新能源汽车轻量化难度高 动力电池成重负

最近，重庆长安汽车工程研究院副院长曹渡说，万事开头难，而对于汽车轻量化来说，却是开头容易后头难。应该再加上一句：新能源汽车轻量化是难上加难。

传统汽车的轻量化有上百年的历史。最近看到一个资料，1913年，纳苏公司（NSU奥迪的前身）就打造一辆Type8/24原型车，采用全铝合金车身，十年后，AUDIType采用了流线型的轻量化车身。

上个世纪70年代，出现了第一次世界范围的石油危机，石油输出国组织（OPEC）为了打击对手以色列及支持以色列的西方国家，宣布石油禁运，全球油价暴涨，从1973年的每桶不到3美元涨到超过13美元，而这只是20世纪下半叶三大石油危机之一。

油价暴涨，迫使西方人选择小型轿车，这对体积较大的乘用车生产企业是致命的打击。开惯了大车的消费者难以忍受小型车拘迫的空间，所以到80年代，油价一落，市场上大车又吃香了。但是从长远看，石油资源总归有限，节油是必然的选择。

汽车产业开始研究在保障原有汽车性能的前提下减少油耗。开发人员发现，汽车的行驶阻力与车重成正比，车重增加，会使汽车的油耗大部分消耗在自重上，在100公里时速以下，重量因素决定80%的油耗；时速100公里以上，风阻就成为油耗的主要因素。国际铝业协会报告指出，汽车自重每减少10%，燃油消耗可降低6%～8%。因此，轻量化是节油的重要途径。

从历史上看，汽车轻量化主要有以下三种途径：

首先是应用高强度和轻质材料，比如高强度钢材、超高强度钢板、铝合金、镁合金、工程塑料及纤维增强复合材料等。

其次是结构的轻量化优化设计，利用结构解析和CAD、CAE等技术进行结构的优化设计，以减少无用材料、减轻壁厚、减少零部件数量等。

第三是采用先进的制造工艺技术，如激光拼焊、辊压成形、高强度钢热成形、内高压成形等先进制造技术，结构胶粘接和异种材料铆接等先进连接技术。

近年来，NVH（即噪声、振动与声振粗糙度Noise、Vibration、Harshness的英文缩写）成为国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一，它是衡量汽车制造质量的一个综合性问题，给汽车用户的感受也是最直接的。有统计资料显示，整车约有1/3的故障问题是与车辆的NVH问题有关，而各大公司近20%的研发费用投入到解决车辆的NVH问题。

传统汽车在轻量化方面已经做了大量的工作，在各方面进行了不懈地探索，几乎穷尽了各种可能的措施，但是面对日益严苛的油耗法规，不断高涨的油价，企业还是面临“更上一层楼”的要求。

新能源汽车一出世，由于电池的重量增加了数百公斤，需要针对车身的耐久性能做特殊设计；由于使用了额外的高压电，对其安全性要求更高、更苛刻，包括整车的密封、车身的结构、更苛刻的防水要求等。所有这些要求都对新能源汽车的轻量化开发提出了巨大的挑战。

另一方面，轻量化对新能源汽车是艰巨的任务，只有轻量化才能减少昂贵的电池重量，降低整车成本，从而接近市场需求。

宝马i3的总重是1224kg，比亚迪E6的总重是2295kg，整整多出一吨。两者的差别是宝马车身采用碳纤维，车架采用铝合金，车身外覆盖件基本采用工程塑料。i3的电池组总重量是233kg，E6配备96组200AH电池，总重超过500kg。碳纤维是材料界的新秀–“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。但是其身价也不菲，10年前，它的价格是高强度钢的40倍，现在也要高出20倍。碳纤维现在还是“王谢堂前燕”，并不“飞入寻常百姓家”。比亚迪E6的售价是31～33万元，i3的价格是45～52万元，i8的价格更高于80万。

电池也贵，碳纤维也贵，但是发展轻量化是硬道理。

国内汽车企业在轻量化方面的探索才刚刚开始，所以即使传统汽车，轻量化还是具有潜力空间。以新科鲁兹为例，整车减重达到130～150公斤，其中车身减重74公斤，油箱容积减了8升，续航历程反而提高了100公里，这就说明在钢材、塑料领域，还有大有可为的空间。

另一方面，要研究新能源汽车的整体结构。工信部部长苗圩希望汽车企业认真地考虑一下，在新的变革、新的革命到来时，如何摆脱传统思维定式，摆脱对传统发展路径的依赖。他在一次讲话中提到，汽车产业要破除“思维定式”，“现在的电动车，不客气地说是在传统汽车上的改装车，根本不是按照真正的电动车设计的，所以它的轴荷分布、自重、整车布置等都是不合理的。”

来源：新能源汽车网