1.1.2 汽车轻量化技术

1.1.2.1 什么是轻量化技术？

随着节能减排需求的日益增加，汽车这一能耗大户必须做出改变。汽车节能减排的技术有很多，比如新能源的应用、发动机改造等，当然还有轻量化技术。

生活中，一个人的体重增加时，他日常的生理消耗会增加，饭量往往也会增大。汽车跟人也是一样的，当一辆车负重前行时，它的油耗也会更多。因此一个轻盈的身体是汽车设计的发展趋势（图1-15）。

图1-15 2015年福特F-150推出了全铝车身款，其车重同现款车型相比降低了220～320kg，燃油经济性提升20%

大量研究表明，汽车重量减轻1%，油耗可降低0.7%；汽车重量减轻100kg, CO₂排放量可减少约5g/km。

如此一来，汽车厂商自然会修炼“减肥术”。

轻量化技术是指汽车在保持原有的行驶安全性、耐撞性、抗振性以及舒适性等性能不降低，且汽车本身造价合理的前提下，通过采用轻量化材料、结构优化、零部件精简等手段，有目标地减轻汽车自身的重量，从而提高动力性、减少燃料消耗、降低排气污染。

轻量化材料是实现汽车轻量化的关键，如高强度钢材、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料等。这些材料相比传统的钢铁材料具有更高的强度和刚度，同时重量更轻。如图1-16所示的蔚来ES8，是其首个独立研发量产的轻量化全铝车身平台。在车身最关键的传力路径和承载部位上，ES8也使用了高性能铝材。这使得ES8全铝车身上铝材的使用率高达96.4%，成为当时全球量产的全铝车身中铝材应用量比例最高的车型。

图1-16 蔚来ES8全铝车身

结构优化是通过重新设计汽车的整体结构来实现轻量化，在保证结构强度和刚度的前提下，通过减少材料使用量和优化零部件布局，达到减轻整车重量的目的。

零部件精简则是通过重新设计和整合汽车的零部件来减轻重量。通过采用更紧凑的设计、材料代替、功能整合等方式，减少零部件数量和重量，进而减轻整车重量。

汽车轻量化技术的应用可以带来多个好处：提高燃油经济性，减少碳排放；提升动力性能和操控稳定性，提高行驶的安全性；延长电动汽车的续驶里程；减少材料的需求和生产成本，促进可持续发展等。

总体而言，汽车轻量化技术是汽车产业追求更高效、环保和可持续发展的重要方向，也是现代汽车工程中的研究热点之一。