《乘用车典型零部件轻量化系数计算方法》编制说明

《乘用车典型零部件轻量化系数计算方法》编制说明

一、工作简况

1.1任务来源

《乘用车典型零部件轻量化系数计算方法》团体标准是由中国汽车工程学会批

准立项，项目任务号2022-59。本标准由中国汽车轻量化技术创新战略联盟提出，由

北京科技大学负责承办，中信戴卡股份有限公司、东风（武汉）实业有限公司、宝

山钢铁股份有限公司、重庆长安汽车股份有限公司、国汽轻量化（江苏）汽车技术

有限公司、本钢板材股份有限公司、首钢集团有限公司、北京汽车研究总院有限公

司、广州汽车集团股份有限公司、安徽江淮汽车集团股份有限公司、中国汽车工程

研究院股份有限公司、攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司、凌云工业股份有限公

司、长春英利汽车工业股份有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、南京莱特

威特轻量化技术研究院有限公司、玛斯特轻量化科技（天津）有限公司等作为参与

单位。

1.2编制背景与目标

在“双碳”战略的引领和指导下，如何进一步发展乘用车的轻量化技术成为行

业亟待解决的共性问题。目前，随着乘用车的整车轻量化评价体系以及对应引导政

策的逐步建立，已在一定程度上实现了降低了乘用车的平均整备质量。但对于乘用

车的零部件级的轻量化系数的计算以及轻量化水平的评价，仍是行业亟待解决的问

题。乘用车消费结构的变化，差异化竞争的态势，迫切需要建立乘用车典型零部件

的轻量化评价体系和方法去引导理性消费。近年，国内外对于零部件级的轻量化评

价指标及关联因素定量影响的研究开展了一定的工作，但相关成果均未取得行业的

共识。

《乘用车典型零部件轻量化系数计算方法》具有很好的规范和引领作用，可以

在产品的开发和测评方面指导产品设计与评价，作为轻量化行业研究、企业间零部

件轻量化水平对标分析的重要参考指标。同时，从技术上支撑政府部门、行业组织，

制定合适的轻量化相关引导政策，以引导汽车行业向轻量化、小型化和节能产品的

开发，也可以用于消费者评价所购车辆的轻量化节能水平。

1.3主要工作过程

1.3.1预研阶段

1

本标准于2021年2月开始准备，并开展相关参数的数据采集、数据整理和调

研。

1.3.2立项阶段

2021年3月对标准进行了第一次以《乘用车开闭件轻量化评价方法》进行立项

申报，审查结论建议标准名称改为《乘用车典型零部件轻量化评价方法》，并增加

前端框架、仪表板骨架等内外饰件、车轮、转向节、副车架、扭力梁等关键零部件

的轻量化水平评价。

2022年6月10日，中国汽车工程学会线上组织专家对本标准项目进行立项审

查，专家组听取了项目立项报告，并对标准初稿内容进行了质询与讨论。最后一直

同意通过立项审查。

1.3.3起草阶段

2022年8月13日，召开起草组线上会议，会议讨论后新增加了电机、动力电

池和变速箱的轻量化水平评价方法，进一步完善实验方法的描述，新增引用车轮载

荷的国家标准。

2022年10月8日，召开线上会议，进过汇报和讨论，明确了开闭件轻量化评

价方法的单位，明确了实验方法，新增加了附录A（对典型零件投影面积的定义）。

2022年11月30日，召开全体起草单位的线上研讨会，并听取了整车企业、零

部件企业参会代表的意见后，明确开闭件总成重量不包括铰链、仪表板骨架约束模

态不包括转向系统、内外饰件分为NVH声学包装件和性能件、底盘摆臂和转向节

不包括衬套，并进行了初稿的整体格式和表述进行了修改与完善。

1.3.4征求意见阶段

2022年12月12日，形成征求意见稿并公开征求意见，起草组根据反馈意见进

行修改后形成标准送审稿。征求意见处理如表1所示。

表1标准征求意见汇总处理表

序

章条编号意见内容提出单位处理意见及理由

号

2

1、开闭件轻量化系数Lc的国汽轻量化1、接受。按照原公式计

计算公式为：（江苏）汽算，开闭件轻量化系数的

Lc=m/（S*Kt）改为

车技术有限范围大约在0.05~0.5之

“Lc=10~100*m/

（S*Kt）”。公司间，计算结果较小，不好

2、Kt——开闭件的扭转刚度比较，所以增加10倍的

改为“Kt——开闭件的扭转刚

1放大系数。

4.2度，不带铰链。”

