汽车轻量化ppt
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汽车轻量化技术(PPT课件
优点
显著提高材料的强度和硬度，同时保持良好的韧性，有利于实现 车身的轻量化。
应用范围
保险杠、A/B柱、车门防撞梁等安全件。
内高压成型技术
技术原理
利用液体介质在密闭模具内施加 高压，使管材发生塑性变形并贴 合模具内壁，从而得到所需形状 和尺寸的空心构件。
优点
减少零件数量、减轻重量、降低 成本、提高生产效率等。
镁合金零部件
在发动机、变速器等部 件中使用镁合金，实现 轻量化。
塑料油箱
采用塑料油箱替代传统 金属油箱，降低重量并 提高安全性。
底盘系统轻量化应用案例
铝合金车架
利用铝合金材料制造车架，降低底盘系统重量。
高强度钢悬挂系统
采用高强度钢材制造悬挂系统部件，实现轻量化的同时保证性能。
碳纤维复合材料轮毂
采用碳纤维复合材料制造轮毂，显著降低重量并提高强度。
轻量化技术是汽车节能减排的重要手 段之一，也是未来汽车发展的重要方 向。
轻量化技术的分类
材料轻量化技术
采用高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维等轻质材料，降低汽车 质量。
设计轻量化技术
通过结构优化、拓扑优化等设计手段，实现汽车轻量化。
制造工艺轻量化技术
采用先进的制造工艺，如激光焊接、热成型等，降低汽车质量。
汽车轻量化技术ppt课件
目录
• 引言 • 汽车轻量化技术概述 • 轻量化材料技术 • 轻量化设计技术 • 轻量化制造技术 • 轻量化技术的应用与案例分析
01 引言
轻量化技术的重要性
提高燃油经济性
推动新能源汽车发展
汽车轻量化可以降低车身质量，从而 减少燃油消耗和二氧化碳排放，提高 燃油经济性。
轻量化技术对于电动汽车尤为重要， 可以降低电池负荷，提高续航里程和 电池寿命。
显著提高材料的强度和硬度，同时保持良好的韧性，有利于实现 车身的轻量化。
应用范围
保险杠、A/B柱、车门防撞梁等安全件。
内高压成型技术
技术原理
利用液体介质在密闭模具内施加 高压，使管材发生塑性变形并贴 合模具内壁，从而得到所需形状 和尺寸的空心构件。
优点
减少零件数量、减轻重量、降低 成本、提高生产效率等。
镁合金零部件
在发动机、变速器等部 件中使用镁合金，实现 轻量化。
塑料油箱
采用塑料油箱替代传统 金属油箱，降低重量并 提高安全性。
底盘系统轻量化应用案例
铝合金车架
利用铝合金材料制造车架，降低底盘系统重量。
高强度钢悬挂系统
采用高强度钢材制造悬挂系统部件，实现轻量化的同时保证性能。
碳纤维复合材料轮毂
采用碳纤维复合材料制造轮毂，显著降低重量并提高强度。
轻量化技术是汽车节能减排的重要手 段之一，也是未来汽车发展的重要方 向。
轻量化技术的分类
材料轻量化技术
采用高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维等轻质材料，降低汽车 质量。
设计轻量化技术
通过结构优化、拓扑优化等设计手段，实现汽车轻量化。
制造工艺轻量化技术
采用先进的制造工艺，如激光焊接、热成型等，降低汽车质量。
汽车轻量化技术ppt课件
目录
• 引言 • 汽车轻量化技术概述 • 轻量化材料技术 • 轻量化设计技术 • 轻量化制造技术 • 轻量化技术的应用与案例分析
01 引言
轻量化技术的重要性
提高燃油经济性
推动新能源汽车发展
汽车轻量化可以降低车身质量，从而 减少燃油消耗和二氧化碳排放，提高 燃油经济性。
轻量化技术对于电动汽车尤为重要， 可以降低电池负荷，提高续航里程和 电池寿命。
汽车用钢轻量化现状与发展趋势讲座
实验钢的化学成分（wt.%)
实验钢的相变临界点
不同工艺处理后的拉伸试验结果
冷轧C-Si-Al-Mn TRIP 钢
DP钢与TRIP钢的对比
DP钢和TRIP钢的静态拉伸性能
DP及TRIP处理工艺示意图比较
DP
TRIP
DP钢组织
F+M的OM显微组织
马氏体岛及铁素体基体中高密度的位错
屈服强度：500MPa，抗拉强度：860MPa， 延伸率：21%
TRIP钢组织
下贝 氏体
残余 奥氏体
屈服强度：500MPa，抗拉强度：780MPa， 延伸率：25%
国际上提出第三代汽车用钢的概念
A(%)
10020G(Paa)%40GPa% 60GPa%
80 60 40 20 0
0
Fcc Bcc+Fcc
Bcc
Hot Forming HSLA Maraging DPSS Mart. IF steel Mart-Bain. TRIP DP Nano-Bain ASS TWIP
降低汽车质量就可有效降低油耗
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8%，排放下降4%。
轻量化是实现节能减排的有效手段
•除了改善发动机效率、 •传动系统效率与汽车风阻等提高燃油 经济性的措施之外， •轻量化是必不可少的手段。
屈服强度在210～550MPa和 抗拉强度在270～700MPa的钢为高强钢（HSS），
而屈服强度大于550MPa和 抗拉强度大于700MPa的钢为超高强钢（UHSS）.
