汽车轻量化技术发展路线及轻量化材料应用现状

《节能与新能源汽车技术线路图》是由工信部装备司委托，中国汽车工程学会组织500多位行业专家历时一年研究编制。线路图中指出轻量化技术的发展目标是到2030年实现整车较2015年减重35%，高强度钢应用比例大幅增加，单车用铝量超过350kg，单车用镁量超过45kg，碳纤维使用量占车重5%。

汽车轻量化技术发展的总体思路：
阶段一（2016—2020年）：重点发展先进高强度钢技术，实现强度在600MPa以上的先进高强度钢在汽车应用比例达到50%；
阶段二（2021—2025年）：重点发展第三代汽车钢和铝合金技术，实现钢铝等多种材料混合车身、全铝车身的大范围应用，实现铝合金覆盖件和铝合金零部件的批量生产和产业化应用，第三代汽车钢应用比例达到白车身重量的30%；
阶段三（2026—2030年）：重点发展镁合金和碳纤维复合材料技术，解决镁合金及复合材料循环再利用问题，实现碳纤维复合材料混合车身及碳纤维零部件的大范围应用。

轻量化材料主要有高强度钢、铝合金、镁合金和碳纤维，其减重效果及性能依次增强，成本价格也依次升高。

轻量化材料应用现状：
一、高强度钢：屈服强度高、抗承载能力强，主要用在汽车的结构件、安全件和加强件等，其性价比较高，但因其轻量化程度有限，目前多为过渡选择，后期或将逐渐被更有优势的轻量化材料替代；
二、铝合金：主要用在汽车上的车轮、动力系统和悬架系零部件，目前各部位铝合金的渗透率正不断提高，单车用铝量超110kg，有望成为中短期汽车轻量化主流材料；
三、镁合金：主要用在壳体类零部件和支架类零部件，其质量更轻、性能更优、可100%回收，目前我国单车用镁量仅为1.5kg，随着工艺逐渐成熟，镁合金在汽车领域潜力巨大；
四、碳纤维：碳纤维是汽车轻量化最理想的材料，其性能优势相当明显，但限于产量不足，价格成本昂贵，目前仅用于高端豪华车型上。