6.輕量化:鋁、鎂合金應用比例提高
汽車輕量化對燃油效率提升的貢獻明顯。據工信部的油耗公告,按照不同車輛綜合工況的油耗水平擬合結果為:汽車重量每降低100千克,可節約百公里油耗約0.28升。在實際使用中,相關研究顯示:若汽車整車重量降低10%,燃油效率可提高6%-8%,減少二氧化碳排放約50克/公里;汽車整備質量每減少100千克,百公里油耗可降低0.3-0.6升。
針對車身、動力系統及底盤系統的替代材料使用是目前最主要的輕量化手段。車身、動力及傳動系統、底盤和懸掛系統是汽車整備質量上的三個最主要組成部分,分別約占整車質量的1/4左右。在保證功能和安全性的基礎上,用密度更小的材料代替原有材料,是目前最有效的輕量化手段。例如,在汽車車身和底盤結構上,汽車廠商大量應用高強度鋼等材料,在提高車身和底盤強度的同時降低了車身質量;發動機的制造利用輕質合金如鎂、鋁合金代替鑄鐵,減輕了發動機質量,同時獲得了更好的發動機性能;絕大部分車型都開始將各種輕質材料引入汽車內外飾,既提升了汽車檔次,又減少了內飾耗材和重量。
汽車車身:高強度鋼板是當前主流,碳纖維材料在F1及超級跑車中已有應用。轎車車身占轎車自重的30%,高強度鋼板厚度分別減少0.05、0.1和0.15mm時,車身減重分別為6%、12%和18%。而從成本方面考慮,一般的高強度鋼板單件均價相比普通鋼板件高10%-25%,而零件厚度可以比普通鋼板減薄10%-20%,因此在汽車上使用高強度鋼板成本基本不變。碳纖維車身質量輕、強度高,技術優勢明顯,但由于成本較高,目前仍主要應用于賽車和跑車上,例如瑞典超級跑車柯尼塞格(KoenigseggCCXR)采用了輕量化的全碳纖維車身鋼制副車架,全車凈重僅1180公斤。寶馬將碳纖維作為公司輕量化的主要技術研發方向,目前已推出的寶馬i3和i8采用了大量碳纖維材料,預計在未來1-2年內將實現純碳纖維輪轂、方向盤等部件的量產,并逐漸應用到更多車型上。