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關(guān)于國家油耗法規，如果說(shuō)以前只是“光打雷不下雨”，那么現在是真的“狼來(lái)了”。2014年10月16 日五部委聯(lián)合發(fā)布的《加強乘用車(chē)企業(yè)平均燃料消耗量管理的通知》中明確列出了5項力度前所未有的懲罰性措施。面對如此壓力，無(wú)論是合資品牌還是中國品牌都面臨著(zhù)空前的挑戰。
作為降低汽車(chē)油耗的最有效手段之一，輕量化技術(shù)已被業(yè)界廣泛討論與應用，相比提升內燃機效率這項已經(jīng)做了很多年的工作，輕量化技術(shù)的潛力更大。然而技術(shù)瓶頸與成本壓力卻成為了中國品牌汽車(chē)輕量化之路上的最大阻礙。中國品牌與合資品牌的差距在哪？汽車(chē)輕量化的手段有哪些？中國品牌又如何選擇適合自己的技術(shù)路線(xiàn)，從而趕上國際先進(jìn)水平？7月8日，在蓋世汽車(chē)網(wǎng)舉辦的“2015汽車(chē)輕量化新材料和先進(jìn)工藝應用研討會(huì )”上，蓋世汽車(chē)記者采訪(fǎng)到了長(cháng)安汽車(chē)工程研究院副院長(cháng)曹渡，與其就中國品牌的汽車(chē)輕量化技術(shù)路線(xiàn)進(jìn)行了探討。
重新認知輕量化
曹渡表示，汽車(chē)輕量化勢在必行，主要有四大原因。其中，首要推動(dòng)力是政策，車(chē)企想要賣(mài)車(chē)，就必須滿(mǎn)足法規，某種程度上說(shuō)是被“逼”的。其二，其指出，汽車(chē)每減輕100千克，加速性能就可提升8-10%，制動(dòng)距離減少2-7米，可以提升汽車(chē)的安全性。因此“減重不僅僅是一個(gè)油耗的節約，還是一個(gè)綜合性能的提升，為整車(chē)的綜合性能和效益都有非常大的好處，這個(gè)就是我們要做減重的原因之二”曹渡說(shuō)。
此外，除了傳統內燃機車(chē)，新能源車(chē)也亟需減重，因為新能源車(chē)電池十分重，比如寶馬i3的電池重達280公斤，一般中國品牌純電動(dòng)車(chē)的電池凈重都需要300～400公斤才能達到150-200公里以上的續航歷程，所以新能源車(chē)的減重也到了一個(gè)刻不容緩的地步。否則，續航里程就受到限制，電池容量就必須要增大。
曹渡認為，汽車(chē)行業(yè)對輕量化的認識尚不充分。減重100千克，看似成本增加，實(shí)際上并非如此。其用相關(guān)分析舉例說(shuō)明，“一公斤的金屬用到車(chē)里，綜合成本大概是15～17塊，非金屬成本更高，約25-35塊左右。這樣一來(lái)，整車(chē)每減重1千克，實(shí)際上就能節省15～35塊。而這些錢(qián)就可以補貼到減重過(guò)程中的一些成本的上升。對于這一點(diǎn)，行業(yè)的認識不夠充分。”
輕量化“三步走” 材料混搭將成趨勢
與歐美汽車(chē)工業(yè)相比，中國的汽車(chē)工業(yè)還略顯稚嫩。曹渡直言不諱地告訴蓋世汽車(chē)網(wǎng)記者，中國的汽車(chē)輕量化技術(shù)水平與國外差距不小。然而憑借在國內外積累的豐厚行業(yè)經(jīng)驗，其總結出了一套適合中國品牌的汽車(chē)輕量化路線(xiàn)。
由于過(guò)去中國品牌在輕量化方面做的不夠，因此有很大的上升空間，可以通過(guò)設計的優(yōu)化來(lái)達到減重的目的。曹渡指出，設計優(yōu)化是最容易實(shí)現的輕量化手段，并且其無(wú)需花費成本，主要通過(guò)設計軟件以及對標其他品牌已經(jīng)應用的方案，并加以?xún)?yōu)化而實(shí)現。例如，雪佛蘭新科魯茲實(shí)現了減重約140千克，其中白車(chē)身減重74千克，除部分材料采用高強鋼外，設計優(yōu)化細節隨處可見(jiàn)，是典型的優(yōu)化設計案例。為此，油箱容積減小了8升，續航里程反而提升了100公里，后排縱向空間增加，頭部空間增加，行李廂空間增加，而總尺寸減少，售價(jià)和老款相差無(wú)幾。
