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车用轻量化材料是未来汽车发展的必然趋势吗?且看数据说话
2015-06-08 14:57:51 作者:本网整理来源:

  车用轻量材料的基础知识已被大家熟知,那么这些车用轻量材料有没有美好的前景呢?且看数据说话。

  汽车为什么要轻量化?

  我们知道汽车轻量化有很多好处:

  1:省油省钱。车越重,百公里油耗就越高,花销就越大。油耗多个2-3升,一升按6块算,油钱就比别人多近20块。

  2:环保。汽车轻了,油耗少了,尾气少了,碳排放也少了。

  3:性能和安全。减下来的重量可以增加安全设备、电子信息设备等等,提供汽车的性能和安全。汽车减重可以提高其加速性能;顶部和车门减重,可以降低汽车重心,增强稳定性;前部减重,可以使汽车重心后移,改善操纵性能。

  4:续航能力提高。对于新能源汽车来说,续航能力不足是一个极大的短板。轻量化无疑可以缓解这个困境。

  5:缓解能源危机和能源安全危机。

  如何实现轻量化呢?

  可以有几种实现途径,而采用轻量材料是其中重要的办法。常用的轻量化材料并不太多,可以分为金属和非金属两大类。前者包括高强钢、钛合金、铝合金及铝基复合材料、镁合金等等,后者包括碳纤复合材、玻纤复合材、精密陶瓷、高性能塑料等等。

  减重效果如何? 且看美国能源部的数据:

 

 
 减重会带来哪些好处呢?

  有数据统计显示,汽车每减重10%,燃效就可提高6-8%。像镁合金、碳纤维复合材的减重效果比较明显。

  且看麻省理工Charles Fine教授的一份报告里的图。

  这张图的横坐标是减重效果,而纵坐标是替换之后带来的成本。很显然,大致有一个规律:减重效果好的代价也相对较大。最下边的是高强钢,成本基本不上升,不过减重效果一般。最上边的是碳纤维,虽然减重效果是杠杠的好,但是每公斤成本要增加100来块!

  这张图的横坐标是各种轻量材料的减重效果,纵坐标是成本减去节省的油钱,也即净成本。它是以这样的标准来计算的:车重1300千克,27.5每加仑英里的油耗(大约8.6L每百公里),12年的使用寿命,每年跑1500英里,利率15%。按这么个算法,目前也就使用高强钢能够赚回来一点,其他的都是亏本生意。

  并且,再退一步讲,即使是不差钱,轻量化也远不是只将钢铁材料换成轻的材料那么简单。下面是部分轻量材料的优劣势对比表:

除了成本比钢要贵一点,部分轻量材料在性能上还存在一定的缺陷。但更大的代价或许还是来自生产环节。

  综上所述,那是不是轻量材料在汽车业到底有没有广阔的前景呢?

  于汽车制造商来说,轻量化并不是一个选择题,因为政府已经帮他们选了。

  上表是工信部官网公布的主要国家和地区燃料消耗量标准目标对比。非常明显,几个主要大国都对汽车的油耗都有了一个明确的限制规定。

  除了降低油耗之外,碳排放也同样有限制指标。我国目标是在2020年CO2排放约为120g/km。

  从这些数据来看,尽管汽车制造商的压力还是蛮大的,轻量材料存在着种种的不足,但它是未来汽车材料应用的必然方向。

 

 

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