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多元材料或是汽车轻量化必然选择

浏览次数: 日期:2015年12月2日 16:37

  “多元材料(Multi-Material)化”是在汽车车身中组合使用多种材料的技术,尤其是车身骨架及外壳除了原来的钢铁材料之外,还结合使用铝、镁、CFRP(碳纤维增强复合材料)等轻质材料的技术。
    如果根据不同位置恰当地采用多种材料,就能使车身重量比仅仅使用钢铁时大幅减轻。
    这种技术需要面对轻质材料成本难题。轻质材料的原材料费用往往高于钢铁,而且,如果像焊接钢铁材料一样采用普通焊接方法,是无法焊接异种材料的。
    要用异种材料组装车身,需要开发出特殊的焊接技术,工厂生产线也需要进行新的设备投资。因此,多元材料化技术此前仅应用在一部分高档车上。
    有统计显示,汽车每减重10%,燃效就可提高6-8%。像镁合金、碳纤维复合材的减重效果比较明显。
    全球汽车业界目前都在加紧开发多元材料化技术,该做法可以提高内燃机燃效,并减少温室气体排放。
    奔驰C级通过采用这种技术使白车身(涂装前的车身)的重量比上代车型减轻了约70kg。由此,燃效最多可提高30%以上。
    近几年采用多元材料化技术的车企越来越多,尤其是欧美厂商。
    除了戴姆勒,德国宝马2013年11月在欧洲推出了EV“i3”,该车的大部分车身采用了CFRP。美国福特汽车则为最畅销的皮卡车型“F-150”的 2015年款配备了全铝车身。英国捷豹·路虎2015年春季在欧洲推出了“XE”,铝材在该车的白车身表面积中所占的比例高达约75%。
    据了解,今后欧洲各国及美国等发达国家,以及新兴市场国家的尾气规定会越来越严格。
    比如欧盟法律规定,目前新登记车辆尾气排放CO2的上限是平均每公里130克;到2021年,欧盟范围内所销售新车平均碳排放不得高于95克/公里,到2025年有望将汽车碳排放控制在每公里68-78克。
    中国2015年允许汽车厂商每公里排放的CO2(销售车辆的平均值)为160g,2020年CO2排放约为120g,到2025年只有116g。
    调查显示,到2020年,汽油车的车身重量需要比2014年减轻12%,到2030年则需要减轻37%,欧美所设立的减排目标才能达成。
    综合各种因素表明,只有采用多元材料,各国才更容易达成汽车轻量化远期减排目标。尽管汽车制造商面临的压力很大,大面积使用轻量材料存在着种种不足和制约,但它是未来汽车材料应用的必然方向。

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