中国新能源汽车发展不能忽视车身轻量化

最近，国内油价已经完全突破了“8”。在高油价时代，能够“从容”面对油价的插电式混合动力汽车和纯电动汽车再次成为汽车行业关注的焦点。

一个值得关注的问题是，在我国目前对新能源汽车关键技术的规划中，对电机、电控和电池的重视程度较高，但在车身轻量化方面没有大的突破，急需各方关注并尽快统筹。

轻型车身对于传统内燃机汽车节能减排非常重要。数据显示，如果车辆重量减少10%，燃油效率可以提高6%-8%；

车辆每减重100公斤，二氧化碳排放量可减少约5克/公里。

2004年，作者参观了柏林一辆顶级豪华汽车的展厅。展厅负责人指着当时一辆售价数百万欧元的豪华轿车的车门告诉我，每个黄铜门把手只有1.5公斤重，车内的空调出风口也是一块厚重的纯金属片。毫无疑问，沉重的门把手会带来沉重的关门声和稳定的质感，但也会增加汽车的重量和油耗。

从当时的角度来看，这种由车重和油耗带来的豪华感是一个“粉丝”。然而，在汽车行业越来越重视节能减排的今天和未来，这种“重范式”已经越来越不适合消费者的理性需求和各国日益严格的排放法规。

不久前，笔者参观了位于慕尼黑的宝马landshut工厂。作为电动交通和轻型车身结构的技术支持中心，兰舒特工厂在宝马集团的生产网络中发挥着重要作用。该工厂的碳纤维增强塑料（CFRP）车间从事材料和工艺的开发以及高科技超轻碳纤维增强塑材料的制造。

事实上，碳纤维增强塑料在汽车零部件生产中的应用可以追溯到大约10年前。然而，由于成本高，它仅用于传统内燃机高性能汽车的车顶。随着电动汽车对轻量化车身提出了更高的要求，以平衡数百公斤电池组的附加重量，碳纤维增强塑料逐渐有了从卑微的配角转变为主角的可能。它在整个车身中的应用将从根本上改变传统内燃机汽车对钢板和镁、铝等轻金属的依赖。

据宝马公司负责碳纤维增强塑料项目的相关部门负责人介绍，常规材料很难与碳纤维加强塑料相比。这种特殊的复合材料结合了许多独特的优点。它由碳纤维围绕着塑料基体（树脂）组成，塑料基体坚固且非常轻，比钢轻约50%，但表现出相同或更好的性能，而且这种材料还具有耐腐蚀性。

在安全性方面，碳纤维增强塑料具有突出的能量吸收能力，因此非常耐碰撞。它是可以在不影响安全的情况下用于车身制造的最轻材料。这种高强度的秘密在于碳纤维的特殊抗撕裂性，这使其沿纤维方向具有很大的韧性。这种特殊的性能意味着它可以根据负载调整到最佳形状。正如在自然界中，动物骨骼或植物只在需要的地方形成厚厚的结构一样，专家只需要在需要保护的地方调整纤维的方向和用量，就能实现更好的安全保护。因此，碳纤维模块可以准确地满足使用要求，并保持非常轻的重量。与汽车钢板不同，这种特殊材料在一个方向上也可以表现出与钢板相同的强度，但在另一个方向具有良好的柔韧性。

值得注意的是，在使用这种材料的过程中，宝马公司开发了将分离的生产废物回收为工业级优质原材料的做法。该系统是世界上第一次，可以将相当大比例的碳纤维废物返回生产。通过特殊的精炼工艺，这种材料甚至可以用作主要原材料的替代品。

在碳纤维复合材料领域，可持续发展措施不仅包括回收利用，而且贯穿于整个生产过程。西格里碳纤维汽车有限公司（Sigri Carbon Fiber Automobile Co.，Ltd.）位于美国华盛顿州莫西湖，是SGL集团和宝马集团的合资企业。这家工厂使用的电力完全来自可再生能源和水资源。莫西湖生产的碳纤维在Sigri位于德国瓦克斯多夫的工厂进行加工，生产轻质碳纤维织物，这也是宝马landshut工厂制造CFRP部件的起点。2013年，宝马新电动汽车i3的碳纤维车身装配将在莱比锡工厂完成。I系列电动汽车将是首批实现量产的碳纤维车身汽车。

……

r.Reissuf，宝马集团董事长，最近在集团年会上表示：“汽车行业正在经历一场技术变革。在这场变革中，我们应该成为先锋和推动者。因此，我们正在实施两种看似不同但互补的政策：进化和革命。我们称之为高效内燃机和混合动力的进一步发展进化，称之为零排放个体运输和创新材料的生产、应用和创新服务革命。"

作者认为，展望未来电动汽车时代，碳纤维车身技术不仅是一种小规模的应用材料，也是一种重要的轻量化车身前瞻性技术，这也将影响未来的汽车设计，并给车身材料的演变带来革命性的影响。下一步，我们需要观察它在量产后应用和维护成本方面的表现，以及它的价格随着生产的扩大会带来多大的稀释效应，这将影响这项前瞻性技术的普及速度。

笔者注意到，目前国内一些自主品牌企业已经意识到车身轻量化这一话题的重要性。例如，奇瑞汽车与拜耳材料科技（中国）有限公司联合成立了汽车轻量化联合实验室，共同开发尖端材料技术。下一步，我们还应充分发挥国内研究机构、汽车协会等的作用，加快突破车身轻量化技术的研发和应用。