俗話(huà)說(shuō)，萬(wàn)事開(kāi)頭難，而對于汽車(chē)輕量化來(lái)說(shuō)，卻是開(kāi)頭容易后頭難。曹渡說(shuō)，當設計優(yōu)化做到近乎極致后，進(jìn)一步輕量化則只能依靠新材料、新工藝、新技術(shù)。目前，使用最廣泛的材料仍然是高強度鋼/超高強度鋼，但由于鋼的密度達到7.8克/立方厘米，雖然其技術(shù)比較成熟，然而減重的幅度并不太大，更輕的鋁鎂合金的成本相對較高。更進(jìn)一步就是當前業(yè)界流行的“以塑代鋼”技術(shù)，實(shí)則就是玻纖復合材料，此類(lèi)材料已經(jīng)在尾門(mén)上有所應用。
重量最輕、強度最高，當然成本也最高者則當屬碳纖維。其強調，將來(lái)任何一種材料都不可能單獨在汽車(chē)上出現，而是多材料混搭將成為主流。這方面，最典型的一家車(chē)企就是寶馬，在寶馬i3顛覆了傳統的設計理念和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)理念，上車(chē)體全部采用碳纖維，下車(chē)體采用鋁合金，車(chē)身外覆蓋件基本采用工程塑料。
“材料應用的改變對于工藝也提出了新的要求”曹渡表示。寶馬i3車(chē)身50%以上采用碳纖維，從原絲到碳絲到零部件，其中沖壓工藝變成了高壓RTM工藝，并且取消了焊裝步驟，用黏接來(lái)代替；車(chē)身的總裝過(guò)程也完全不同與傳統工藝完全不同。而下一代的寶馬7系則采用了碳纖維與金屬混合材料的車(chē)身，更是車(chē)身開(kāi)發(fā)技術(shù)的一次革命。
曹渡描述中國品牌碳纖維輕量化技術(shù)的應用現狀時(shí)說(shuō)道：“中國品牌目前僅制作了一些展示用的碳纖維樣件或樣車(chē)，并沒(méi)有為了真正的應用去研發(fā)。我們應該從材料、工藝、 設計、評價(jià)、維修、回收的完整產(chǎn)業(yè)鏈上切實(shí)地開(kāi)展研發(fā)工作。”
“用、產(chǎn)、學(xué)、研”結合打造輕量化產(chǎn)業(yè)鏈
長(cháng)安自主品牌2014年轎車(chē)銷(xiāo)量77萬(wàn)輛，超越了長(cháng)城成為了中國品牌中的“老大”，今年上半年，其轎車(chē)銷(xiāo)量已經(jīng)達到約54萬(wàn)輛。處在這樣位置，曹渡認為：“長(cháng)安汽車(chē)有責任和義務(wù)來(lái)引領(lǐng)中國汽車(chē)輕量化技術(shù)的發(fā)展。”
目前，長(cháng)安汽車(chē)與中國科學(xué)院、中航復材，中復材以及湖南大學(xué)、東華大學(xué)等院校開(kāi)展合作碳纖維相關(guān)技術(shù)?，F在正在研制適于規?；a(chǎn)的碳纖維頂蓋和地板，同時(shí)也正在探究工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，希望將來(lái)能夠帶動(dòng)和形成完整的碳纖維輕量化技術(shù)在汽車(chē)上應用產(chǎn)業(yè)鏈。曹渡強調，整車(chē)廠(chǎng)本身只是一個(gè)應用單位，輕量化工作的開(kāi)展需要有市場(chǎng)帶動(dòng)。只有將用、產(chǎn)、學(xué)、研結合起來(lái)，才能夠有機會(huì )趕上世界水平。“當然，我對中國品牌汽車(chē)輕量化技術(shù)趕超世界先進(jìn)水平有著(zhù)足夠的信心”他說(shuō)。