2、接受。开闭件轻量化

计算公式中，质量是不包

含铰链的质量，扭转刚度

也应该是不带铰链的刚

度。

安装固定：将发动机罩铰链按国汽轻量化接受。带铰链的发动机罩

照装配要求的最小扭矩装配在（江苏）汽扭转刚度不能真实反映发

25.2.1.1发动机罩上改为

车技术有限动机罩自身的性能，实验

“安装固定：发动机罩铰链安

装孔直接与台架相连。”公司时不带铰链。

安装固定：通过背门铰链和锁国汽轻量化接受。带铰链的发动机罩

安装孔，将背门内板朝下固定（江苏）汽扭转刚度不能真实反映发

在试验台架上改为“安装固定：

35.3.1.1车技术有限动机罩自身的性能，实验

通过背门铰链安装孔和锁安装

孔，将背门内板朝下固定在试公司时不带铰链。

验台架上。”

将行李箱盖内板朝下模拟实际国汽轻量化接受。带铰链的发动机罩

装车的状态用铰链安装在刚性（江苏）汽扭转刚度不能真实反映发

试验台架上改为“将行李箱盖

45.4.1.1车技术有限动机罩自身的性能，实验

内板朝下模拟实际装车的状态

用夹具安装在刚性试验台架公司时不带铰链。

上。”

T—内外饰功能件安装状态下国汽轻量化接受。一阶模态可能是局

的一阶约束模态改为“T—内（江苏）汽部模态，应看一阶整体模

56.2外饰功能件安装状态下的一阶

车技术有限态。

整体约束模态。”

公司

国汽轻量化接受。一阶模态可能是局

T—仪表板横梁安装状态的一

（江苏）汽部模态，应看一阶整体模

阶约束模态改为“T—仪表板

68.2

横梁安装状态的一阶整体约束车技术有限态。

模态。”公司

前端框架轻量化系数由重量、国汽轻量化接受。前后表述应该保持

7

7.1最大投影面积和模态三个参数（江苏）汽一致。

构成改为“前端框架轻量化系

3

数由重量、最大投影面积和刚车技术有限

度三个参数构成。”公司

仪表板横梁轻量化系数由重国汽轻量化接受。前后表述应该保持

量、最大投影面积和模态三个（江苏）汽一致。

88.1参数构成改为“仪表板横梁轻

车技术有限

量化系数由重量、Y向长度和

模态三个参数构成。”公司

国汽轻量化不接受。公式中的字体与

公式中字体要统一。

（江苏）汽正文的确实不一样。

912.2.1

车技术有限

公司

国汽轻量化接受。前后编号顺序确实

13发动机轻量化系数计算方

（江苏）汽应该保持一致。

法改为“14发动机轻量化系数

1013

车技术有限

计算方法”

公司

本标准采用发动机轻量化系数国汽轻量化接受。前后表述应该保持

作为乘用车副车架轻量化水平（江苏）汽一致。

的评价指标改为“本标准采用

1113.1车技术有限

发动机轻量化系数作为乘用车

发动机轻量化水平的评价指公司

标。”

广汽研究院接受。与后门加载位置保

持区域一致，都是同样加

载在车门主结构上。

125.1.1.2

前门加载位置建议采用红色箭

头区域

广汽研究院接受，上下文统一标准表

3.1/3.2/3.3参见GB/T4780-2020汽车

13

车身术语，建议统一增加标达格式。

/3.4准的年代号

广汽研究院不接受。测试车门扭转刚

3.14中开闭件扭转刚度

度的试验方法是在车门框

Nm/rad

143.14/5.1.3的尖角处加集中力，并测

而5.1.3中为N/mm，扭转刚

量对应的位移，故刚度为

度一般定义为Nm/rad，建议

4

。

统一或者3.14中说明N/mm

声学包轻量化系数建议加入材广汽研究院接受。

料吸声系数，因为声学包的主

156.3

要功能为降低外界声音传递到

车内的声音强度等级。

建议车轮轻量化系数中加入轮广汽研究院不接受。第一，额定载荷

包括了冲击和弯曲疲劳等

辋侧向刚度，车轮侧向刚度对

较全面的要素；第二，侧

路振路噪影响很大，且轮辋侧

向刚度对轻量化的影响小

向刚度对轮辋的重量影响比较

于现有的尺寸和载荷要

大素；第三，车轮侧向刚度

169.2

与轮胎侧向刚度相比，对

悬架总成影响不一致。第

四，由于轻量化可能导致

的失效形式中，冲击、弯

曲疲劳开裂是主要失效形

式。

建议将变数箱轻量化系数评价广汽研究院不接受。变速箱是重要的

典型零部件，可以在

指标删除，因为变数箱的重量

16.1增加“只适合同种

主要影响因素为其结构形式

类型的变速箱（例如

（MT，AT，DCT，CVT等）

AT、DCT等同类型）之间

1715.2

及换挡数量（5挡，6挡等），的比较”

