01 輕量化為什么是剛需
我們先來了解一下什么是輕量化。汽車輕量化是在保證汽車功能(比如被動安全的碰撞性能；與汽車振動和行駛穩(wěn)定性相關(guān)的車身剛度；與汽車運動聲學和舒適性相關(guān)的NVH 特性；與汽車使用期限和壽命相關(guān)的振動穩(wěn)定性等)的前提下，汽車自重量的下降，從而提高汽車的動力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。無論是傳統(tǒng)燃油車還是新能源車，此二者皆有輕量化的需求。
當下，節(jié)能與環(huán)保的雙重訴求，是導致新能源車與燃油車走向輕量化發(fā)展的主要驅(qū)動力。尤其是對新能源車，由于車身過重等原因，新能源車特別是純電動汽車在續(xù)航里程和動力性方面一直不盡如意。因此，解決車身輕量化問題成為了新能源汽車設計的重中之重。
實驗證明，車身質(zhì)量降低一半，燃料消耗也會降低將近一半。此處的燃料既包括汽油，也包括動力電池。
那么，目前實現(xiàn)輕量化的技術(shù)路徑有哪些呢？
02汽車輕量化的細分賽道
一方面，汽車設計和制造工藝門檻高，輕量化成本大；另一方面，無論是哪一方面的輕量化，最終都要落腳于輕量化的材料以及零部件上，因此目前輕量化的主要方向是輕量化材料及零部件的使用。
構(gòu)成汽車的主要材料中，鋼、塑料、鋁合金、鎂合金這四種基本的材料是汽車輕量化材料的主要選擇范圍。其中，鋁合金材料則是首選。
這與鋁金屬的特**息相關(guān)，要知道，鋁合金的密度只有2.68g/cm3,僅為鋼的30%，在等彎曲剛度的條件下，鋁對鋼的厚度比是1.43，在等彎曲剛度的條件下，鋁的減重的潛力是49%，在等彎曲強度的情況下，鋁對鋼減重的潛力是3%。
根據(jù)Alcoa 的數(shù)據(jù)，汽車中典型的鋁質(zhì)零件的一次減重效果可達30%~40%，二次減重可進一步提高到50%；每使用1kg 鋁，可使轎車壽命周期中減少20kg 的尾氣排放；在發(fā)動機中用鋁合金代替鑄鐵，其減重效果達50%，每應用1kg 鋁，則可使轎車壽命周期中減少22kg 的CO2 排放量。
另外，除了鋁合金材料，復合材料也是在輕量化方面應用較多的。
復合材料作為汽車材料具有密度小、設計靈活美觀、易設計成整體結(jié)構(gòu)、耐腐蝕、隔熱隔電、耐沖擊、抗振等諸多優(yōu)點。
所謂的復合材料，是一種增強纖維和塑料復合而成的材料。常用的是玻璃纖維和熱固性樹脂的復合材料。增強用的纖維除玻璃外，還有高級的碳纖維、合成纖維。
眾泰汽車一直重視碳纖維復合材料等汽車輕量化材料及零部件研發(fā)，并相繼開展了以 “碳纖維復合材料混合車身”為主，包括全鋁底盤、輕量化座椅等在內(nèi)的SUV輕量化平臺研發(fā)項目。眾泰計劃在2025年，碳纖維復合材料在車上使用量達到2%，車身重量降低30%。
比亞迪部分車型也是采用了生態(tài)功能性聚氨酯復合材料，供應商為安利股份(300218.SZ)。
汽車輕量化的第二大細分賽道是一體化壓鑄。
所謂的一體化壓鑄，簡而言之就是車身的零部件以及相應的構(gòu)造由繁瑣從簡，將多個零件的復雜結(jié)構(gòu)變?yōu)橹皇褂靡粋€零件，從而使得車身結(jié)構(gòu)大幅簡化，最終達到降低車重、減少能耗、降低成本的目的。
一體化壓鑄本質(zhì)上屬于高壓鑄造工藝，即原本設計中多個單獨、分散的小件經(jīng)過重新設計高度集成，再利用壓鑄機進行一次成型，省略焊接的過程直接得到一個完整大零件，難度較高，需要大噸位壓鑄機進行生產(chǎn)。
一體化壓鑄最主要的優(yōu)勢就是降本、輕量化、提高生產(chǎn)效率，零件少了，加工工序少了，重量輕了，優(yōu)勢很大。
值得注意的是，相比于傳統(tǒng)車，新勢力車企應該會更愿意加碼一體化壓鑄，主要是他們沒有沖壓、焊接產(chǎn)能，轉(zhuǎn)型包袱小，更有動力和意愿去推廣一體化壓鑄工藝。
一體化壓鑄有利于、降本、輕量化，在特斯拉示范效應下，蔚小理均已跟進，華為、福特、大眾、智己、小米等車企都在規(guī)劃，行業(yè)正在掀起一體化壓鑄工藝革命，處于爆發(fā)前夕，前景可期。
比如，特斯拉Model3的后車身結(jié)構(gòu)從70個部件變?yōu)镸odelY的2個部件，最終將變?yōu)?個部件。特斯拉未來計劃一體化壓鑄底盤，將用2-3個大型壓鑄件替換由370個零件組成的整個下車體總成，重量將進一步降低10%，對應續(xù)航里程可增加14%。
蔚來發(fā)布的電動轎跑ET5，該車型采用了四活塞鋁合金一體式鑄造卡鉗，其中就涉及到一體壓鑄。ET5 使用超高強度鋼鋁混合車身，使車身后地板重量降低 30%。
