装配和使用要求的前提下来控制车身结构各个部位的变形量，所以如果车身刚度设计不合理，就会造成车身振动频率的降低，从而导致整车的乘坐舒适性、使用寿命和碰撞安全性、NVH 性能等达不到设计的要求。现代车身的设计都是尽可能降低车身质量的前提下，最大程度的提高汽车车身刚度。
（3）轻量化系数
车身轻量化系数L（Light Weight Index）是目前被汽车行业接受度较大的一个评价车型轻量化的指标。轻量化系数L 值越小，表示车身轻量化做得越好。车身轻量化系数的计算公式如图11 所示，其中L为轻量化系数、CT为带有挡风玻璃的车身静态扭转刚度、m 为不带四门两盖的白车身骨架质量、A 为车身四轮间投影面积。
由轻量化系数L 的计算公式可以知道，要减小车身轻量化系数，可以通过提高刚度或降低白车身的质量来实现。目前汽车轻量化技术主要分为3 个方面：结构优化设计、轻量化材料应用和采用先进制造工艺。其中，采用轻量化的替代性材料是业内普遍认同且前景最为可观的轻量化技术。目前采用的轻量化材料主要有高强度钢、铝镁合金、改性塑料和复合材料。
低强度钢材指的是强度小于201MPa 的钢材，而高强度钢材主要指的是强度在201MPa－550MPa 之间的钢材，超强度钢材指的是强度大于550MPa 的钢材。在汽车制造工作中，钢材料是使用较多的材料，也是汽车结构主要构成部分，在强度相同的情况下，采用高强度钢材能够有效的减轻汽车制造所使用钢板的厚度，能够从根本上减轻汽车自身的重量，这样可以有效减小轻量化系数L。
相对于钢而言，铝合金的比重仅为其30%为2.68g/cm3。当弯曲刚度相等时，减重潜能为49%；当弯曲强度相等时，其减重潜力为38%。当前其主要的应用形式有以下几种：汽车悬架支架、车轮等结构件所用的铝合金锻件；车身壳体、发动机缸盖等模具铸造件；车身结构等铝合金基拉拉伸件；车厢、覆盖件、盖板等轧制板材；壳体、强度较高的小型铸造件。
镁的比重比铝合金的比重更小，仅为钢的1/4为1.74g/cm3，其轻量化应用潜力巨大。当前汽车零件制造对于镁合金的使用已经非常广泛，仪表盘骨架、座椅骨架等60 余种零件都是由镁合金制造而成。
改性塑料和复合材料相比金属材料具有更低的密度和更高的比强度，目前常见的改性塑料和复合材料主要有改性PP、改性PVC、改性PE、纤维复合材料、金属基复合材料、热塑性树脂复合材料等。改性塑料早期主要应用于汽车的内外装饰，随着纤维增强塑料的应用，如今已经应用到了汽车的结构件上，特别是热塑性增强聚丙烯（LFT）技术的发展，使得基于改性塑料和复合材料的汽车轻量化整体解决方案成为可能。