国外高强度大梁钢板性能指标
SSAB
厂家或标准
实验钢的相变临界点
不同工艺处理后的拉伸试验结果
冷轧C-Si-Al-Mn TRIP 钢
DP钢与TRIP钢的对比
DP钢和TRIP钢的静态拉伸性能
DP及TRIP处理工艺示意图比较
DP
TRIP
DP钢组织
F+M的OM显微组织
马氏体岛及铁素体基体中高密度的位错
屈服强度：500MPa，抗拉强度：860MPa， 延伸率：21%
TRIP钢组织
下贝 氏体
残余 奥氏体
屈服强度：500MPa，抗拉强度：780MPa， 延伸率：25%
国际上提出第三代汽车用钢的概念
A(%)
10020G(Paa)%40GPa% 60GPa%
80 60 40 20 0
0
Fcc Bcc+Fcc
Bcc
Hot Forming HSLA Maraging DPSS Mart. IF steel Mart-Bain. TRIP DP Nano-Bain ASS TWIP
降低汽车质量就可有效降低油耗
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8%，排放下降4%。
轻量化是实现节能减排的有效手段
•除了改善发动机效率、 •传动系统效率与汽车风阻等提高燃油 经济性的措施之外， •轻量化是必不可少的手段。
屈服强度在210～550MPa和 抗拉强度在270～700MPa的钢为高强钢（HSS），
而屈服强度大于550MPa和 抗拉强度大于700MPa的钢为超高强钢（UHSS）.
国外高强度大梁钢板性能指标
SSAB
厂家或标准
新能源汽车的车身轻量化最全PPT
车等领域。 （1）结构优化设计：使零部件薄壁化、中空化、小型化、复合化以及对车身零部件进行结构和工艺改进等。
铁板在900摄氏度加热成型之后迅速冷却可以加工成超高强度钢板，可以在保证强度的情况下减少钢材料的使用，达到轻量化目的。 消费者对新能源汽车续航里程的要求 钢的强度越高，减重效果越好。
• ②国内碳纤维行业集中度低，产能低 （3）轻量化工艺：利用轻量化材料成型制造工艺，达到减轻零部件重量的目的。
• 从减重效果来看，高强度钢＜铝合金＜镁 合金＜碳纤维，从成本来看，高强度钢＜ 铝合金＜镁合金＜碳纤维。
1、高强度钢
• 高强度钢是指冷轧340MPa、热轧490MPa以 上的钢。钢的强度越高，减重效果越好。 相对于传统的340MPa的材料,600MPa级的 钢种在理论上的减重潜能大约为20%， 800MPa的材料减重潜能会提高至30%以上。
性、韧性等方面的 性能的塑料制品。
模块化平台
Thank you！
• 铁板在900摄氏度加热成型之后迅速冷却可 以加工成超高强度钢板，可以在保证强度的 情况下减少钢材料的使用，达到轻量化目的。
• 未来，高强度钢的市场需求量将不断扩大
2、铝合金
• 铝的重量只有铁的1/3 • 回收利用率高 • 铝不能够焊接 • 不容易钣金 • 喷漆麻烦
发展趋势
• 未来，我国汽车用铝量预计将持续增长，其中SUV 和新能源汽车将是汽车用铝成长最快的领域。
中国目前的碳纤维供应商主要是中复神鹰、江苏恒神、威海拓展等。 （1）结构优化设计：使零部件薄壁化、中空化、小型化、复合化以及对车身零部件进行结构和工艺改进等。
方法，提高了阻燃 铁板在900摄氏度加热成型之后迅速冷却可以加工成超高强度钢板，可以在保证强度的情况下减少钢材料的使用，达到轻量化目的。
铁板在900摄氏度加热成型之后迅速冷却可以加工成超高强度钢板，可以在保证强度的情况下减少钢材料的使用，达到轻量化目的。 消费者对新能源汽车续航里程的要求 钢的强度越高，减重效果越好。
• ②国内碳纤维行业集中度低，产能低 （3）轻量化工艺：利用轻量化材料成型制造工艺，达到减轻零部件重量的目的。
• 从减重效果来看，高强度钢＜铝合金＜镁 合金＜碳纤维，从成本来看，高强度钢＜ 铝合金＜镁合金＜碳纤维。
1、高强度钢
• 高强度钢是指冷轧340MPa、热轧490MPa以 上的钢。钢的强度越高，减重效果越好。 相对于传统的340MPa的材料,600MPa级的 钢种在理论上的减重潜能大约为20%， 800MPa的材料减重潜能会提高至30%以上。
性、韧性等方面的 性能的塑料制品。
模块化平台
Thank you！
• 铁板在900摄氏度加热成型之后迅速冷却可 以加工成超高强度钢板，可以在保证强度的 情况下减少钢材料的使用，达到轻量化目的。
