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【文/專欄作家 冰封之城】當下，以奇瑞、力帆、眾泰、吉利等為代表的傳統汽車廠家開始進軍小型電動車領域，以往的小型電動車廠家在為這種趨勢得到汽車行業肯定而更堅定方向的同時，也開始憂心忡忡的喊“狼來了”！是的，看起來這些廠家的平臺、實力、資金、品牌、渠道等確實具有壓倒性的優勢，但事實真的是這樣嗎？又將如何面對這種局面，并找到一條自己的道路呢？本文將做一個系列性的探討，本期重點討論輕量化技術應用帶來的生產模式的改變。

 

　　一、輕量化帶來的生產模式改變

 

        傳統汽車經過100多年的發展進化，形成了以發動機技術、傳動技術和鋼板沖壓結構為核心技術壁壘的產業結構。其研發方向、結構設計、生產方式都是圍繞這一核心展開的。傳統汽油車的鋼板結構決定當下工廠的生產流程——沖壓、焊裝、涂裝和總裝，并相對應建立起強大的四大工藝裝備技術和生產能力。

 

        眾所周知，未來的電動車發展中，電機、電池供應商將迎來更大的機遇，這也意味著傳統發動機、變速箱領域的技術壁壘趨零。而以鈑金沖壓結構為核心的生產模式，或許又將被輕量化的技術發展和應用徹底改變。

 

　　汽車的輕量化，就是在保證汽車的強度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的整備質量，從而提高汽車的動力性，減少能量消耗。實驗證明，若汽車整車重量降低10%，燃油效率可提高6%—8%；汽車整備質量每減少100公斤，百公里油耗可降低0.3—0.6升；汽車重量降低1%，油耗可降低0.7%。

 

　　輕量化的主要途徑如下：

 

　　a.新材料在汽車上的應用

 

　　輕金屬的應用

 

　　高強度鋼的應用

 

　　非金屬材料的應用

 

　　b.結構小型化

 

　　c.先進特種成形工藝的應用

 

　　d.CAD/CAE在汽車結構設計上的應用

 

　　其中最重要的是新材料的應用和結構的小型化，這將徹底改變傳統汽車的生產模式和工藝路線。

 

　　1. 輕金屬在汽車上的應用

 

　　鋁、鎂、鈦合金材料是所有現用金屬材料中密度較低的輕金屬材料(鎂合金約1.74g/cm3, 鋁合金約2.7g/cm3，鈦合金約4.51g/cm3。而鋼的密度約7.8g/cm3)，因而成為汽車減輕自重，提高節能性和環保性的首選材料。

 

　　2. 非金屬材料的應用

 

　　非金屬材料的種類劃分

 

　　非金屬材料的種類劃分

 

　　汽車塑料使用量趨勢

 

　　每100kg的塑料可替代其它材料200～300kg，可減少汽車自重，增加有效載荷；

 

　　柔韌性較好，耐磨，避震，單位質量的塑料的抗沖擊性不遜于金屬；

 

　　復雜的制品可一次成型，生產效率高，成本較低，經濟效益顯著，如果以單位體積計算，生產塑料制件的費用僅為有色金屬的1/10 ；

 

　　車身部件按照功能可以大致分為兩種：車身覆蓋件和結構件。 所謂覆蓋件就是覆蓋在車身表面的部件，基本上從車外看到的部分都屬于覆蓋件，如車門、車頂、翼子板等等，通常起到美觀和遮風擋雨的作用，一般都用厚度不超過1毫米的鋼板沖壓而成。平時所說的某輛車鋼板的薄厚就是指這些部位。實際上這些部位對于車身強度的影響很有限，所以不能從車身覆蓋件的薄厚來判斷一輛車的碰撞安全性了。車身結構件隱藏在車身覆蓋件之下，對車身起到支撐和抗沖擊的作用，分布在車身各處的鋼梁是車身結構件的一種。

 

　　今后的車用材料，正由金屬向塑料方向轉化，可以預料，塑料在汽車工業上的應用將會越來越廣泛，開發并使用全塑汽車已不是夢想，一個塑化的汽車工業時代即將到來。對于小型電動車來說，小型輕金屬立體框架車身結構加非金屬材料覆蓋件的組合，將是未來的技術發展方向。同時也決定了，其工藝模式和生產路線將不需要傳統的四大工藝和高度集中的大規模化生產方式。

 

　　傳統汽車為什么不輕量化

 

　　傳統汽車不輕量化的主因在于成本平衡問題。汽油車每增加一公里續航里程，只需要加大油箱容積，其成本也就是在在油箱上增加一點鐵皮，或者一圈塑料，幾乎是可以忽略不計。如果通過輕量化來實現，則要付出不成比例的成本，比如，一臺為了輕量化的汽車，成本可能增加了10萬元，這就是成本與收益的不平衡問題。 另外，在這種技術路徑下，原來在四大工藝越完善，生產能力越強的廠家越難以發生改變。一是改變現有體系所付出的成本大，二是固有思維也難以改變。

 

　　同樣應用新材料，但與傳統車相比，小型電動車的輕量化更為重要，因為電動車變輕省的是在一定續航里程下的電池，也就是可以減少電池的量。而電池正是電動車里最昂貴的成本部分，因此，使用替代鋼板的新材料和新技術所增加的成本，可以用大幅度地減少電池的用量來平衡，那就是劃算的。

 

　　現在傳統汽車廠的電動車產品，大部分是用傳統車，拆掉發動機、變速箱，來做一個電氣化改造。且不說，這并不是一個專用的電動車車身結構，也不要講是按電動車的客戶需求來設計的，車身及電池的成本就必然很高，這就導致車的市場價格難以降低。

 

　　輕量化技術應用帶來的電動車生產模式改變，將是未來與傳統車廠家競爭中，第一個要抓住的核心問題。

 

　　本文作者是電動汽車行業一名資深的產品設計與研發專家。