汽车材料与轻量化的未来发展

1、汽车材料与轻量化的未来发展一、汽车生态设计中轻量化的意义三、汽车重量的极限目 录第 2 页二、轻量化与汽车微环境的关系第 3 页 中国汽车产业迎来了连续蝉联世界产销第一的黄金期 汽车产业作为国民经济支柱性产业的汽车产业规模快速壮大，产销辆逐年提升，连续六年世界新车产销第一。截至到2014年底，汽车保有量达1.54亿辆。 注：来自中国汽车技术研究中心数据第 4 页 工业发展模式给“环境”带来巨大影响 机动车引发的污染在逐渐加剧，汽车引发的“环保”问题将成为“可持续发展”道路中的重要“阻隔”！第 5 页 汽车生态设计将成为汽车环保问题重要战略转移技术为落实指导意见，工信部发布了关于组织开展工业产品

2、生态设计示范企业创建工作的通知，标志着生态设计试点工作的正式启动。 为落实国务院要求，工业和信息化部、发展改革委、环境保护部联合发布了关于开展工业产品生态设计的指导意见，明确了推行工业产品生态设计的总体思路、主要目标和重点任务。 第 6 页一、汽车生态设计中轻量化的意义 生态设计生态设计是按照全生命周期（Life cycle assessment，简称：LCA）的理念，在产品设计开发阶段系统考虑原材料选用、生产、销售、使用、回收、处理等各个环节对资源环境造成的影响，力求产品在全生命周期中最大限度降低资源消耗、尽可能少用或不用含有有毒有害物质的原材料，减少污染物产生和排放，从而实现环境保护的活动

3、。ToxicADPGWPODAPEU第 7 页一、汽车生态设计中轻量化的意义 生态汽车C-ECAP （China Eco-Car Assessment Programme）生态设计评价规程生态汽车获牌比例22.07%，白金牌、金牌、银牌、铜牌的定义，将生态汽车推向行业的“领跑者”，将引起媒体及消费者的广泛关注，是品牌品质认可、形象认可的重要依据!第 8 页一、汽车生态设计中轻量化的意义 汽车轻量化技术“以塑代钢”轻量化设计开发 模块化、集成化设计开发 结构优化设计开发 汽车轻量化的技术内涵是:采用现代设计方法和有效手段对汽车产品进行优化设计,或使用新材料在确保汽车综合性能指标的前提下,尽可能降

4、低汽车产品自身重量,以达到减重、降耗、环保、安全的综合指标。第 9 页一、汽车生态设计中轻量化的意义汽车轻量化是实现节能环保的重要措施之一决定油耗的因素FWi- 牵引力FR-滚动阻力FL -空气阻力FSt-爬坡阻力FB -加速阻力FWi=FR+FL+FSt+FB 10/15 Mode Fuel Efficiency (km/l)0510152025305001000150020002500Direct Injection GasolineNormal Gasoline35HybridVehicle Weight (kg)CO2: 140g/km40减重与油耗的关系空气阻力（对油耗贡献约25）与

5、整备质量无关联。而大约油耗的75与整备质量有关(滚动阻力对油耗贡献约35，加速阻力和爬坡阻力对油耗贡献约40)。汽车整备质量每减少100Kg，百公里油耗降低0.3-0.6L；车重减小10，可降低68的油耗，降低56%的排放。第 10 页一、汽车生态设计中轻量化的意义生态设计环境问题大环境微环境（安全、噪声、健康）轻量化（节能、减排）健康节能安全轻量化与汽车微环境的关系？一、汽车生态设计中轻量化的意义三、汽车重量的极限目 录第 11 页二、轻量化与汽车微环境的关系二、轻量化与汽车微环境的关系微环境：侧重于人体直接性影响，主要包含安全、噪声、挥发性三方面性能。轻量化技术的发展，不但对于大环境具有直

6、接影响，而且对于微环境具有严重影响安全人的保护噪声人体伤害挥发性人的健康第 12 页二、轻量化与汽车微环境的关系 安全第 13 页落锤冲击应用结构胶无结构胶结构胶的优势：吸能+应力分散内部与外部人员保护将不同厚度的钢材，铝材和塑料翼子板进行行人保护儿童头部碰撞分析，发现塑料翼子板的HIC值是最小的。二、轻量化与汽车微环境的关系 噪声（NVH）第 14 页 “结构不变，更换轻量化材料”带来的NVH问题轻量化材料(如铝镁合金)的刚度和强度低于钢，带来NVH问题：1）整体刚度降低整体模态变化（K、M）2）局部板结构振动特征变化板与声腔耦合变化3）加工工艺对NVH的影响加工后,应力和厚度变化MK20n

7、vcSP二、轻量化与汽车微环境的关系 挥发性（VOC）第 15 页塑料在汽车上的用量国家单车用量（Kg）重量比例（%）德国300-365约22.5美国、法国220-249约16.5日本126-150约10中国80-100约8环境背景散发（蒸发排放）轻量化部位：车身外饰较多，内饰梁、支架部位，对车内VOC影响较小，主要存在于车身外饰部位的环境背景VOC散发影响！一、汽车生态设计中轻量化的意义三、汽车重量的极限目 录第 16 页二、轻量化与汽车微环境的关系三、汽车重量的极限1、现有轻量化技术基准？ 现状？对标车？竞争车塑料后横梁的开发能够实现50%的减重效果塑料翼子板的开发能够实现40%的减重效果塑料发动机舱盖 能够实现50%减重。减重的意义！第 18 页三、汽车重量的极限1、现有轻量化技术基准？减重基准？ 合理性？降低油耗！轻量化是技术，手段