• 未来，高强度钢的市场需求量将不断扩大
2、铝合金
• 铝的重量只有铁的1/3 • 回收利用率高 • 铝不能够焊接 • 不容易钣金 • 喷漆麻烦
发展趋势
• 未来，我国汽车用铝量预计将持续增长，其中SUV 和新能源汽车将是汽车用铝成长最快的领域。
中国目前的碳纤维供应商主要是中复神鹰、江苏恒神、威海拓展等。 （1）结构优化设计：使零部件薄壁化、中空化、小型化、复合化以及对车身零部件进行结构和工艺改进等。
方法，提高了阻燃 铁板在900摄氏度加热成型之后迅速冷却可以加工成超高强度钢板，可以在保证强度的情况下减少钢材料的使用，达到轻量化目的。
新能源汽车底盘课件ppt
底盘材料
新能源汽车底盘由传动系统、行驶系 统、转向系统、制动系统和电源管理 系统等组成。
底盘材料主要包括金属、复合材料等 ，不同材料对底盘的重量、刚性和耐 久性有较大影响。
底盘布局
底盘布局分为前置前驱、中置后驱、 后置后驱等类型，不同类型的底盘布 局对车辆性能和驾驶感受有较大影响 。
底盘主要部件
传动系统
燃料电池系统
该车型采用了先进的燃料电池系统，具有高效率和低排放的特点。
悬挂系统
针对燃料电池车的特性，对悬挂系统进行了优化设计，提高了车辆的操控性能和舒适性。
车身结构
采用轻量化车身结构，减少了车身重量，提高了车辆的能效。
THANKS
谢谢
底盘轻量化技术
材料轻量化
介绍用于底盘轻量化的新型材料，如高强度钢、铝合金、 钛合金等，以及材料的选择原则和加工工艺。
结构优化设计
分析底盘结构优化设计的理论和方法，包括拓扑优化、尺 寸优化和形状优化等，以及在新能源汽车底盘中的应用实 例。
轻量化制造工艺
探讨用于底盘轻量化的制造工艺，如激光焊接、液压成型 和注塑等，以及工艺的特点和应用范围。
电动转向与电动制动技术
探讨电动转向系统的结构、工作原理和性能特点，以及电动制动系 统的组成和工作原理。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
底盘智能化技术
线控系统
介绍线控系统的基本组成和工作原理，以及在新能源汽车底盘中的 应用。
自动驾驶技术
分析自动驾驶技术的原理、系统组成和关键技术，以及在新能源汽 车底盘中的集成方案。
底盘控制策略
探讨底盘控制策略的基本原理、算法和控制逻辑，以及在新能源汽车 中的应用和优化方向。
的行驶方向。
类型
浅谈轻量化设计PPT课件
案例2：转向器支架结构形式设计
结构形 式改变
采用管梁式结构的转向器支架，相对于采用框架式支架可降重约2Kg,成本 下降约为20元/台。
案例3：支架精铸件设计
将材料由QT500提升为 ZGD650,在不影响可靠性 前提下壁厚减薄，并去除 应力很小的部位的材料， 降低样件重量，一般重量 减少15%-40%左右，但是 成本有所增加。
浅谈轻量化设计
底盘所转向室 王丽永
2013.9.10
目录
一、汽车发展趋势 二、汽车整车节能技术 三、汽车轻量化设计的意义 四、汽车轻量化设计原则及方法 五、商用车底盘系统轻量化设计案例 六、个人建议
一、汽车发展趋势
20世纪70年代两 次石油危机促成发 展节能汽车。美国 国会1975年通过能 源政策和保护议案， 要求汽车制造商生 产和销售符合燃油 经济性指标的车辆。
为应对全球变暖， 1997年京都议定书， 限制CO2 排放，对 汽车排放环保提出 更高要求。
科技以人为本， 汽车安全性，可靠 性一直是汽车发展 永恒的主题。
安全性、燃油经 济性、排放、噪音、 回收方面的法规要 求。
降低能耗，减少排放、提高安全性
二、汽车整车节能技术
为了达到节能减排的目标，需要运用多种节能技术，其中轻量化设计是在工程 实际中最为容易实现的。通过轻量化技术的运用实现经济效益的最大化。
细节决定成败，在整车中， 一些很不起眼的细节对轻量 化及成本的贡献也是不可忽 视，比如线束布置，管路布 置，布置中必须合理，多余 的管路折弯，多余的线束长 度都应该被优化。
2、整车开发需确定轻量化目标，作为设计的一个输入。各个系统进行系统目 标分解。轻量化设计的过程中必须建立量化目标，尽量在成本不增加的情况 下实现轻量化优化。在设计中在平台战略上通过材料的选择及结构的优化结 合，合理地在成本及重量上需找到平衡点。
结构形 式改变
