隨著近年來車輛輕量化的理念深入人心,高強度鋼、鋁合金等輕量化材料越來越多地應用在專用車上,特別是新GB1589實施以及後續多部委聯合開展的限載限超治理行動後,專用車輕量化的大趨勢更加明顯。
我們知道,汽車減重不僅減少了油耗,也減少了二氧化碳排放量。車重若能減掉一半,二氧化碳排放量將減少13%。同時,氮化物、硫化物等有害物質的排放也會隨之減少。當然,輕量化並不是通過簡單的減配實現的,而是在保證汽車強度和安全性能不受影響的情況下,通過先進的設計方法、外觀和結構改進、零部件替換或使用新材料等,最大限度地減輕整車重量。
也就是說,量產車輕量化必須以汽車整體品質、性能和造價不變甚至優化為前提,手段是採用新材料、新工藝或新設計。這就增加了難度。寶馬一直致力於汽車輕量化的研究,在新材料使用方面取得了不錯的成績。其第一款實現量產的採用碳纖維車身設計的新能源汽車i3,整備質量僅為1224千克,比設計之初減輕了250~350千克,很大程度上彌補了電池增加的重量。雖然該車的創新設計頗受好評,但由於碳纖維材料造價昂貴,拉高了整車的售價,因而市場表現並不是很理想,叫好不叫座。
事實上,尋找不到便宜而性能卓越的替代材料,是目前汽車輕量化道路上最難的關口之一。相比較而言,通過創新設計優化結構提高材料利用率,更容易達到減重的目的。湖南大學科研團隊利用拓樸學的原理對汽車骨架進行優化設計,已經取得突破性的成果。據悉,其研製的第二代樣車實現了比第一代純電動汽車整備質量減重18.5%,白車身骨架質量由120千克減為90千克,減重超過20%,實現了通過車身減重來降低電池成本的目標。而奇瑞搭建LFS平台的著眼點,也是通過全新的架構設計和平台化的整車系統設計,內在、隱性地減冗去繁,從而達到輕量化的目的。
新設計、新工藝雖相比新材料容易實現減重,但要掌握一種新方法,前期投入的研發成本也非常大。而一旦涉及錢的問題,對於企業而言就都成了難事。目前我國在汽車輕量化方面與國外先進水平存在較大差距,除了起步較晚,缺乏經驗,更大的問題還在於大多數企業都捨不得下本。一考慮到採用新型輕量化材料或新設計、新工藝,就意味著對傳統生產設備、已有生產線的改造或重建,需要投入大量人力、財力,許多企業就會猶豫不決,望而卻步。
看來,汽車輕量化道路上的根本性障礙,不是材料和技術,而是觀念。所以,汽車要實現輕量化,企業造車觀念第一個得減重。除了要突破固有思維模式,不斷接受產品結構創新、新材料應用、新工藝及整個開發流程創新的變革理念,還要學會捨得辯證。敢於以下成本的投入研發之「舍」,換取輕量化技術之「得」。我們期望奇瑞小螞蟻的上市成功能夠成為一個正向示範,引導更多的企業放下包袱,大膽走上汽車輕量化之路。
汽車減重顯然能帶來很多的好處,但從目前的市場表現來看,我國的輕量化技術起步較晚,缺乏經驗,仍未建立起完善的產業鏈。
作為國內在鋁車身技術方面遙遙領先的品牌,對於汽車輕量化之路的經驗,奇瑞捷豹路虎公司常務副總裁陳雪峰在接受記者採訪時提到,他們也曾面臨過三大難題。
一是模具的開發,考慮到成本和供應商的問題;二是材料變化後引起的一系列技術轉變,例如鋁材質車身的連接需要採用鉚接技術,所有鉚槍和鉚釘的參數都需要重新測定和調整;三是重建產品的質量管理和後期維修保養體系,因為材質的變化,之前的檢測方式和合格標準都不再適用。
有業內人士就表示,輕量化技術的實現,考驗著企業技術設備和零部件供應體系的成熟度,也要求著新的保養和維護體系,以目前國內的情況來看,還是一片有待深入發掘的市場。
從供應商的角度來看,無疑就是帶動了新材料企業的發展。張寧在會上表示,使用新型材料對於小型車企來說可能會有較大的成本負擔,但對於中高端的車型,使用鋼、鋁、鎂、碳纖維等複合材料進行多種技術複合,來達到車身輕量化的目的是可行的。
而她提到的這些複合材料,在汽車應用方面的空間都是巨大的,甚至有證券分析師對記者表示,這將有利於推升鎂鋁合金、全鋁合金等輕型合金的需求量,帶動輕量化材料企業的發展。
他提到,根據節能與新能源汽車技術路線圖來看,到2020年,我國的汽車用鋁合金板需求量有望達到100萬噸,而汽車用鎂合金的需求有望達42.6萬噸。
工業和信息化部材料司副司長潘愛華在接受記者採訪時也指出,目前我國的車企和材料企業的融合度不夠,互相沒有熟悉彼此的發展狀況和需求,也就沒有形成良好的互動。他表示,接下來會鼓勵產業鏈上下游合作,使得材料和汽車企業能夠建立聯盟推動融合。