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[会员灌水] 为汽车“瘦身减重”,汽车轻量化已经成为一种潮流

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发表于 2016-4-14 09:45:40 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    如今,越来越多的朋友不再迷信车越重越好的“金科玉律”了。
  随着豪华品牌对高端车型“瘦身减重”,汽车轻量化已经成为一种潮流。尤其是在去年10月全新宝马7系和今年1月份凯迪拉克CT6这两款主打轻量化的豪华旗舰车型上市以来,轻量化再度被热议。
  毫无疑问,大部分观点认为,在节能环保与油耗限值压力下,传统燃油车的轻量化是必然的趋势;而也有观点认为,轻量化技术含量高,在豪华品牌的高端车型上实施无难度,但是在大众化车型上实施轻量化并没有那么容易,因为除技术以外,制造成本高是最大的问题,成本高,市场售价自然会高,产品的市场竞争力相对竞品来说就会降低。
  正因如此,近期减重120kg的雪佛兰迈锐宝XL成了“明星”。因为,作为D级车的全新宝马7系碳纤维+铝合金材料的应用下才减重130kg,迈锐宝XL作为一款合资品牌的中高级车减重120kg,的确让人觉得“意外”。
  当然,迈锐宝XL成“明星”另一个重要原因是,合资品牌也都在打轻量化牌,但真真正正做轻量化的却不多。
  从某种意义上说,轻量化对于大部分合资品牌来说,依然是叶公好龙。
  
  轻量化为什么受追捧?
  权威实验表明,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,百公里综合油耗可降低0.3-0.6升。而且,汽车车身约占汽车总质量的30%,空载情况下,约70%的油耗用在车身质量上。
  所以,在发动机燃油技术达到一定极限之后,车身减重成为降低油耗最有效的方式。更为重要的是,轻量化还能提升车辆的安全性能。
  众所周知,汽车制动时消耗的能量与汽车质量成正比,汽车越轻,在以相同初速度刹车时,制动器要消耗的能量就越小,制动减速度就越快,制动距离越短,制动性能就会有明显改善,汽车主动安全性会变好。
  此外,汽车轻量化的实现和高强度且质轻材料的使用也分不开,车身刚性的增强也提高了汽车的被动安全性能。因此,可以说汽车轻量化有利于汽车安全性能的提升。
  由此可见,轻量化对每一个汽车品牌来说,都极具吸引力。通用、丰田宝马福特都在轻量化技术方面投入了大量资金并确定了轻量化目标。
  去年在法兰克福车展上,对于宝马i系列电动车续航里程,宝马CFO弗雷德里奇·埃希纳就曾表示,宝马的战略重点主要在轻量化材料电池方面,“我们并不认为为了达到更长的续航里程而让汽车载着数百公斤重的电池是合理的, 这并非(正确的)解决方案。我们认为不久的未来,同等重量的电池其能量将达到现在的两倍。”
  可见,不管是对传统燃油车,还对电动车,轻量化对车辆性能的提升作用是非常重要的。当然,这也是轻量化为何备受追捧的真正原因。
  轻量化很难么?
  理想很丰满,现实很骨感。
  用这句话描述当下的汽车轻量化情况再合适不过了。
  因为,对实施轻量化而言,核心在于车身安全设计以及轻量化材料的应用。但最大的掣肘也是恰恰在这两方面,因为,在轻量化的前提下,需要权衡制造成本。
  
  通过碳纤维和铝合金材料的应用,宝马新7系整备质量降低了130kg,凯迪拉克CT6白车身使用铝合金材质超过64%,车身减重94kg,但要知道,碳纤维、铝合金的成本要比大部分车用的钢高出很多,大众化车型的制造成本不足以支撑如此高昂轻量化材料应用。
  不过,对于豪华品牌旗舰车型来说,成本不是问题,可以任性。但对于大众化走量车型来说,制造成本是主机厂要着重考虑的。
  然而,庆幸的是,轻量化除可以用轻量化材料解决外,还可以通过车身架构设计优化来解决。通过查阅资料发现迈锐宝XL在轻量化就是重车身设计优化轻材料运用的策略。
  
  迈锐宝XL工程师利用CAE理念进行结构拓扑分析,得出结构刚度优化的重点区域(红色区域),进而对车身的该区域实施优化。比如通过CAE优化的重要碰撞的某个零件,根据区域以及受力的不同,其厚度也不同,这样做的目的,也是通过精准化“锻造”降低整个零件的重量。
  通俗地说,在保证车身安全的前提下,承受力大的地方着重加固,承受力小的地方进行“减重”。更有意思的是,迈锐宝XL的工程师还通过在非重要位置“打孔”,进行减重。
  尽管迈锐宝XL在车身上并没有用铝质材料,而依然使用的是超高强度钢,但通过优化设计,车身减重却达到了48kg。对汽车轻量化材料的选取,最流行的一句话就是“合适的地方用合适的材料”,所以,高强度钢依然是目前最合适的轻量化材料。
  
  因此,在某种意义上说,轻量化是殊途同归的“工程”,可以在车身设计与材料以及制造工艺等方面进行优化,但受技术水平、制造成本影响,每一款车型的轻量化策略可以是不同的。
  轻量化是不是叶公好龙?
  每一个品牌都意识到轻量化有诸多好处,但对轻量化技术应用却并不那么积极。
  前几天刷屏朋友圈的“让亲久等了”的全新迈腾,减重比在售车型降低了80kg,也就是说,即将上市的全新迈腾整备质量将由现在的1545kg降至1465kg,但相对于迈锐宝XL 1415kg整备质量来说,依然有点高。
  
  同为美系兄弟的蒙迪欧迈锐宝XL面前也多少吃了些轻量化的亏,因为除了轻量化对动力与操控的加成让迈锐宝XL直接PK账面数据比自己略优的蒙迪欧时还可略占上风,轻量化对降低油耗也是立竿见影的。搭载1.5T涡轮增压发动机迈锐宝XL百公里油耗为6L,而相同排量蒙迪欧油耗则为6.9L。
  如此大的差距的原因就在于,蒙迪欧整备质量是1540kg,而迈锐宝XL仅为1415kg——比蒙迪欧足足轻了125kg。按照汽车整备质量每减少100kg,百公里油耗可降低0.3-0.6L来计算,迈锐宝XL相对于蒙迪欧油耗低0.9L,是很优秀的数字。
  
  尽管轻量化降低油耗的效果喜人,但对于轻量化所带来的成本提高问题,我们也不能视而不见。通用的工程师透露,一台车每降低0.1升油耗,所付出的成本是1000元人民币。从这个角度上说,迈锐宝XL在制造成本上要远远高于蒙迪欧的。
  所以,从上述两例就可看出,尽管轻量化是趋势,但出于制造成本提高的影响,各品牌对轻量化颇有叶公好龙的意味。而且轻量化并不是简简单单的减重,而是对车辆设计、架构、安全、材料以及成本等多方面的系统化工程。
  也正是因为轻量化的复杂性与技术性,所以,很少品牌愿意为轻量化埋单——而这恰恰是愿意为轻量化埋单品牌的机会所在。
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