采用管梁式结构的转向器支架，相对于采用框架式支架可降重约2Kg,成本 下降约为20元/台。
案例3：支架精铸件设计
将材料由QT500提升为 ZGD650,在不影响可靠性 前提下壁厚减薄，并去除 应力很小的部位的材料， 降低样件重量，一般重量 减少15%-40%左右，但是 成本有所增加。
浅谈轻量化设计
底盘所转向室 王丽永
2013.9.10
目录
一、汽车发展趋势 二、汽车整车节能技术 三、汽车轻量化设计的意义 四、汽车轻量化设计原则及方法 五、商用车底盘系统轻量化设计案例 六、个人建议
一、汽车发展趋势
20世纪70年代两 次石油危机促成发 展节能汽车。美国 国会1975年通过能 源政策和保护议案， 要求汽车制造商生 产和销售符合燃油 经济性指标的车辆。
为应对全球变暖， 1997年京都议定书， 限制CO2 排放，对 汽车排放环保提出 更高要求。
科技以人为本， 汽车安全性，可靠 性一直是汽车发展 永恒的主题。
安全性、燃油经 济性、排放、噪音、 回收方面的法规要 求。
降低能耗，减少排放、提高安全性
二、汽车整车节能技术
为了达到节能减排的目标，需要运用多种节能技术，其中轻量化设计是在工程 实际中最为容易实现的。通过轻量化技术的运用实现经济效益的最大化。
细节决定成败，在整车中， 一些很不起眼的细节对轻量 化及成本的贡献也是不可忽 视，比如线束布置，管路布 置，布置中必须合理，多余 的管路折弯，多余的线束长 度都应该被优化。
2、整车开发需确定轻量化目标，作为设计的一个输入。各个系统进行系统目 标分解。轻量化设计的过程中必须建立量化目标，尽量在成本不增加的情况 下实现轻量化优化。在设计中在平台战略上通过材料的选择及结构的优化结 合，合理地在成本及重量上需找到平衡点。
汽车轻量化技术
车重与燃油利用率的关系
油耗与CO2排放关系
6-294
汽车轻量化具有重要意义
一、节能减排是汽车工业发展的必然趋势 20世纪 70年代的两次石油危机 ,促进汽车工业提高了燃油经济性。
80年代中期以后，保护人类居住和赖以生存的环境又一次推动汽车工业
提高燃油经济性和排放。
《BP世界能源统计2008》的数据 , 2007年全球石油产量为 8 150万桶 , 按照这一数字 ,全球石油储量可满足 40年的需求;目前美国53 %依赖进
2-294
汽车轻量化的意义及概念
国内外汽车轻量化技术发展现状
汽车轻量化的主要途径 汽车轻量化技术应用的成功案例
3-294
汽车轻量化之
第一章 汽车轻量化意义及概念
伴随着我国现代化进程，汽车工 业的发展势头强劲，已成为我国国民经 济的支柱产业之一。 据中国汽车工业协会的统计显示， 2009年我国汽车产量达到1379万辆，首
13-294
汽车轻量化的概念
汽车轻量化不能以简单的减重多少来衡量，必须与所设计车身的尺寸和
功能相关
对于已有的功能可满足要求的汽车，轻量化的设计是降低重量而保持原功能 不变，其轻量化的效果是直接的减重；
现有功能尚不能全部满足要求或需要提升的汽车，轻量化设计是完善功能而
保持质量不变； 既要提高改进性能，同时也使汽车减重。 汽车轻量化设计实际上是功能改进，质量降低，结构优化和合理价格的
新技术项目和国家科技攻关重大项目。 促进了汽车轻量化技术的进步。
九五“期间,我国进行了铝合金材料和铸件生产成套工艺技术的开 发研究,开发出了多种铸造合金和高性能轴瓦材料：耐热铝合金、高强 高韧铝合金、铝基复合材料等新材料的研究取得了较大进展。 半固态 成型、快速凝固等先进成型技术研究与应用也取得了突破。一汽等几大 汽车生产厂家都有自己的铝合金铸造生产线； 湖南大学也正在进行汽 车大型铝合金结构件整体铸造成形技术和关键设备的研究； 重庆汽车
汽车轻量化方法33页PPT
汽车轻量化方法
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
人教版《高分子材料》课件PPT2
汽车轻量化 涤纶
PET
吸湿性好，因其分子链上有羟基
汽车重量
效果
特性：在制造过程中受热时能变软塑成一定的形状，但加工成型后就不会受热熔化
下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成体型结构的是（ ） （天然橡胶与合成橡胶、老化与硫化）
10%
燃油效率可提高 6%~8%
