現(xiàn)在流行減肥，汽車(chē)也是如此。正如人減肥不能損傷健康一樣，汽車(chē)“減肥”也不能損失功能性，尤其是安全性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車(chē)車(chē)身約占總重量的30%，空載時(shí)約70%的油耗用在車(chē)身質(zhì)量上，所以車(chē)身輕量化是汽車(chē)“減肥”的關(guān)鍵。

如何在保證車(chē)身強(qiáng)度和安全性的前提下，盡可能地降低汽車(chē)車(chē)身重量，同時(shí)保持合理的成本，各企業(yè)為此煞費(fèi)苦心。

使用輕量化材料

提到汽車(chē)輕量化，首先想到的就是使用重量輕、強(qiáng)度高的新材料，比如鋁合金、鎂合金、碳纖維和工程塑料等。

大家耳熟能詳?shù)木褪卿X合金，目前絕大多數(shù)新產(chǎn)品都會(huì)使用。鋁的重量只有鐵的1/3，并且回收利用率高，汽車(chē)中的鋁有85%是可以回收的，是鐵的2倍。1990年，本田推出的NSX跑車(chē)是世界上最早量產(chǎn)的使用全鋁車(chē)身的車(chē)型。此外還有奧迪A8，以及捷豹、蓮花等品牌，都在大量使用鋁。

鎂合金應(yīng)用也很廣，鎂的重量只有鐵的22%，鋁的66%，而且是比較容易加工的金屬，回收使用率能達(dá)到100%。2006年，雪佛蘭在自家超跑科爾維特的發(fā)動(dòng)機(jī)中，使用了鎂合金。

當(dāng)然，最理想的材料當(dāng)屬碳纖維。碳纖維是由化纖和石油經(jīng)過(guò)特殊工藝制成的纖維，除了和一般碳素材料一樣具備耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱等特性外，它強(qiáng)度更高、質(zhì)量更輕，更耐腐蝕。

碳纖維的密度不到鋼的1/4，但抗拉強(qiáng)度卻是鋼的7-9倍，抗拉彈性也高于鋼，在2000攝氏度以上的高溫惰性環(huán)境中，是唯一強(qiáng)度不下降的物質(zhì)。但是，碳纖維目前成本極高，只有頂級(jí)跑車(chē)才會(huì)使用，比如寶馬的i8和i3電動(dòng)車(chē)，i8的車(chē)身重量不到1.5噸，i3的車(chē)身重量1.3噸左右。

寶馬汽車(chē)是在碳纖維領(lǐng)域走在前列的廠商，投入了1億美元用于建設(shè)碳纖維工廠，這是首個(gè)汽車(chē)制造商建設(shè)的碳纖維工廠。寶馬計(jì)劃今后通過(guò)自己建設(shè)碳纖維工廠，大規(guī)模生產(chǎn)降低成本，并且把碳纖維材料逐步普及到寶馬7系等非新能源車(chē)型上。

在車(chē)身材料的輕量化上，造車(chē)新勢(shì)力的創(chuàng)新和嘗試也算是對(duì)汽車(chē)工業(yè)做出了不小的貢獻(xiàn)。比如蔚來(lái)ES8高比例使用鋁材，與之相似的還有前途使用全碳纖維覆蓋件和全鋁骨架、愛(ài)馳使用上鋼下鋁的車(chē)身結(jié)構(gòu)。

不斷升級(jí)制造工藝

現(xiàn)在很多廠家會(huì)使用高強(qiáng)度鋼板，在同等情況下可以做到更薄更輕，這些材料就是在普通鋼中加入一些稀有金屬的合金，對(duì)加工工藝要求更高。

新材料對(duì)制造工藝的要求比普通鋼板要高，比如鋁合金就不能夠焊接，不容易鈑金，噴漆也麻煩，所以多數(shù)廠家還是用鋼做車(chē)身，部分使用鋁，比如最常聽(tīng)到的就是發(fā)動(dòng)機(jī)全鋁機(jī)身。一般對(duì)于高強(qiáng)度鋼的熱沖壓成形工藝，在強(qiáng)度超過(guò)1000MP以上時(shí)，一些幾何形狀比較復(fù)雜的零件，使用常規(guī)的冷沖壓工藝幾乎無(wú)法成形。

另外在車(chē)身加工中，更先進(jìn)的焊接工藝也可以保障車(chē)身的剛性。比如激光拼焊板可將不同材質(zhì)、不同厚度、不同強(qiáng)度和不同表面鍍層的板坯拼合起來(lái)，然后整體進(jìn)行壓型。激光拼焊板工藝已在汽車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用成熟，用于制造車(chē)門(mén)內(nèi)板、加強(qiáng)板、立柱、底板和輪廓等部件。

還有無(wú)孔性壓鑄法生產(chǎn)的鋁合金大量應(yīng)用于車(chē)輪、進(jìn)氣歧管以及動(dòng)力轉(zhuǎn)向殼等部件上，由于應(yīng)用鋁材且壁厚減小，輕量化效果顯著。

車(chē)身結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化

有了更先進(jìn)的材料，再用上更先進(jìn)的制造工藝，進(jìn)一步降低車(chē)重，就只能在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)想辦法了。汽車(chē)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，最優(yōu)化的設(shè)計(jì)可以減到很多不必要的東西，對(duì)減輕汽車(chē)的重量作用巨大。如今CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程）以及3D打印等技術(shù)，為更優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了可能。

總之，車(chē)身結(jié)構(gòu)優(yōu)化就是提高材料的利用率，去除零部件冗余部分，同時(shí)又使部件薄壁化、小型化、中空化和復(fù)合化以減輕重量，最后實(shí)現(xiàn)輕量化。

車(chē)身輕量化迫在眉睫

在燃油車(chē)時(shí)代，車(chē)身輕量化可以省油。而進(jìn)入電動(dòng)車(chē)時(shí)代，由于技術(shù)限制，續(xù)航里程還無(wú)法達(dá)到燃油車(chē)的水平，所以對(duì)車(chē)身輕量化的需求更迫切。比如純電動(dòng)汽車(chē)特斯拉Model S，在使用了鋁合金車(chē)身的前提下，質(zhì)量依然在2噸左右。如果能再減重的話，那么加速和制動(dòng)性能還會(huì)再提升，續(xù)航里程也會(huì)更好。所以，汽車(chē)減重未來(lái)仍將是汽車(chē)制造的最大課題。