鉅大LARGE | 點擊量：530次 | 2019年05月23日
新能源汽車想要跑的“持久”的關鍵是什么
編者按
汽車行業正在發生結構性變化，正在經歷新能源汽車對傳統燃油車的替代中，2017年，傳統燃油車產銷約3900萬輛，其中新能源產銷約77萬輛。據計算，到2030年，汽車年產銷約達到3500萬輛，屆時新能源汽車將達到約1700萬輛。依上述數據計算，未來12年，新能源汽車產銷年均復合增長率(CAGR)為29%。
相關研究得出，重量的減輕直接意味著續航里程的增加。純電動汽車整車重量若降低10kg，續駛里程則可增加2.5km。提升電動汽車的續駛里程，除了加強電池和驅動系統外，與車身輕量化的程度也是密不可分的，而車身輕量化最明顯的特征就是材料的選擇。目前，應用于新能源汽車的輕量化材料主要有高強度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維等幾種。
下面就對幾種輕量化材料的特性及應用做出梳理，供大家參考。
1.輕量化材料——高強度鋼
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
應用于新能源汽車領域的高強度鋼根據強化機理的不同，可分為普通高強度鋼和先進高強度鋼，先進高強度鋼延塑性更好，在滿足工藝性能的同時也具有更高的輕量化潛力。
目前，國際主流車型的高強度鋼占車身的比例已達70%以上，其中自主品牌中高強鋼的應用已達45%。據了解，中國是高強度鋼應用最普遍的國家，車身使用比例接近50%，預計未來可高達60~65%。但超高強度和先進高強度鋼大幅落后，目前使用比例僅有5%，預計未來將有3倍提升空間。
業內專家認為，在抗碰撞性能、加工工藝和成本方面，高強度鋼相比鋁、鎂合金具有明顯的優勢，能夠滿足減輕汽車質量和提高碰撞安全性能的雙重需要。從成本與性能角度看，是目前滿足車身輕量化、提高碰撞安全性的最佳材料。
2.輕量化材料——鋁合金
鋁的密度僅有鋼鐵的1/3，導熱性卻比鐵高出3倍多。最值得一提的是，鋁代替鋼的結構設計優化可以實現二次減重，減重效果為50%~100%。相關研究表明，汽車使用1kg鋁可替代自重2.25kg的鋼材，減重比例高達125%，整個使用壽命周期內可減少廢氣排放20kg。由此可見，鋁合金憑借其高強度、可循環性、耐腐蝕、密度低等優質性能成為汽車減重首選材料。鋁材在汽車上的使用量將快速增長，汽車用鋁進入黃金期。
3.輕量化材料——鎂合金
鎂密度小，甚至比鋁輕1/3，其比強度(抗拉強度與密度之比值)較鋁合金高，導熱性好。另外，鎂合金尺寸穩定性好，易于回收，具有良好的切削加工性和減振性。
眾所周知，中國鎂的產量占全球大約75%以上，讓新能源車實現車身輕量化帶來了方便。中國汽車工程學會做了一個節能與輕量化路線圖，預計在未來10年左右，鎂應用在高端車上能突破100公斤/每輛，在普通車上面能夠突破20公斤/每輛。
國內目前已有多家公司試制鎂合金車身，更有專家認為，鎂合金車身可能會成為汽車輕量化的主流車身材質。
4.輕量化材料——碳纖維
碳纖維力學性能優異，密度不到鋼的1/4，抗拉強度卻是鋼的7~9倍，是唯一一種在2000℃以上的高溫惰性環境中強度不下降的物質。
未來幾年我國碳纖維需求量將進入快速增長期，預計到2020年國內碳纖維的需求將達25000噸，年均增長速率約15.5%。而工業領域的需求上升將更為突出。
這場由新材料、新工藝和新設計驅動的汽車工業革命，也將會隨著新能源汽車的普及，進而深層次的影響全球汽車產業的格局。隨著輕量化材料技術的不斷進步，它將為新能源汽車的發展帶來更多的可能性。
隨著家庭平均汽車保有量的迅速增長，汽車給整個社會帶來的能源、環境、交通和安全方面的壓力日益增大。盡管汽車在輕量化、電動化、排放控制技術和安全技術方面已經有了長足的進步，尤其是近幾年互聯網和通信技術在汽車的獨立駕駛與智能化方面提供了極大的發展和創新的空間，但諸多的發展也給汽車產業帶來了無限的挑戰。