CO2排放，降低5~8 g/km
任务三：汽车结构件中的高分子材料 合成线型脲醛树脂的化学反应方程式?
热固性塑料（酚醛塑料）
特性：在制造过程中受热时能变软塑成一定的形 状，但加工成型后就不会受热熔化
结 构 决 定 性 质
热塑性塑料
热固性塑料
具有长链状的线型或支链型结构。
链与链间会形成共价键，产生一 些交联，形成体型网状结构。
结构
性 溶解性
受热时的 质 变化
线型高分子
链状结构 缓慢溶解适当溶剂
加热软化熔解， 具有可塑性。
高 分 子 从来源角度 化 合 物
天然高分子化合物 合成高分子化合物
棉花 羊毛 天然橡胶
塑料（线型与体型、热塑性与热固性） 合成纤维（维纶与涤纶） 合成橡胶
（天然橡胶与合成橡胶、老化与硫化）
01
02
04
03
CONTENTS
【聚乙烯】1、下列有关聚乙烯的说法正确的是( )
A. 聚乙烯是通过缩聚反应生成的
B.聚乙烯能使溴水退色
C.高压聚乙烯可用于制作食品包装袋等薄膜制品D.聚乙烯是热固性塑料,性质稳定,故不易
造成污染
【热塑性和热固性】2、下列原料或制成的产品中,若出现破损不可以进行热修补的是（）
A.聚氯乙烯凉鞋 B.电木插座
C.自行车内胎
D.聚乙烯塑料膜
关于新能源汽车的轻量化技术
安全性问题
车身轻量化后，可能会减少车身结构强度和刚度，从而影响车辆的安全性能。因此，需要 在保证车身轻量化的同时，确保车身的安全性能不受影响。
前景展望
政策支持
随着全球对环保和节能的日益重视，政府将加大对新能源 汽车轻量化技术的支持力度，推动相关产业的发展。
技术突破
随着科技的不断进步，新能源汽车轻量化技术将不断取得 突破，解决当前存在的技术难题，提高轻量化技术的水平 和应用范围。
随着材料技术的不断进步，高强度钢、铝合金等轻质材料在新能源汽车
上的应用范围将不断扩大。
02
模块化设计和制造技术
模块化设计和制造技术将成为轻量化技术发展的重要趋势，通过模块化
设计，可以简化车身结构，减少零部件数量，从而降低车身重量。
03
先进的制造工艺
先进的制造工艺如3D打印、激光拼焊等将在轻量化技术中发挥越来越
03
02
增加续航里程
车身轻量化可以降低新能源汽车的能耗，进而提高车辆 的续航里程，从而提高了车辆的使用便利性和市场竞争 力。
促进产业发展
轻量化技术是新能源汽车产业的核心技术之一，其研发 和应用水平将直接影响新能源汽车整车的性能和市场竞 争力，推动新能源汽车产业的快速发展。
轻量化技术的发展趋势
01
高强度钢、铝合金等轻质材料的应用
BMW i3的碳纤维复合材料车身
碳纤维复合材料
BMW i3采用碳纤维复合材料构 造车身，具有极高的比强度和比 刚度，实现车身轻量化的同时保
持优异的结构性能。
环保性
碳纤维复合材料是一种环保材料， 其生产过程中产生的污染较少，符 合新能源汽车的环保理念。
成本挑战
碳纤维复合材料的制造成本较高， 对生产工艺和技术要求严格，推广 应用仍面临一定成本压力。
车身轻量化后，可能会减少车身结构强度和刚度，从而影响车辆的安全性能。因此，需要 在保证车身轻量化的同时，确保车身的安全性能不受影响。
前景展望
政策支持
随着全球对环保和节能的日益重视，政府将加大对新能源 汽车轻量化技术的支持力度，推动相关产业的发展。
技术突破
随着科技的不断进步，新能源汽车轻量化技术将不断取得 突破，解决当前存在的技术难题，提高轻量化技术的水平 和应用范围。
随着材料技术的不断进步，高强度钢、铝合金等轻质材料在新能源汽车
上的应用范围将不断扩大。
02
模块化设计和制造技术
模块化设计和制造技术将成为轻量化技术发展的重要趋势，通过模块化
设计，可以简化车身结构，减少零部件数量，从而降低车身重量。
03
先进的制造工艺
先进的制造工艺如3D打印、激光拼焊等将在轻量化技术中发挥越来越
03
02
增加续航里程
车身轻量化可以降低新能源汽车的能耗，进而提高车辆 的续航里程，从而提高了车辆的使用便利性和市场竞争 力。
促进产业发展
轻量化技术是新能源汽车产业的核心技术之一，其研发 和应用水平将直接影响新能源汽车整车的性能和市场竞 争力，推动新能源汽车产业的快速发展。
轻量化技术的发展趋势
01
高强度钢、铝合金等轻质材料的应用
BMW i3的碳纤维复合材料车身
碳纤维复合材料
