汽车轻量化趋势如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2023/09/27 10:16

政策直接推动+电动化要求,汽车轻量化大势所趋。

1. 政策要求推动汽车轻量化

政策直接推动汽车轻量化发展,纯电动车减重需求更为迫切。2020 年汽车工业协会发布《节 能与新能源汽车技术路线图 2.0》,要求燃油乘用车整车轻量化系数于 2025、2030、2035 年 降低 10%、18%、25%,纯电动乘用车整车轻量化系数降低 15%、25%、35%,客车整车轻量化 系数降低 5%、10%、15%。汽车轻量化的公式为 = × × 103,其中 L 为车身轻量化系数, m 为白车身骨架重量(不包含四门两盖及前后挡风玻璃),kTG为白车身静态扭转刚度,A 为白 车身四轮的正投影面积(即轮距×轴距)。由于白车身静态扭转刚度和白车身四轮的正投影 面积难以大幅度降低,因此整车轻量化系数的降低主要取决于白车身骨架重量的降低,其中 政策对纯电动乘用车的要求最高,纯电动乘用车减重需求最为迫切。

政策要求燃油车节能减排,也间接推动汽车轻量化发展。2020 年汽车工业协会发布《节能 与新能源汽车技术路线图 2.0》要求货车油耗于 2025、2030、2035 年较 2019 年降低 8%-10%、 10%-15%、15%-20%,客车油耗降低 10%-15%、15%-20%、20%-25%;乘用车总体新车平均油耗 在 2025、2030、2035 年分别为 4.6L/km、3.2L/km、2.0L/km,其中传统乘用车新车为 5.6L/km、 4.8L/km、4.0L/km,混动乘用车新车为 5.3L/km、4.5L/km、4.0L/km。这一方面是要求节能 与新能源汽车的占比提高,汽车工业协会的目标是节能汽车与新能源汽车在 2035 年各占 50%;另一方面也是要求汽车本身节能减排,由于汽车轻量化能够显著降低汽车油耗,因此 间接推动了汽车轻量化的发展。

2.轻量化帮助燃油车节能减排,助力电动车提升续航里程

燃油车减重能够降低油耗,电动车减重则可以增加续航里程。汽车行驶过程中会受到加速+ 爬坡阻力、滚动阻力和空气阻力,分别占汽车受到阻力的 35%、40%和 25%,其中加速+爬坡阻力、滚动阻力与车身重量成正相关。对于燃油车来说,整车减重 10%可以降低 6%-8%的燃 油消耗、降低 4%的排放、减少 5%的制动距离、减少 6%的转向力、提升 8%的百公里加速度; 对于电动车来说,根据《电动汽车—能量消耗率和续驶里程—试验方法》和汽车功率平衡方 程式,可知其消耗的功率 P 与汽车重量 m 正相关,而续航里程 S 则与汽车重量 m 负相关,数 据表明电动车减少 2kg 可以提升 1.5%的续航里程,减重 150kg 则可以提升 12%的续航里程。

3.电动车的“里程焦虑”加速了轻量化进程

电动车电池系统更重,“里程焦虑”推动汽车轻量化。传统的燃油车发动机的重量较轻,最 常用的 4 缸发动机的重量在 90-160kg,6 缸发动机的重量在 140-200kg,8 缸发动机的重量 在 180-320kg。以宝马 3 系为例,其采用四缸发动机,整备质量为 1587kg,发动机系统的重 量占比约为 5.7%-10.1%。根据最新的 2022 年第 8 批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》 的数据,电动车电池的重量在 209-669kg,电池重量占比在 15.1%-28.3%之间,并且随着电 动车续航里程的提高,电池重量和整备重量有提高的趋势。在“里程焦虑”背景下,电动车 对轻量化的需求更为迫切,减重也是提高电动车续航里程、降低电池成本的重要途经。