所谓“汽车的轻量化”,就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车的整备质量,从而提高汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。实验证明,汽车质量降低一半,燃料消耗也会降低将近一半。
罗兰贝格管理咨询公司联手德国亚琛汽车工程技术有限公司发布2015年第一季度电动汽车指数称,轻量化材料的设计理念是电动汽车技术革命的主要推力。
轻量化是大势所趋
根据中国乘用车样本调查,乘用车重量降低10%,油耗降低7.5%~9%;电动汽车车重降低10%,续航里程增加5.5%。奇瑞汽车股份有限公司的资深材料工程师李军也介绍称,在新能源汽车上使用轻量化技术,车身减重10%,电耗将下降5.5%。
传统意义上来看,很多人认为,汽车轻了就意味着“车皮薄”,安全性降低,很多国人钟情于德系车的主要原因就是“德国车厚重”,有些消费者买车,喜欢打开车门或后备箱,然后用力关上,砰的一声闷响,就认为“这是好车”。
然而,轻量化一旦应用于高端车型上,就成了高科技的代名词,一些豪车品牌已经在汽车制造上应用了轻量化技术,例如,某车型采用全铝车身,减重700公斤,某车型又用某种手段,减重几百公斤,似乎也没人说不好,反而会觉得车身轻了可以降低油耗是好事。
车身部件按照功能可以大致分为两种:车身覆盖件和结构件。 所谓覆盖件就是覆盖在车身表面的部件,基本上从车外看到的部分都属于覆盖件,如车门、车顶、翼子板等等,通常起到美观和遮风挡雨的作用,一般都用厚度不超过1毫米的钢板冲压而成。平时所说的某辆车钢板的薄厚就是指这些部位。实际上这些部位对于车身强度的影响很有限,所以不能从车身覆盖件的薄厚来判断一辆车的碰撞安全性了。
有专家表示,今后的车用材料正由金属向塑料方向转化,可以预料,塑料在汽车工业上的应用将会越来越广泛,开发并使用全塑汽车已不是梦想,一个塑化的汽车工业时代即将到来。对于小型电动车来说,小型轻金属立体框架车身结构加非金属材料覆盖件的组合,将是未来的技术发展方向。
据北京汽车集团有限公司高级工程师王智文介绍,自主品牌在传统车基础上开发的电动汽车,比国外大概增加了20%的重量水平,奥迪只是增加了10%,10%之内是属于较高水平的电动车的轻量化的开发。20到30%是低水平,我们国家可能大部分或是平均水平还处在相对比较低的水平。
成本阻碍轻量化发展
在高端品牌那里,“轻量化”一词意味着豪华,比如昂贵的碳纤维材质、全铝合金材质的使用等等。因为大部分消费者对于“可望而不可及”的事物往往都抱有“敬畏”的态度。
然而在中低端品牌那里,有些厂家为了追求利润最大化,削薄车身材料,减少不是很必要或者不容易被发现的配置,导致的车身自重轻,引发消费者的疑虑。因此,一些中低端品牌标榜“轻量化”技术时,就会会被骂减配。
传统汽车不那么追捧轻量化主要原因就是成本问题,汽油车每增加一公里续航里程,只需要加大油箱容积,其成本也就是在在油箱上增加一点铁皮或者一圈塑料,几乎可以忽略不计。通过轻量化来实现,则要付出不成比例的成本,一台为了轻量化的汽车,成本可能增加了10万元。
对主机厂来说,如果现在投入轻量化的生产技术,门槛是很高的,毕竟轻量化是一个比较新的生产方式,包括从生产到组装、焊装、涂装等很多方面很多的技术都要改变。
电池问题是关键
与传统车相比,电动车的轻量化更为重要,因为电动车除了减轻车身重量外,还有在一定续航里程下的电池可以减轻重量,而电池正是电动车里最昂贵的成本部分,因此,使用替代钢板的新材料和新技术所增加的成本,需要用大幅度地减少电池的用量来平衡。
罗兰贝格咨询公司合伙人沃尔夫冈?伯恩哈特指出,“近几年,德国的汽车制造商投入大量资金进行电动汽车研发,在技术层面上达到很高的水平,这使他们有能力在高端车型中进行电动汽车的大批量生产,但是他们仍然受到电池成本和重量问题的困扰。”
其实,同样的问题也存在于中国的电动汽车行业中。鉴于中国汽车行业起步晚,电动汽车和混合动力汽车的技术和市场仍需完善的现状,为缩小与世界一流企业的差距,中国电动汽车的发展仍然任重道远。对中国市场来说,电动汽车和混合动力汽车本身的环保优势尤为可贵,政府也欲通过新一轮鼓励政策刺激电动汽车市场的发展。这对企业而言是一个极大的利好因素。
业内专家建议,长远规划之外,汽车企业眼下的当务之急是研发出更成熟、经济的关键技术。轻量化材料的设计理念是电动汽车技术革命的主要推力,大幅减轻车体的重量才能抵消电池增加的重量。但时至今日,电动汽车的初期设计、模块化系统和材料应用仍没有突破传统汽车的模式。
亚琛的高级工程师马库斯·托内斯对此解释道:“模块化系统使汽车生产商能够大批量低成本地生产汽车配件,但是电动汽车要比传统汽车重大概10%到30%,这就拉低了电动汽车的效能。汽车生产商应该着力于开发像碳纤维强化塑料和铝合金这样的替代材料。”
延伸阅读:汽车轻量化产品受益于新能源汽车
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