BMW i3采用碳纤维复合材料构 造车身，具有极高的比强度和比 刚度，实现车身轻量化的同时保
持优异的结构性能。
环保性
碳纤维复合材料是一种环保材料， 其生产过程中产生的污染较少，符 合新能源汽车的环保理念。
成本挑战
碳纤维复合材料的制造成本较高， 对生产工艺和技术要求严格，推广 应用仍面临一定成本压力。
lightweight 汽车轻量化 课堂讲演PPT
2、现有功能尚不能全部满足要求或需要提升的汽车,轻量化设计是完善 功能而保持质量不变,如改进汽车的动力学性能,NVH性能和声学性能, 操纵稳定性,提高汽车的刚度和安全性等。 3、汽车轻量化设计既要提高改进性能,同时也使汽车减重。
轻量化设计和轻量化工程的实施
在选定轻量化目标的前提下,从 以下3个方面进行轻量化实施,包 括: 1、工程优化设计,如最优的承载 路径,均匀化的结构和优化的几 何形状; 2、在制造工艺方面,包括应用先 进的加工技术,如激光拼焊板等, 先进的连接技术,如翻边连接,自 铆连接等； 3、在采用先进的高强度轻量化 材料方面,如高强度钢和先进高 强度钢,铝合金和镁合金等,最终 达到开发时间短、成本低、白 车身的性价比最优的目标。
On the lightweighting of automobile
汽车轻量化意义
据统计2006年： • 车用汽油/全国汽油消耗量= 86. 4% • 车用柴油/全国柴油消耗量= 38. 5%
轻量化是实现节能减排的有效手段
• 研究表明,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。 • 汽车质量每下降10%,油耗下降8%，排放下降4%。
三、热成形技术： • 初始强度为500~600MPa,对钢板加热到奥氏体温 度范围,然后钢板在压机上冲压成所需形状,同时以 20~300℃/s的冷却速度进行淬火,保压一段时间 以保证充分淬透,最后零件冷却至室温。
热成形前后的材料性能对比
轻量化设计和实施时的先成形过程中 成形性差和成形精度低的问题。具有以下优点：
2、可减少后续的机加工量和组焊工作量；
3、提高构件的强度与刚度,由于焊点减少 而提高疲劳强度。
轻量化设计和实施时的先进成型技术
汽车轻量化
（2）改善性能
•( 2）改善性能：汽车轻量化，有利于改善汽车的行驶、 转向、加速、制动等运动性能和排气性能等多方面的 性能。其中，发动机的轻量化还可改善前轮荷重分担 率，进而改善汽车的操纵稳定性，还可为降低噪声、 振动、实现大功率化创造条件。同时还有利于减轻部 件振动和降低噪声，提高舒适性能，对于某些承载件， 其承载的重量减轻，有利于降低元件疲劳，提高耐久 性。例如一辆重量1543 kg的汽车，若车重减轻25% ， 可使该车加速到60 km/h的时间从原来的10 秒减少到8 秒。
美国的新一代汽车合作项目（PNGV）
欧盟超轻车身联合研发项目(ER Collaborative R&D Project SuperLIGHT-CAR)
美国汽车材料合作项目U.S. Automotive Materials Partnership （USAMP）
新型钢车身项目New Steel Body（NBS）
亨利·福特Model T 型汽车 福特Prodigy、Jaguar new XJ 法拉利360等赛车 DaimlerChrysler Prowler 大众 3L Lupo、奥迪A2、A8 本田混合动力轿车 Insight、 NSX 均采用铝制车身
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汽车轻量化
典型的镁合金汽 车零件
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碳纤维增强聚合物基复合材料。适于制造车身和底盘零部件 减重幅度通常可达50～65% 欧盟最近采用树脂传递模塑成型(RTM)工艺成功地试制出某轿车碳纤维底板 零件的数量由28个减少到8个，重量较钢约减轻50％，而白车身的性能达到
了原钢车身水平材料 美国除低成本碳纤维制备技术开发外，还在进行碳纤维增强树脂的开发，探
索碳纤维增强塑料零部件的大规模制造工艺
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镁合金
