2016年汽车轻量化市场调研分析报告.pdf

二、为什么要轻量化——理由二：轻量化可以带来更好的驾驶感和安全性 汽车减重可以给汽车带来更好的加速性能和制动性能。轻量化与油耗、驾驶性能 的关系： 1）实际油耗：整备质量每减重100kg，油耗降低0.4L/100km； 2）加速性能：整备质量每减重100kg，0-100km/h 加速性能提升8-10%； 3）制动性能：整备质量每减重100kg，制动距离缩短2-7m。 根据欧洲铝业协会的研究，汽车整车每减重100kg，油耗降低0.4L/100km；同时， 轻量化还可以使消费者获得更快的加速性能，使消费者的驾驶感更强，而且轻质后汽 三、为什么要轻量化——理由三：新能源汽车对于轻量化的需求更强烈 2015 年累计生产新能源汽车37.90 万辆，同比增长4 倍。其中，纯电动乘用车生 产14.28 万辆，同比增长3 倍，插电式混合动力乘用车生产6.36 万辆，同比增长3 倍； 纯电动商用车生产14.79 万辆，同比增长8 倍，插电式混合动力商用车生产2.46 万辆， 同比增长79%。预计到2020 年产量有望达200 万辆，年复合增长率约为40%。 图表1：新能源汽车月度销量（2014/01-2016/02） 来源：工信部，北京欧立信咨询中心 轻量化可以帮助新能源汽车增程和降低成本。根据欧洲铝业协会调查，如果在新 能源汽车上使用轻量化技术，车身减重10%，电耗下降5.5%，续航里程可增加5.5%。 在相同续航里程情况下，尽管全铝车身成本较高，但由于节约电池成本，使全铝电动 车更具有价格优势。例如，大众Golf 电动车通过采用全铝车身不仅可以减重187kg， 同时总成本降低635 欧元，直接给车企和消费者带来经济效益。因此，通过轻量化来 提高能量使用效率对电动汽车来讲尤为重要。 表格1：大众Golf 铝合金使用效果前后对比 来源：EAA ，北京欧立信咨询中心 第二节 铝合金引领汽车轻量化 铝合金是短期内最有可能大规模使用的轻量化材料。实现轻量化有两种途径：一 方面，通过设计优化的途径使结构紧凑，实现减积减重；另一方面，通过使用更轻质 的材料。目前仅通过设计优化已经很难达到国家越来越严格的燃油排放标准，所以轻 质材料的使用就成了轻量化的必经之路。主要的轻量化材料有铝合金、镁合金和碳纤 维。由于铝合金的金属性能优越，加工工艺成熟，是短期内最有可能大规模使用的轻 质材料。 一、铝合金——地壳含量最多的轻金属 铝合金是地壳中含量最多的金属元素。单纯从密度的角度分析，铝以及铁的密度 分别是2.70 以及7.86g/cm3，可以看出铝的轻量化效果是非常明显的。铝在地壳中的 平均含量为7.47%，是含量最多的金属元素，而且铝合金的回收率达到80%，是对环境 完全无害的绿色材料。 低密度让铝合金比合金钢更具优势。提到铝合金与合金钢，大部分人会想到铝合 金太软不安全。汽车用钢与汽车用铝的弹性模量、抗拉强度、密度、泊松比以及剪切 模量如下表所示。弹性模量是衡量单位尺寸材料刚度的物理量，抗拉强度是材料破坏 前所受的最大载荷，铝合金在强度和刚度明显要低于钢板，也就是常说的，铝要软一 些。但是铝合金是可以通过加厚和优化设计来使强度和刚度达到与钢板一样的水平。 由于铝合金的密度要远远低于钢板，所以即便是增加厚度后，铝合金构件的减重效果 仍然很明显。 表格2：钢铝性能对比 欧咨网作为北京欧立信信息咨询有限公司旗下运行的数据库，拥有各行业丰富的 数据报告资源，价格优惠，各种套餐供您选择。电话：肆零零壹壹肆捌壹壹陆，欢迎 各位浏览下载！ 来源：公开资料，北京欧立信咨询中心 同刚度下，铝合金减重效果可达50%。对于汽车安全来讲，弯曲刚度、扭转刚度与 结构强度是很重要的参数。在相同的弯曲刚度下，铝件与钢件的厚度比与重量比依次 为：1.4 和0.5。这说明铝构件要比比钢构件厚40%才能达到相同的弯曲刚度，但是即 便是厚度增加40%，重量依然降低50%，而关于结构强度和扭转刚度的对照如下表所示。 镁合金和碳纤维比铝合金有更好的减重效果，但是由于铝合金的成本相对较低，而且 铝合金的板材加工工艺、铸造工艺和不同的连接技术相当成熟，短期内汽车铝合金最 有可能快速规模化。 表格3：相同的性能参数下，铝合金和钢的厚度比与重量比 来源：EAA ，北京欧立信咨询中心 二、铝合金可以让汽车更瘦更安全车身成为主要轻量化部件 铝合金在汽车中的使用量高达540kg，可使汽车减重40%。根据欧洲铝业协会（E