汽車的輕量化是在保證汽車強度和安全性能的前提下,盡可能降低汽車的整體質量,全面提高汽車的動力性、經濟性和環保性。實驗證明,汽車質量減少了一半,燃料消耗減少了近一半。就電動汽車而言,目前三元電池的能量密度只能達到160wh/kg左右,磷酸鐵鋰電池的能量密度更小。進一步提高能量密度將大大降低電池的安全性,因此配備50度電量的汽車的電池重量將達到312.5公斤左右。此外,永磁同步電機的重量將遠遠大于燃油發動機的重量,這將極大地影響電動汽車的行駛里程。
輕量化是汽車工程師面臨的一個嚴肅課題。各大汽車廠以VAVE為主要技術指標,甚至成立了專門的輕量化部門。一些汽車研究機構和汽車工業園區成立了專門的汽車輕量化研究所。2020年10月,在工業和信息化部的指導下,中國汽車工程學會組織全行業1000多名專家修訂編制的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》明確提出了汽車輕量化的目標。可見,汽車的輕量化已成為汽車發展的趨勢。輕量化水平除了動力性和經濟性外,還體現了主機廠的技術和品牌領先地位;中高端汽車,輕量化水平會更高。奇瑞小螞蟻推出全鋁車身,寶馬i3和寶馬7系使用碳纖維超過10件。
輕量化方法包括輕量化材料、輕量化工藝和輕量化設計。汽車材料主要通過汽車的輕量化為經濟改善做出貢獻。理論分析和試驗結果表明,輕量化是改善汽車燃油經濟性和電動汽車續航的有效途徑。為了滿足汽車輕量化的要求,一些新材料應運而生,應用前景廣闊。
此外,鋁、鎂合金、碳纖維等輕量化帶來的高成本是一些汽車企業無法商業應用的根本問題。如圖1所示,從A點到B點是我們最想做的事情,既減肥又降低成本;從B點到C點,我們需要權衡成本增加,以提高輕量化收入;從C到左,成本大幅增加,不能使用。
從《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》可以看出,輕量化是國家汽車戰略的一部分。
除了車身輕量化,科技的發展和技術的進步也為線束等其他部件輕量化開辟了道路,成本低,效果明顯。
線束輕量化材料取得突破。
1.固定線束。
汽車零部件的連接一般采用螺栓連接、焊接、卡接等。,而傳統的線束與車身的連接往往采用卡接形式,工藝復雜,重量大,如下圖所示:
2.線束捆扎。
傳統的汽車線束一般采用膠帶、套管、波紋管等線束捆扎,捆扎困難。并增加了線束的重量,而新式推出的袖帶具有良好的靈活性。可有效減輕線束的重量,減少外圍直徑,適用于各種線束的捆扎。
3.自卷管取代塑料波紋管,不僅減輕重量,而且耐磨,而且相對柔軟。
4.發動機艙采用泡棉代替傳統橡膠注塑產品,實現輕量化設計。