汽车轻量化技术需求趋势分析

首讲

：

轻量化的

诉求

背

景

1.

全球环保法规趋严，

“双碳” 标的下汽车业界节能减排紧迫性

2.消费者对汽车性能、续航等等要求拉升，轻量化技艺成为要害突破口

3.

轻量化的现况

1）轻量化已成公司降本增效的要害技艺

2）各种高性能材料被广泛开发运用

3）政策以及业界法规日趋向轻量化、智能化倾斜

次讲、

汽车轻量化技艺的

解读

一

、

轻量化概

念拆解

1.

轻量化定义：在确保汽车安全和性能前提下，降低整车质量。

2.

意义阐述：

--

节能减排：降低燃油车油耗，执行层面，减少尾气排放

；

材料降低碳排，拉升出海机会

拉升新能源车续航，降低电池成本和日常损耗。

--性能拉升：改进加速、制动、操控稳定性等等。

--降本诉求

二

、

汽车轻量化

演进历程

1.

萌

芽阶段：早期赛车领域初步探索，追求速度和操控，尝试减轻车身重量。

2.

演进阶段：

环保和节能诉求驱动下，渐次运用于普通汽车，材料和技艺

持续革新。

3.

现况剖析：当前汽车

轻量化在全球汽车业界的普及程度、运用广度和深度。

三，汽车轻量

化技

术

全景洞察

（一）材料轻量化

1.金属材料的演进趋势

2.典型材料实例

1）铝合金

特性优势：密度低，强度较高、耐腐蚀性好、成型性佳等等。

运用实例：如全铝车身或者一体化压铸技艺

演进趋势：拉升性能和降低成本，扩大运用范围

2）

镁合金材料

性能特点：比铝合金更轻，实操中，比强度和比刚度高，减震性好

运用情境：仪表盘骨架、座椅骨架、电机、

变速器外壳等等

面临挑战和突破方向：拉升耐腐蚀性、改进加工性能、降低成本。

3）

低密度高强度钢

分类和特性：密度低，

性能优

运用情况：底盘

结构件、防撞梁等等要害部位广泛采用

技艺进展：研发更高强度级别钢材，拉升综合性能。

3、非金属材料的演进

1）

碳纤维复合材料

性能卓越之处：质量轻，强度高、刚度大、耐腐蚀、可规划性强

高端运用实例：超跑、高端新能源汽车部分零部件

成本制约和破解路径：降低原材料和制造成本，促成大规模运用

2）

塑料以及复合材料

常见类型：聚丙烯（

PP）、尼龙（PA）等等塑料，以及玻纤增强塑料等等复合材料

运用情境

：内饰件、保险杠、车身覆盖件等等

性能改进和革新趋势：增强力学性能、阻燃性、耐候性等等。

4、生物基材料的演进

（二）结构轻量化

1.

拓扑精进技艺

原理阐释：借助计算机算法，寻找材料在结构中的最佳分布

运用结晶展示：精进车身结构规划，在保证强度前提下大幅减重

和实际生产结合要点：考虑制造工艺可行性和成本

模块化规划

概念解读：将汽车系统或者部件开展模块化整合。

优势拆解：减少零部件数量、简化装配流程、降低成本、利于维护

演进趋势和挑战：拉升模块化、通用化

，化解不同车型诉求变化。

4. 多合一趋势

将控多合一、结构多合一

5.

仿生规划

灵感来源：借鉴自然界生物结构，如蜂窝结构板

的运用

汽车运用实例：车门内板、车顶等等部位采用仿生结构规划

未来探索方向：纵深挖掘生物结构

（三）制造工艺轻量化

1.

一体化压铸工艺

工艺原理和流程：将多个零部件借助一次压铸成型，替代传统冲压和焊接工艺。

优势凸显：减少零件数量、简化生产流程、拉升生产效率、降低成本，实操中，如特斯拉

Model Y 一体化压铸后底板

技艺难点和攻克方向：模具规划制造、材料性能匹配、质量将控。

2.

激光拼焊技艺

技艺原理：将不同材质、厚度的板材借助激光焊接成整体

运用成效：精进车身结构，减少材料采用，拉升车身强度和安全性，广泛运用于车身侧围等等部位

演进趋势：拉升焊接质量稳定性，拓展材料焊接组合范围

3.

热成型技艺

工艺引见：加热高强度钢板至奥氏体状态，迅速冲压成型并淬火冷却

运用优势：拉升零件强度，达成复杂形状成型，有效减轻车身重量，常用于车身

A 柱、B 柱等等要害部位

技艺改进方向：缩短成型周期、降低装置成本

四、轻量化技艺路线

的可行性

拆解

1．轻量化开发实例

实例

1：特斯拉的革新实践，一体化压铸技艺

实例

2：小米SU7碳纤维复合材料

实例

3：小米、极越电池金刚护甲技艺

随堂指导：让参训者纵深弄懂本业界在轻量化开发进程中的技艺路线选项、项目管控心得以及市场推广技艺亮点

2．业界典型实例

汽车业界实例：

CTC

结构

——车身和电池一体化，减重20%

，实操中，如零跑、特斯拉、比亚迪

五

、

市场竞争因素

1.

消费者诉求变化

消费者对轻量化汽车的认知和接受度拉升

2.

车企竞争打法

借助轻量化技艺达成货品差异化，拉升市场竞争力

六

、

技艺演进因素

1.

电池技艺瓶颈

现有电池能量密度限制，轻量化成为拉升新能源车性能要害手段

未来电池技艺突破对轻量化诉求的影响预测

2.

智能化演进对汽车重量的挑战

智能驾驶系统、大量传感器和电子装置增加车身重量

轻量化技艺怎样平衡智能化演进带来的重量增加

3. 线控转向、线将控动的技艺演进规范陆续出台，促成力轻量化技艺的更新

三讲、汽车轻量化技艺诉求趋势研判

一

、

多材料混合运用

趋势

1.不同材料优势互补，达成整车最优轻量化方案

2.

材料连接技艺演进，破解多材料混合运用难题

二

、

和新

能源汽车协

同

演进趋势

1.

针对新能源车特点，定制化开发轻量化技艺和货品

2.轻量化技艺对成本的持续精进

三

、

可持续演进诉求下的轻量化趋势

1.材料可回收性和再利用性成为要害考量因素

2.绿色制造工艺在汽车轻量化生产中的运用推广

交流答疑

参训者提问和交流，破解课程中的疑惑

未来在汽车轻量化领域事务或者研究的建议和展望

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Introduction to lecturers

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博闻智咨询|郭琪老师