• 镁的密度约为铝的2/3，在实际应用的金属中是最轻的。 • 镁铸件在汽车上使用最早的实例是车轮轮辋，镁车轮比铝车
轮轻20%以上。 • 车身上应用镁合金的实例有仪表板骨架、座椅、转向柱部件、
车门模块、中控台等。 • 德国HDO压力铸造和表面技术有限责任公司研发成功了一项
能够在镁合金表面进3.5kg，欧洲Audi每辆车使用镁合 金达到14kg，而国产汽车每辆用量平均仅1.5kg。
1kg，理论上铝制汽车可以比钢制汽车减重40%左右。 美国生产的汽车产品，1976年每车用铝合金仅39kg，1982年
达到62kg，而1998年则达到了100kg。
2011汽车车身内外饰产品及新材料应用国际研讨会暨展览会
2011 International Conference & Exhibition On interior and exterior products for auto bodies and new material application
汽车车身轻量化的研讨
2011汽车车身内外饰产品及新材料应用国际研讨会暨展览会
2011 International Conference & Exhibition On interior and exterior products for auto bodies and new material application
时间系统
过去
现在
未来
资源丰富， 能源日益紧张，环境遭到 开发无污染
超系统（环境） 人与自然和 破坏，人们对安全性、舒 新能源
谐相处
适性、环保等要求更高
系统（汽车）
结构简单， 自重大，只 有赛车轻量 化研究
钢铁
子系统（车身）
在确保稳定提升性能的基 础上，节能化设计各总成 零部件，持续优化
轻量化…
各种新型交 通工具
奥迪A8采用ASF全铝合金车身，创纪录的使用了546kg的铝合金 材料，重量要比同等车型的钢制车身轻50%。 1990年9月开始销售的日本本田NSX车采用了全铝承载式车身， 比用冷轧钢板制造的同样车身轻200kg。
奥迪ASF全铝车身框架
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2011 International Conference & Exhibition On interior and exterior products for auto bodies and new material application
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2011 International Conference & Exhibition On interior and exterior products for auto bodies and new material application
J6
奥威
悍威
第一辆检阅车
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轻量化，就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可 能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性能，减少 燃料消耗，降低排气污染。
汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%～8% 汽车整备质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3～0.6 升 汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%
由于环保和节能的需要，轻量化已经成为世界汽车发展的潮 流。与欧洲汽车相比，中国乘用车重量高出5%～10%，商用车 重量高出17% 。轿车自重25%～30%在车身，车身的轻量化举 足轻重。
展望……
TRIZ
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车身轻量化-------设计、制造、材料技术的集成
结构优化 功能配置优化 材料技术
主要途径： ①通过设计软件优化设计和校核汽车结构的强度和刚度
