王智文：以设计牵动汽车轻量化技术的发展

我国的汽车产销量逐年递增，预计到2015年，自主品牌汽车年保有量将达1.2亿万辆，快速发展的汽车产业带动了诸多相关产业的发展，也带来环保、节能等方面的问题，其中汽车轻量化技术的开发潜力倍受整车企业及相关上下游的关注。本期邀请中国汽车工程学会产业研究院运行总监王智文先生，深入剖析汽车轻量化发展的核心与思路。

轻量化已经成为汽车产业可持续发展的一个重要课题，请您介绍一下我国汽车轻量化技术的发展现状？

20多年来，我国汽车产业一直在提“轻量化”的问题，那么到底什么是轻量化。铝镁合金的应用，先进制造技术如内高压成形、精密铸造、离心铸造及薄壁铸造等都属于轻量化的范畴。确切地说，汽车轻量化就是指在保证汽车产品使用、安全等性能和成本控制的前提下，轻量化设计技术、轻量化材料技术及轻量化制造技术三大技术的有机结合，通过三大技术的集成与应用，实现汽车的轻量化。

分析汽车行业形势，前几年出口形势严峻，行业专家总结发现：在保证汽车高的安全性、舒适性、稳定性及操控性之上，制造技术、新材料、新工艺需实现高效节能，满足排放法规要求。就发动机来讲，其是传统的核心部件，提高改进的潜力非常有限。而整体水平的提升，依赖因素很多，如汽车电子、发动机高压共轨、整车轻量化水平等。数据统计发现，目前我国汽车平均燃油效率还不算太高，急切呼吁业内提高汽车轻量化的水平，提升节能、环保、安全水平。

2006年后，整车轻量化设计在欧洲一些车身会议上被提出，除先进制造技术，轻质材料也在提，轻量化的理念逐渐成形。当时国内企业常遇到一些问题，如发动机、变速器及底盘部件等，其制造本身差距较明显，比如加工精度、模具、整个装备等，体现在安全与节能两个方面，这些问题也正是轻量化要解决的问题。在2005年~2006年相关筹备工作的基础上，为逐步缩小国内外技术差距，提升国内整车水平，2007年12月汽车轻量化技术创新战略联盟成立，主要由一汽、东风、长安、奇瑞、吉利这五大整车企业牵头，其他企业配合来做，联盟的成立一方面投入共性技术的需求及目标调研，另外一方面符合国内外发展潮流。可以这么说，配合国家自主创新工程，轻量化联盟是一个很好的解决模式。

汽车制造领域的轻量化技术与材料、热加工成形技术及工艺密不可分，这些方面有哪些最新的进展？

最关键是轻量化设计技术。设计起牵头作用，设计考虑选材、工艺及外形等，通过不同的轻量化分析（结构分析、CAE模拟、流动分析），来保证其力学性能和其他参数要求。轻量化新材料（铝镁材料，非金属材料）方面，亟需解决的是应用问题。目前，国内非金属材料在单车中应用＞100kg。传统用钢升级后提出高强度钢，超高强度钢。材料性能的提高对模具性能的要求随之提高，成形难度也加大，如成形回弹、热冲压、热温成形、低强度成形后加工硬化、热成形模具等。

再就是生产线，汽车产业是技术集成行业，属于下游行业，上游面临众多材料的加工制造。也就是说，汽车轻量化并不完全是整车企业的问题，如第三代高强度汽车用钢，高强度、高韧性，实验成功到生产应用，需要相关行业配合解决。为满足未来市场的需求，迫使国内企业通过技术革新，制定新的发展规划，而汽车轻量化技术是实现节能减排的一种重要手段，其作用、贡献度和潜力巨大。

记者：在汽车轻量化的实施思路方面目前有没有清晰的战略规划？

王总监：在未来的国际竞争中，轻量化有着重要的历史使命，通过轻量化联盟就是解决高校与企业、企业与行业间的现实问题，以及产学研的问题。第一，通过目标车型。第二，通过联盟协调整车企业与相关企业间的依赖和竞争关系。使共性技术得到迅速解决，加快汽车产业发展，提高企业竞争力和产品节能安全水平。

目前联盟企业扩充到16家。除上述5家外新扩充上汽、北汽及长城共八大整车企业，基本上覆盖了全国汽车产销量的80%。用钢方面，伙伴单位27个（鞍钢、武钢、马钢等）。对汽车用钢开发时，要求：一工艺稳定。二新产品更新研发要超前。三产业链需延伸到更深的层面。从原钢、钢板、成形技术、零部件到小总成，从冶炼到成本控制，产品附加值逐步提高。

联盟目前主要突破轻量化六大技术难题：一多目标轻量化参数化设计技术与开发。二先进超高强度钢热冲压成形技术。三超高强度钢成形技术。四非金属增强纤维复合材料前端模块集成。五轿车铝合金的开发与应用关键技术。六汽车轻量化共性平台建设：①建设汽车轻量化共性数据库，包括关键材料，钢板、铝合金、复合材料及关键零部件，以及共享机制等。②技术平台标准与规范。产品设计技术、检测技术，检测手段。③汽车轻量化的发展战略。分析国内外未来发展方向，提出未来轻量化的战略规划、路线及目标。

此外，为推进轻量化技术进步，轻量化联盟目前也在积极推进培训、研讨及年会。联盟总体目标为2013年前，实现整车车重比2009年减5%~10%，商用车减重＞10%。

加快国内汽车企业轻量化技术研究和应用步伐，有哪些最新的实施案例？

许多新技术在国内实现应用。如一汽轿车B50、 B70实现激光拼焊板应用，即同一钢号不同系列、不同强度与厚度板材将其拼焊到一起；如重庆长安开发铝镁合金缸体，单车用量突破25kg；再如传统用铸铁，现在改用铝镁合金的铸造等。

谈到发展趋势，轻量化在制造技术上在逐步延伸。在制造部件上，从车身、底盘、到车轮毂等滚动系统。传动系统，从发动机到曲轴、连杆对整个轻量化，传动效率的影响不容忽视。总之，轻量化技术是个范畴很大的集成化技术，相关影响因素很多。当前汽车轻量化倍受企业、行业重视，解决好轻量化问题，势必促进我国汽车行业迈上新的发展道路。