与变数箱的峰值功率因子关联

较小，现暂时没有比较合适的

表征，建议先删除。

建议增加动力电池包的轻量化广汽研究院不接受。动力电池的重量

大部分是电芯导致的，电

系数评价指标

18

芯的种类导致了重量的大

小，减重的机会较少。

5

建议增加低压蓄电池的轻量化广汽研究院不接受。低压蓄电池的重

19量主要是电量决定，能够

系数评价指标

进行轻量化的措施较少。

长安汽车接受。增加了吸声系数。

6.3声学包轻量化评价能否引入吸

20声或隔声性能作为性能指标参

与评价。

长安汽车不接受。扭转刚度是开闭

4.2开闭件轻量化系数评价指标：

件主要的性能指标。

开闭件以扭转刚度评价不太准

确。因为疲劳和垂向刚度和侧

21

向刚度的影响更大些，其中车

门、前罩、背门必须要侧向刚

度。

长安汽车不接受。锁扣Z向刚度是

7.2前端模块轻量化系数评价：前

最重要的性能指标。

端模块仅以锁扣Z向刚度评价

22不太全面，建议引入锁扣和大

灯支架刚度，以及扭转刚度，

可以分配一个系数。

1.3.5审查阶段（含审查结果及意见处理）

2023年9月26日，在湖北省襄阳召开的中国汽车工程学会标准系列审查会议

上，针对标准送审稿进行了审查。与会专家听取了标准起草组的汇报，决定取消发

动机、电机、动力电池和变速箱的轻量化水平评价方法，并通过审查。

1.3.6报批阶段

2023年11月22日，根据送审稿的专家评审意见，对标准进行修改完善，完成

报批稿。

2023年11月28日，根据专家对报批稿的修改意见，进行格式、表述方式、完

整性、逻辑性进行系统的修改。

1.4主要起草人、单位及承担工作

本标准的起草人和承担的主要工作如表2所示。

表2起草人及承担的工作

姓名单位承担工作

6

刘波北京科技大学主要计算方法的提出、撰写和修改

伍毅北京科技大学协助标准的修改

杨健北京科技大学协助标准的修改

张一犇北京科技大学协助标准的修改

肖伟东实（武汉）实业有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

刘鹏东实（武汉）实业有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

刘祥东实（武汉）实业有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

尤宝卿东实（武汉）实业有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

魏勇波东实（武汉）实业有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

张伟中信戴卡股份有限公司负责底盘零件的计算方法

赵铁石中信戴卡股份有限公司协助底盘零件的计算方法

王垚中信戴卡股份有限公司协助底盘零件的计算方法

张东辉中信戴卡股份有限公司协助底盘零件的计算方法

韩非宝山钢铁股份有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

张骥超宝山钢铁股份有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

连昌伟宝山钢铁股份有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

杨琴重庆长安汽车股份有限公司协助开闭件刚度测试方法的完善

张金生重庆长安汽车股份有限公司协助开闭件刚度测试方法的完善

李晓青重庆长安汽车股份有限公司协助开闭件刚度测试方法的完善

冯刚重庆长安汽车股份有限公司协助开闭件刚度测试方法的完善

廖晓琳重庆长安汽车股份有限公司协助开闭件刚度测试方法的完善

王志白重庆长安汽车股份有限公司协助内外饰件刚度测试方法的完善

徐科重庆长安汽车股份有限公司协助内外饰件刚度测试方法的完善

李刚重庆长安汽车股份有限公司协助内外饰件计算方法的验算

杨洁国汽轻量化（江苏）汽车技术有限公司总体指导把关

李瑞生国汽轻量化（江苏）汽车技术有限公司协助车身零部件的计算方法完善

王帅国汽轻量化（江苏）汽车技术有限公司协助车身零部件的计算方法完善

于国兴国汽轻量化（江苏）汽车技术有限公司协助车身零部件的计算方法完善

秦兴国国汽轻量化（江苏）汽车技术有限公司协助车身零部件的实验方法完善

刘宏亮本钢板材股份有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

郭晶本钢板材股份有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

陈宇本钢板材股份有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

李学涛首钢集团有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

李春光首钢集团有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

马闻宇首钢集团有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

刘立现首钢集团有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

唐牧首钢集团有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

田宇黎北京汽车研究总院有限公司协助底盘零件刚度测试方法的完善

王智文北京汽车研究总院有限公司协助底盘零件刚度测试方法的完善

孙垒北京汽车研究总院有限公司协助底盘零件刚度测试方法的完善

曹伟北京汽车研究总院有限公司协助底盘零件刚度测试方法的完善

童宝锋广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院协助钣金件刚度测试方法的完善

卢海隔广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院协助钣金件刚度测试方法的完善

