汽車輕量化的“舍”與“得”

□ 胡立彪

汽車作為能耗和排放大戶，是節能減排工作重點關注的對象。目前，從使用環節看，通過較為嚴格的政策手段加強管理，節能減排效果已經顯現，但在生產環節，節能減排成效并不理想。比如，實現輕量化進展并不順利，相比汽車發達國家還存在較大差距。

輕量化被認為是汽車節能減排最直觀、最現實的有效途徑。研究數據顯示，就燃油車而言，汽車整備質量每減少10%，燃油效率可提高6%～8%，排放量減少3%～5%。；就電動汽車而言，車輛整備質量每減少10%，續航里程將提升5%～6%。不言而喻，廣泛采用輕量化技術，能使汽車兼具更高效的動力和更好的用能經濟性。而且，輕量化趨勢下，整車的制動性能、加速性能及最大時速等動態數據也會有更好的表現。

汽車輕量化的第一選擇是使用輕質材料。目前，許多汽車制造企業使用了先進的高強度鋼材，相比使用傳統鋼材，可以減少車重25%～39%，這就使得車輛在全生命周期內可減少溫室氣體排放2—3噸。世界鋼鐵協會下屬機構世界汽車用鋼聯盟曾搞過一個名為“未來鋼質汽車”的研究項目，結果顯示，高強度鋼替代碳素鋼可減重10%～60%；鋁合金替代鋼和鑄鐵可減重40%～60%；玻璃纖維增強材料替代鋼可減重25%～35%；鎂合金替代鋼和鑄鐵可減重60%～75%，替代鋁可減重25%～35%。

在實現輕量化的過程中，與“使用什么材料”同樣重要的，是“怎樣使用材料”。后一問題涉及的是汽車優化設計。事實上，從更完整的意義上理解，汽車輕量化是在滿足汽車使用要求、安全性和成本控制要求的條件下，將結構輕量化設計技術與多種輕量化材料、輕量化制造技術集成應用實現的產品減重。比如，2021年3月，特斯拉率先在Model Y車型上采用一體壓鑄后底板技術，替代了傳統的沖壓焊接工藝，將原先的70多個零部件精簡至兩個，車輛后部基本重量減輕了30%，制造成本降低了40%。這一做法形成了示范效應，沃爾沃、奔馳等外資車企及蔚來、理想、小鵬等國內車企也陸續在自家的一些車型上采用了這一工藝。

正是考慮到輕量化對汽車產業實現綠色發展具有極其重要的意義，我國政府高度重視做好這一工作。2020年10月，由工業和信息化部指導、中國汽車工程學會主導修訂的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》發布，路線圖圍繞產業總體布局制定了9個技術方向，其中之一就是輕量化。根據路線圖，輕量化領域以完善高強度鋼應用體系為重點，中期以形成輕質合金應用體系為方向，遠期以形成多材料混合應用體系為目標。對于輕量化系數總體目標，要求2025年/2030年/2035年燃油乘用車輕量化系數分別降低10%/18%/25%，純電動乘用車輕量化系數分別降低15%/25%/35%。

不過，目前我國汽車輕量化技術實力較弱，汽車輕量化材料的單車應用量也明顯較小。特別是電動汽車領域，對標國外先進產品，還存在較大差距：我國電動乘用車普遍偏重10%～30%，電動商用車普遍偏重10%～15%。這對新能源汽車續航里程的增加和節能減排的預期形成一定制約。以現在的技術進度和政府推進情況看，實現路線圖劃定的目標，存在不小的難度。

造成目前不利局面的一個重要原因是企業動力不足。一方面，汽車輕量化更多體現為社會效益，而企業自身可獲效益并不明顯；另一方面，無論是尋找便宜且性能卓越的替代材料，還是通過創新設計優化結構提高材料利用率，均需要花費巨大成本。

要調動企業積極性，需要發揮“看得見的手”的作用。政府方面要根據汽車產業輕量化發展的趨勢和特點，制定出臺支持汽車輕量化的專項政策。將整車的能耗、能源類型、汽車生產與應用的全過程排放有機結合起來制定財政支持政策，并且區別對待新能源應用、清潔能源應用和傳統能源應用，把部分社會效益轉化為對在輕量化上取得成績的企業的支持。只有這樣才能調動汽車企業提升輕量化水平的積極性。

當然，實現汽車輕量化，最根本的還要靠汽車企業的努力。汽車企業要改變觀念，突破固有思維，不斷接受產品結構創新、新材料應用、新工藝及整個開發流程創新的變革理念，還要學會舍得辯證，敢于以下成本的投入研發之“舍”，換取輕量化技術之“得”。希望更多車企把眼光放長遠，放下思想包袱，加快技術創新，在汽車輕量化的路上大膽前行。

《中國質量報》【車國春秋】