轻量化评价指标混乱 国内比国际技术水平尚有差距

肖莹

汽车电动化、轻量化、智能化、分享性一直被行业看做是未来汽车的发展方向。其中,电动化是其它三化的基础,轻量化则又是助力电动化发展的重要因素。近两年,越来越多的整车企业和零部件企业开始关注、研究轻量化技术,也取得了一定的成绩。那么,为什么要轻量化、轻量化的技术发展趋势是什么,以及如何评价轻量化?在2016年国际电动汽车及关键部件测评研讨会上,北汽新能源新技术部副部长杨宇威做了如下分享。

轻量化评价指标混乱 国内比国际技术水平尚有差距

北汽新能源新技术部副部长杨宇威

为什么要轻量化

轻量化是节能减排的一个有效的措施,国外的相关评价表示,轻量化对于节能减排的贡献排在第二和第三位左右。对于传统车的作用,就是帮助燃油汽车减少排放;对于电动汽车方面,好处较多:电量的节省、经济性的增加、电池成本的降低、续航里程增加等等。

因为电池的原因,电动汽车重量比传统汽车增加很多,所以在业界有一个共识,电动汽车相比于同级别的传统车增重5%就算领先水平、5%到10%是先进水平、10%到20%是一般水平、20%到30%是低水平,再后面就没有价值。我国的情况是乘用车普遍重15%到30%,商用车10%到15%。这就伴随着能耗和调控难度增加。

轻量化的技术及重点发展趋势

轻量化主要包含三个方面,轻量化的设计、轻量化的材料和轻量化的制造,也就是轻量化的工艺。只有把这三方面进行一个系统的结合,才能真正说做到了轻量化。车身的轻量化,不管是国内还是国际都研究的比较多。从汽车发展的角度,全钢车身是最多的,接下来的发展路径是从全钢车身到应用很多的高强钢,再发展到钢铝混合,发展到多材料。

例如碳纤维,宝马经过不断的验证,综合考虑成本和产业化,最终选择复合材料的车身,代表的就是宝马7系。目前国内处于什么样的水平呢?基本上还是处在一个钢铝混合车身的研发阶段,我国的轻量化的水平和国外还是有一定的差距。

对轻量化的评价

对轻量化的评价可以总结为两大方面,一方面是轻量化水平,一方面是轻量化效果。目前,轻量化的水平评价指标很多,给行业造成了一些困扰,到底以哪个为基准,轻量化的系数还是整车密度等等。当前业界用的比较多的是轻量化系数,这个标准主要针对车身,是由宝马首先提出来的。优点再于结合了车身尺寸和性能综合评价,但也有一定的局限性,例如只针对车身,如果考虑别就不适用。国内也做了一些工作,在2014年9月,中国汽车学会轻量化联盟制订了一个规范,但是仅仅也是只针对了承载式车身,非承载式车身,越野车计算起来就是不一样的,最终没有一个统一的规定。所以,综上所述,整体业界应该说缺乏一个对轻量化水平评价的完整系统的基础,这个也是现在需要通过对测试大量数据积累达成指导业界的统一标准,这不光是主机厂要做的,也是需要全行业一块来做的事情。

轻量化评价指标混乱 国内比国际技术水平尚有差距

在轻量化的效果方面,北汽利用速腾进行测验,发现每减重10%,对新能源汽车来讲,百公里加速提升6%左右(这个后面会通过大量的数据验证)。对制动的影响,整车质量和制动性能关系不是很大,也是根据速腾满载和空载情况的实验,基本制动的距离是一样的,主要原因在于我在制动的过程中首先是动能转化为热能,摩擦产生的热能,通过摩擦使他停下,在第一阶段的时候,与它相关的只有制动系统这块的质量,而在第二阶段克服摩擦这块是和质量没关系的,所以要提升制动性,我们更多要关注制动系统,就是刹车盘、轮毂、轮胎系统的轻量。再看能耗的对比分析,可以分为两个部分簧上和簧下,根据测试,簧上减重100kg,百公里能耗将减少0.48kwh,而簧下重量减轻的效果则是簧上的5倍左右。

总体来说,轻量化的技术现在不是简单意义上的替代,而是走向了一个综合性发展的方向,就是向整车的集成设计,全系统的集成进行发展,而对于轻量化的评价,由于轻量化是性能的影响各不相同,所以如果要掌握对各种性能的影响,来指导设计工作,轻量化的评价、轻量化的测试是必不可少的。此外,行业要正视现实,对于轻量化的评价,相对来讲研究尚浅,这应该是大家以后研究的方向,通过研究得到一个整体的方法论来指导产品的设计。

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