新能源汽车想要跑的“持久”的关键是什么

编者按

汽车行业正在发生结构性变化，正在经历新能源汽车对传统燃油车的替代中，2017年，传统燃油车产销约3900万辆，其中新能源产销约77万辆。据计算，到2030年，汽车年产销约达到3500万辆，届时新能源汽车将达到约1700万辆。依上述数据计算，未来12年，新能源汽车产销年均复合增长率(CAGR)为29%。

相关研究得出，重量的减轻直接意味着续航里程的增加。纯电动汽车整车重量若降低10kg，续驶里程则可增加2.5km。提升电动汽车的续驶里程，除了加强电池和驱动系统外，与车身轻量化的程度也是密不可分的，而车身轻量化最明显的特征就是材料的选择。目前，应用于新能源汽车的轻量化材料主要有高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维等几种。

下面就对几种轻量化材料的特性及应用做出梳理，供大家参考。

1.轻量化材料——高强度钢

应用于新能源汽车领域的高强度钢根据强化机理的不同，可分为普通高强度钢和先进高强度钢，先进高强度钢延塑性更好，在满足工艺性能的同时也具有更高的轻量化潜力。

目前，国际主流车型的高强度钢占车身的比例已达70%以上，其中自主品牌中高强钢的应用已达45%。据了解，中国是高强度钢应用最普遍的国家，车身使用比例接近50%，预计未来可高达60~65%。但超高强度和先进高强度钢大幅落后，目前使用比例仅有5%，预计未来将有3倍提升空间。

业内专家认为，在抗碰撞性能、加工工艺和成本方面，高强度钢相比铝、镁合金具有明显的优势，能够满足减轻汽车质量和提高碰撞安全性能的双重需要。从成本与性能角度看，是目前满足车身轻量化、提高碰撞安全性的最佳材料。

2.轻量化材料——铝合金

铝的密度仅有钢铁的1/3，导热性却比铁高出3倍多。最值得一提的是，铝代替钢的结构设计优化可以实现二次减重，减重效果为50%~100%。相关研究表明，汽车使用1kg铝可替代自重2.25kg的钢材，减重比例高达125%，整个使用寿命周期内可减少废气排放20kg。由此可见，铝合金凭借其高强度、可循环性、耐腐蚀、密度低等优质性能成为汽车减重首选材料。铝材在汽车上的使用量将快速增长，汽车用铝进入黄金期。

3.轻量化材料——镁合金

镁密度小，甚至比铝轻1/3，其比强度(抗拉强度与密度之比值)较铝合金高，导热性好。另外，镁合金尺寸稳定性好，易于回收，具有良好的切削加工性和减振性。

众所周知，中国镁的产量占全球大约75%以上，让新能源车实现车身轻量化带来了方便。中国汽车工程学会做了一个节能与轻量化路线图，预计在未来10年左右，镁应用在高端车上能突破100公斤/每辆，在普通车上面能够突破20公斤/每辆。

国内目前已有多家公司试制镁合金车身，更有专家认为，镁合金车身可能会成为汽车轻量化的主流车身材质。

4.轻量化材料——碳纤维

碳纤维力学性能优异，密度不到钢的1/4，抗拉强度却是钢的7~9倍，是唯一一种在2000℃以上的高温惰性环境中强度不下降的物质。

未来几年我国碳纤维需求量将进入快速增长期，预计到2020年国内碳纤维的需求将达25000吨，年均增长速率约15.5%。而工业领域的需求上升将更为突出。

这场由新材料、新工艺和新设计驱动的汽车工业革命，也将会随着新能源汽车的普及，进而深层次的影响全球汽车产业的格局。随着轻量化材料技术的不断进步，它将为新能源汽车的发展带来更多的可能性。

随着家庭平均汽车保有量的迅速增长，汽车给整个社会带来的能源、环境、交通和安全方面的压力日益增大。尽管汽车在轻量化、电动化、排放控制技术和安全技术方面已经有了长足的进步，尤其是近几年互联网和通信技术在汽车的独立驾驶与智能化方面提供了极大的发展和创新的空间，但诸多的发展也给汽车产业带来了无限的挑战。