谢锋广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院协助钣金件刚度测试方法的完善

7

鲁后国安徽江淮汽车集团股份有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

阚洪贵安徽江淮汽车集团股份有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

班正逸安徽江淮汽车集团股份有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

黄利中国汽车工程研究院股份有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

宋磊峰中国汽车工程研究院股份有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

王飞龙攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

尹晶晶攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

王亮赟攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

李彦波凌云工业股份有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

吴文珍凌云工业股份有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

郑松刚玛斯特轻量化科技（天津）有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

孟宪明中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

张赛中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

张超南京莱特威特轻量化技术研究院有限公司协助钣金件刚度测试方法的完善

宋建龙长春英利汽车工业股份有限公司协助非金属件刚度测试方法的完善

刘帅长春英利汽车工业股份有限公司协助非金属件刚度测试方法的完善

刘磊长春英利汽车工业股份有限公司协助非金属件刚度测试方法的完善

二、标准编制原则和主要内容

2.1标准制定原则

本标准制定的乘用车典型零部件轻量化系数计算方法，选取了乘用车车身、底

盘、内外饰及动力系统的典型关键零部件，选取过程中充分调研了国内多种车型，

综合考虑各零部件之于乘用车综合轻量化水平的意义。在制订零部件轻量化系数计

算方法的过程中主要考虑以下因素：

1）操作的便利性计算中参数获取的便利性，尽可能选用零部件的关键性能与

几何参数，且容易客观获取。

2）零部件的通用性所选取的典型零部件除动力系统零部件分别考虑外，其余

皆为燃油车、电动车及混合动力车通用零部件。

3）国家法规体系的延续性参数的选择，考虑与其他汽车类相关指标的延续性，

以及政策导向的统一性。

2.1.1通用性原则

适用于M1类同类型乘用车的零部件轻量化评价及对标分析，类似车型可参照

执行。

2.1.2指导性原则

8

本标准提出的方法可以指导企业产品开发设定合理的轻量化目标，评价自身产

品的行业竞争力。也可作为行业研究机构开展行业研究分析，以及行业行政主管部

门制定相关引导政策指导。

2.1.3协调性原则

本标准提出的评价方法属国内内外首创，评价指标中的零部件性能相关参数引

来与行业相关试验方法标准。

2.1.4兼容性原则

标准既考虑了燃油车，也兼顾纯电动车汽车，且类似车型（如混合动力乘用车，

电动物流车等）可参照执行。零部件轻量化水平作为一个产品属性，且不同类型乘

用车的性能侧重点有所差异，因此，不建议在不同级别车型（如小型车与跑车等）

之间进行直接的对比。

2.1.5规范性原则

标准严格按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和

起草规则》的规定起草。标准格式、字体、章节、图表和表述都按照团体标准起草

工作的管理流程进行，确保标准的规范性和严谨性。

2.2标准主要技术内容

本标准主要内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、车身开闭件轻量化

系数计算方法、开闭件扭转刚度测试方法、车身内外饰件轻量化系数计算方法、前

端框架轻量化系数计算方法、仪表板横梁轻量化系数计算方法、车轮轻量化系数计

算方法、转向节轻量化系数计算方法、控制臂轻量化系数计算方法、副车架轻量化

系数计算方法、扭力梁轻量化系数计算方法和附录A。

2.3关键技术问题说明

本标准提出的零部件轻量化评价指标——零部件轻量化系数，根据面向对象的

不同，有不同的计算公式。总体而言，各轻量化系数的计算都遵循了相同的准则，

即零部件的轻量化系数与该零部件的质量成正比、与性能指标和几何尺寸（可选）

的乘积成反比，轻量化系数值越小，表示轻量化水平越高。上述定义体现了轻量化

的核心价值，在保证零部件综合性能指标的前提下，使得重量（相对）轻，性能好，

更加节能。

2.4标准主要内容的论据

9

本标准提出的零部件轻量化系数中，质量、性能指标和几何尺寸相关参数纳入

的原因分析如下：

1）质量

汽车零部件轻量化的首要任务就是在保证性能的前提下尽可能地降低零部件

的重量，以达到节能减排的目的，较小的轻量化系数也就应该对应较小的整备质量。

因此将零件质量置于等式的分子项，除以零件的关键性能指标和几何尺寸。内外饰

零部件以g为单位，其余零部件以kg为单位。

2）性能指标

对于不同的乘用车零部件而言，其关键性能指标有着显著的差异。比如，在标

准中，车身开闭件和扭力梁等零部件的性能指标通过扭转刚度进行定义；内外饰件

和仪表板横梁的性能指标通过一阶约束模态进行定义；车轮的性能指标通过额定负

荷进行定义；转向节的性能指标通过综合考虑弯曲刚度和额定负荷进行定义。

上述关键性能指标的定义体现了工