减少钢板厚度 零部件中空化、小型化或复合化 提升车身结构强度，降低耗材用量 采用承载式车身和空间框架的结构，减少车身零件的数量 局部加强设计
②采用轻质材料（铝合金、镁合金、高强度钢、工程塑料和复合材料）
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铝合金
铝的密度约为钢的1/3，是应用最广泛的轻量化材料。 铝合金易加工，导热性好、耐腐蚀性好、强度高，同时具有
良好的吸能性。缺点就是焊接工艺性差，成本较高。 铝合金在车身上的应用正在扩大。越来越多的铝制轮毂和全
铝发动机也出现在各种车型上。 据美国铝学会的报告，汽车上每使用0.45kg铝就可减轻车重
• 镁的密度约为铝的2/3，在实际应用的金属中是最轻的。 • 镁铸件在汽车上使用最早的实例是车轮轮辋，镁车轮比铝车
轮轻20%以上。 • 车身上应用镁合金的实例有仪表板骨架、座椅、转向柱部件、
车门模块、中控台等。 • 德国HDO压力铸造和表面技术有限责任公司研发成功了一项
能够在镁合金表面进3.5kg，欧洲Audi每辆车使用镁合 金达到14kg，而国产汽车每辆用量平均仅1.5kg。
1kg，理论上铝制汽车可以比钢制汽车减重40%左右。 美国生产的汽车产品，1976年每车用铝合金仅39kg，1982年
达到62kg，而1998年则达到了100kg。
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时间系统
过去
现在
未来
资源丰富， 能源日益紧张，环境遭到 开发无污染
超系统（环境） 人与自然和 破坏，人们对安全性、舒 新能源
谐相处
适性、环保等要求更高
系统（汽车）
结构简单， 自重大，只 有赛车轻量 化研究
钢铁
子系统（车身）
在确保稳定提升性能的基 础上，节能化设计各总成 零部件，持续优化
轻量化…
各种新型交 通工具
奥迪A8采用ASF全铝合金车身，创纪录的使用了546kg的铝合金 材料，重量要比同等车型的钢制车身轻50%。 1990年9月开始销售的日本本田NSX车采用了全铝承载式车身， 比用冷轧钢板制造的同样车身轻200kg。
奥迪ASF全铝车身框架
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轻量化，就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可 能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性能，减少 燃料消耗，降低排气污染。
汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%～8% 汽车整备质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3～0.6 升 汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%
由于环保和节能的需要，轻量化已经成为世界汽车发展的潮 流。与欧洲汽车相比，中国乘用车重量高出5%～10%，商用车 重量高出17% 。轿车自重25%～30%在车身，车身的轻量化举 足轻重。
展望……
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车身轻量化-------设计、制造、材料技术的集成
结构优化 功能配置优化 材料技术
主要途径： ①通过设计软件优化设计和校核汽车结构的强度和刚度
减少钢板厚度 零部件中空化、小型化或复合化 提升车身结构强度，降低耗材用量 采用承载式车身和空间框架的结构，减少车身零件的数量 局部加强设计
②采用轻质材料（铝合金、镁合金、高强度钢、工程塑料和复合材料）
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铝合金
铝的密度约为钢的1/3，是应用最广泛的轻量化材料。 铝合金易加工，导热性好、耐腐蚀性好、强度高，同时具有
良好的吸能性。缺点就是焊接工艺性差，成本较高。 铝合金在车身上的应用正在扩大。越来越多的铝制轮毂和全
铝发动机也出现在各种车型上。 据美国铝学会的报告，汽车上每使用0.45kg铝就可减轻车重