轻量化优势明显、趋势明确。
汽车行业节能减排对于实现双碳目标意义重大。为了维护生态环境并实现可持 续性发展，我国于 2020 年提出了双碳目标，即 2030 年碳达峰与 2060 年碳中和。汽 车行业的低碳发展，对于实现双碳目标会起到重要的作用，因此节能减排成为了汽车 行业的发展方向。 降低油耗和提升续驶里程是行业的发展方向。2020 年由中国汽车工程学会发布 的《节能与新能源汽车技术路线图（2.0 版）》提出 2025/2030/2035 年乘用车（含新 能源）新车油耗将分别达到 4.6L/200km、3.2L/200km、2.0L/200km，传统能源乘用 车新车平均油耗分别达到 5.6L/200km、4.8L/200km、4L/200km 等要求。油耗标准 趋严推动行业朝着节能减排的方向发展，因此降低油耗是车企一直追求的目标；轻量 化有利于提升新能源汽车续驶里程，是新能源车企的重点发展方向。
汽车轻量化是节能减排最直接的方案。汽车轻量化是在保证汽车强度和安全性能 的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量。汽车的动力来自于发动机或电机，汽车的 整备质量越大，克服滚动阻力、空气阻力所需要的动力也越大，因此要实现更低的油 耗和更高的续驶里程，降低汽车的整备质量是最直接的方案。 汽车轻量化可显著降低油耗。通过在车辆动力性能保持一致的情况下，调整车辆 的整备质量，发现在 UDC 循环工况下，整备质量每减少 100kg，百公里油耗下降 0.44- 0.58L；在 EUDC 循环工况下，整备质量每减少 100kg，百公里油耗下降 0.28-0.42L； 在 NEDC 循环工况下，整备质量每减少 100kg，百公里油耗下降 0.37-0.43L。汽车轻 量化对于车辆降低油耗的效果较为显著，是汽车行业实现节能减排的关键路径。 汽车轻量化可明显提升续驶里程。对于电动轿车，A 级车和 C 级车每降低 100kg 整备质量，续驶里程可分别增加 12.3km 和 13km。若动力电池以外部件降重 10kg，并 将质量分给动力电池，动力电池能量密度按 138Wh/kg 计，保持整车的整备质量不变， 则 A 级车和 C 级车的续驶里程将分别增加 12.5km 和 9.3km。汽车轻量化对于电动车 提升续航里程起到重要的作用。
低整备质量可变相节约动力电池成本。根据《电动轿车续驶里程的影响因素及 仿真研究》，针对整备质量为 1485 千克、电池电量为 47.3kWh、续驶里程为 290.6 公里的 A 级乘用车，在无能量回收的情况下，整备质量与续驶里程的关系为△S=- 0.12△M+290.6，即每降重 100 千克可增加 12 公里的续驶里程。若保持续驶里程不 变，则对应电池电量可降低 1.95kWh，以此可节约车辆上搭载的动力电池的成本。 2022H1 全球动力电池单 kWh 价格为 1104 元，即每降重 100 千克可节约动力电池 成本 2152.8 元。
目前主流轻量化材料为高强度钢、铝合金、镁合金以及复合材料。高强度钢具有 强度高、塑性好、韧性好以及成本低的特点，被广泛应用于客车的车身结构中，但相 对于其他轻量化材料存在着减重效果不明显的缺点。铝合金材料同时具备低密度和高 强度的特点，使其成为目前最具发展优势的轻质合金材料，主要应用于汽车缸盖、缸 体等部件。镁合金是目前工业应用中最轻的金属材料，密度仅为钢的 2/9,铝合金的 2/3，抗冲击性能较好的特点使其有助于改善汽车的 NVH 性能。碳纤维复合材料减重 效果较单一的金属合金更高，但由于成本较高导致碳纤维复合材料未能广泛应用。
铝合金是最具经济性的轻量化材料。通过将 100kg 普通钢替换为铝合金材料， 材料成本将上升 862.15 元，而在续驶里程不变的情况下可节约的动力电池成本为 796.71 元。综合考虑材料成本和电池成本，铝合金的降重成本为 1.00 元/千克，铝合 金材料的降重成本较低，有望将在汽车轻量化的趋势中充分受益。
材料差价与动力电池价格决定铝合金渗透速度。在当前铝材和钢价的差价为 35.27 元/千克（钢价为 5.35 元/千克、铝价为 40.62 元/千克）且动力电池价格为 1104 元/kWh 时，铝合金的降重成本为 1.00 元/千克，铝合金的降重成本主要取决于铝材 与钢材的差价以及动力电池的价格。经我们测算，若动力电池价格不变，差价小于 33.36 元/千克时，使用铝材较钢材更具备经济性；若差价不变，动力电池价格大于 1195 元/kWh 时，使用铝材较钢材更具备经济性。
