汽车轻量化制造技术现状与发展PPT(共 40张)

纯电动车整车质量与续航能力关系
轻量化是汽车发展的历史必然
• 汽车发展至今已经超过100年, 目前的瓶颈是能源制约和环境污染. 石油是不 可再生的资源, 汽油和柴油驱动的机动车造成的污染有目共睹.
• 各国政府相继提出了燃油经济性指标, 硬性规定汽车公司到达百公里油耗指标 , 如美国政府的CAFA标准是2012年至少需要达到每加仑29.7英里(百公里油耗8 升)，到2016年需达到34.1(百公里油耗6.9 升),2025年则为54.5(百公里油耗 4.3升). 对超过CAFÉ目标的部分，主机厂需要支付每0.1 英里每加仑为5.5美 元/辆的罚金。
汽车轻量化制造技术现状与发展
题纲
◎ 能源和环境双重压力倒逼汽车产业转型
◎ 全球汽车产业处于材料革命前夜
◎ 多种轻量化材料混合应用是汽车轻量化的发展方向
◎ 先进高强度钢（AHSS）的发展 及成形技术 ◎ 铝合金汽车的发展；铝合金车身成形，铝合金结构件先进铸造技术 ◎ 复合材料汽车的发展；碳纤维覆盖件、结构件成形技术，长纤维增 强热塑性复合材料(LFT)成形技术 ◎ 多种轻量化材料连接技术
新能源新材料双轮驱动— 电动汽车发展的必由之路
◎ 国际名牌电动汽车都采用复合材料为主的新材料。这也是他们续航 能力和电池重量低的原因所在。
◎ 如，德国BMW、大众、意大利兰博基尼、日本帝人和美国GM都开发了 碳纤维车身电动汽车。
◎ 我国电动汽车增重高达 30-40%，远远超过国际先进 水平（德国大众电动汽车增 重6-16%），复合材料电动 汽车成为减重的最佳出路， 可平衡增加的电池重量。
• 提高燃油经济性有多种途径：汽车轻量化，增加变速箱中的速度等级，柴油技 术，汽油直喷技术，可变气门（VVT），涡轮增压等等。鉴于研发所需时间和 成本的限制，当前主机厂主要考虑轻量化的手段。
• 在轻量化的材料选择上, 未来将是多种材料并存的局面: 超高强度钢, 镁铝合 金, 增强树脂材料. 每一种材料都由其优缺点. 在不降低部件力学性能的前提 下, 努力降低重量是轻量化的方向.
• 我国新能源汽车发展可能再次落后，“湾道超车’梦想落空! 有人称2013年是电动汽车元年，即，国际电动汽车产业化取得了突破。据统计，新型动力 汽车去年的全球销量已经突破57.8万台，超出2012年销量1万多台。据预测，2014年全球 电动汽车市场将同比增长86%。德政府于2011年5月出台了《德国联邦政府国家电动汽车发 展规划》，其目标是：在2020年德国上路的电动及混合动力汽车达100万辆，到2030年至 少达到600万辆，到2050年电动交通网络覆盖全德城市区域。 美国特斯拉公司2013年销量超过2.2万辆，通用汽车雪佛兰混合动力车在美国销量为23,094 辆，日产聆风纯电动车销量为22,610辆。
轻量化是实现节能减排的有效手段
研究表明，约75%的油耗与整车质 量有关，降低汽车质量, 就可有 效降低油耗以及排放。目前，大 量研究表明，汽车质量每下降10%， 油耗下降6-8%，排放降低4%。
总重量(Kg) 行程(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱm)
纯电动车整车质量与续航能力关系
1550
1407
1253
1154
186
203.6
226.6
244.3
1011 275.5
轻量化是汽车节能和环保，提高续航能力最有效措施之一。
多种材料混合应用是汽车轻量化的发展方向。在欧洲车身会议文献中，自 2006年至2011年，72个车身中，有38个钢/铝/复合材料混合车身,占 53 %。
先进高强度钢（AHSS）的发展
在白车身中，低碳钢与 高强低合金钢（HSLA）
（300-390MPa） （440-650MPa） （590-980MPa）
PHS （9001500MPa）
41%
12%
-
12%
20%
25%
30%
12%
12%
20%
15%
25%
28%
第三代AHSS发研发目标： 性能可达到：1000-1500MPa时具备20%- 30%的延伸率 应用从碰撞安全件延伸至结构件甚至外覆盖件，如下图所示。
◎ 过去二十年，美国汽车油耗要求每年降低1%。而2010—2025年则每年要求降低4%。美 国规定截至 2016年汽车油耗要达到 6.6升/百公里，较美国现行标准降低2.6L，2025年 达到4.18升/百公里。
2010年世界各国汽车燃油效率限额
2014年被称为电动汽车元年
• 李克强总理宣布：我们要像对贫困宣战一样，坚决向污染宣战。而汽车是大范围雾霾天气 的罪魁祸首之一，对策之一是大力发展新能源汽车。国家发展战略明确鼓励发展新能源汽 车，并在该领域技术研发、产业发展、市场推广等各方面都采取了力度很大的政策。
◎ 我国汽车材料替换革命的思考
全球汽车产业处于材料革命前夜
◎ 着眼于可持续发展，节能环保成为汽车工业亟待解决的两大问题。特别是大范围雾霾 天气倒逼汽车产业大调整。调整目标集中在 “新能源、新材料、先进发动机”三大方面。 随着新能源汽车的举步维艰，材料转换的重要性日渐凸显。 ◎ 我国《节能与新能源汽车产业发展规划（2012―2020年）》提出，到2015年，当年生 产的乘用车油耗降至6.9升/百公里，节能型乘用车油耗降至5.9升/百公里以下，较现行标 准降低2.6L 。2020年降至5.0升/百公里，节能型乘用车油耗降至4.5升/百公里以下；商用 车新车油耗接近国际先进水平。
的重量比呈下降趋势； 约 束 淬 火 高 强 钢 （ PHS ）
的重量比呈上升趋势；
烘烤硬化钢的用量将维 持不变。
通 过 低 碳 钢 、 HSLA 的
2005
减少 以及 PHS的 增加 ，
使车身重量减轻。
目前
未来
各种性能的钢材在车身的应用与发展
低碳钢 （260270MPa）
烘烤硬化钢
HSLA
DP600
• 商务部研究院近日发布的《2014年消费市场发展报告》指出，今年将成为中国新能源汽 车消费元年。空气污染的环境压力使新能源汽车迎来明显利好。据中国汽车工业协会预 测，2014年中国新能源汽车销量将有望达到3.5万辆，同比增幅达100%。若将混合动力各 类车型加上，将会达到6万辆的规模。2014年将成为中国新能源汽车消费元年。新能源汽 车已成为今年北京车展的最大亮点。在本届北京车展上全球首发的118辆车中，中外车企 共全球首发新能源车79辆，约占七成。