（编辑/董海荣）

免责声明：本文仅代表受访者个人观点，第一电气网对文章中的陈述、意见和判断持中立态度。本文版权归第一电气网所有，请转载，但请注明出处。最近，国内油价已经完全突破了“8”。在高油价时代，能够“从容”面对油价的插电式混合动力汽车和纯电动汽车再次成为汽车行业关注的焦点。

一个值得关注的问题是，在我国目前对新能源汽车关键技术的规划中，对电机、电控和电池的重视程度较高，但在车身轻量化方面没有大的突破，急需各方关注并尽快统筹。

轻型车身对于传统内燃机汽车节能减排非常重要。数据显示，如果车辆重量减少10%，燃油效率可以提高6%-8%；

车辆每减重100公斤，二氧化碳排放量可减少约5克/公里。

2004年，作者参观了柏林一辆顶级豪华汽车的展厅。展厅负责人指着当时一辆售价数百万欧元的豪华轿车的车门告诉我，每个黄铜门把手只有1.5公斤重，车内的空调出风口也是一块厚重的纯金属片。毫无疑问，沉重的门把手会带来沉重的关门声和稳定的质感，但也会增加汽车的重量和油耗。

从当时的角度来看，这种由车重和油耗带来的豪华感是一个“粉丝”。然而，在汽车行业越来越重视节能减排的今天和未来，这种“重范式”已经越来越不适合消费者的理性需求和各国日益严格的排放法规。

不久前，笔者参观了位于慕尼黑的宝马landshut工厂。作为电动交通和轻型车身结构的技术支持中心，兰舒特工厂在宝马集团的生产网络中发挥着重要作用。该工厂的碳纤维增强塑料（CFRP）车间从事材料和工艺的开发以及高科技超轻碳纤维增强塑材料的制造。

事实上，碳纤维增强塑料在汽车零部件生产中的应用可以追溯到大约10年前。然而，由于成本高，它仅用于传统内燃机高性能汽车的车顶。随着电动汽车对轻量化车身提出了更高的要求，以平衡数百公斤电池组的附加重量，碳纤维增强塑料逐渐有了从卑微的配角转变为主角的可能。它在整个车身中的应用将从根本上改变传统内燃机汽车对钢板和镁、铝等轻金属的依赖。

据宝马公司负责碳纤维增强塑料项目的相关部门负责人介绍，常规材料很难与碳纤维加强塑料相比。这种特殊的复合材料结合了许多独特的优点。它由碳纤维围绕着塑料基体（树脂）组成，塑料基体坚固且非常轻，比钢轻约50%，但表现出相同或更好的性能，而且这种材料还具有耐腐蚀性。

在安全性方面，碳纤维增强塑料具有突出的能量吸收能力，因此非常耐碰撞。它是可以在不影响安全的情况下用于车身制造的最轻材料。这种高强度的秘密在于碳纤维的特殊抗撕裂性，这使其沿纤维方向具有很大的韧性。这种特殊的性能意味着它可以根据负载调整到最佳形状。正如在自然界中，动物骨骼或植物只在需要的地方形成厚厚的结构一样，专家只需要在需要保护的地方调整纤维的方向和用量，就能实现更好的安全保护。因此，碳纤维模块可以准确地满足使用要求，并保持非常轻的重量。与汽车钢板不同，这种特殊材料在一个方向上也可以表现出与钢板相同的强度，但在另一个方向具有良好的柔韧性。

值得注意的是，在使用这种材料的过程中，宝马公司开发了将分离的生产废物回收为工业级优质原材料的做法。该系统是世界上第一次，可以将相当大比例的碳纤维废物返回生产。通过特殊的精炼工艺，这种材料甚至可以用作主要原材料的替代品。

在碳纤维复合材料领域，可持续发展措施不仅包括回收利用，而且贯穿于整个生产过程。西格里碳纤维汽车有限公司（Sigri Carbon Fiber Automobile Co.，Ltd.）位于美国华盛顿州莫西湖，是SGL集团和宝马集团的合资企业。这家工厂使用的电力完全来自可再生能源和水资源。莫西湖生产的碳纤维在Sigri位于德国瓦克斯多夫的工厂进行加工，生产轻质碳纤维织物，这也是宝马landshut工厂制造CFRP部件的起点。2013年，宝马新电动汽车i3的碳纤维车身装配将在莱比锡工厂完成。I系列电动汽车将是首批实现量产的碳纤维车身汽车。

……

r.Reissuf，宝马集团董事长，最近在集团年会上表示：“汽车行业正在经历一场技术变革。在这场变革中，我们应该成为先锋和推动者。因此，我们正在实施两种看似不同但互补的政策：进化和革命。我们称之为高效内燃机和混合动力的进一步发展进化，称之为零排放个体运输和创新材料的生产、应用和创新服务革命。"

作者认为，展望未来电动汽车时代，碳纤维车身技术不仅是一种小规模的应用材料，也是一种重要的轻量化车身前瞻性技术，这也将影响未来的汽车设计，并给车身材料的演变带来革命性的影响。下一步，我们需要观察它在量产后应用和维护成本方面的表现，以及它的价格随着生产的扩大会带来多大的稀释效应，这将影响这项前瞻性技术的普及速度。

笔者注意到，目前国内一些自主品牌企业已经意识到车身轻量化这一话题的重要性。例如，奇瑞汽车与拜耳材料科技（中国）有限公司联合成立了汽车轻量化联合实验室，共同开发尖端材料技术。下一步，我们还应充分发挥国内研究机构、汽车协会等的作用，加快突破车身轻量化技术的研发和应用。

（编辑/董海荣）

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