2018年汽车铝合金轻量化行业现状及前景分析报告
汽车轻量化材料及制造工艺研究现状

汽车轻量化材料及制造工艺研究现状随着汽车行业的不断发展,汽车轻量化已经成为一个行业的热点话题。
轻量化的目的是减少汽车的重量,以达到降低燃油消耗、提高车辆性能、延长动力电池寿命等多种效果。
因此,汽车轻量化已成为汽车制造业的重要发展方向之一。
本文将介绍汽车轻量化材料及制造工艺的研究现状。
一、轻量化材料1.1 高强度钢高强度钢是一种轻量化材料,具有优异的强度和成本效益。
高强度钢的强度比普通钢高出50%以上,而且具有良好的塑性和耐久性。
高强度钢可以替代传统的钢材,可以降低汽车的重量,提高汽车的燃油效率。
1.2 铝合金铝合金是一种轻量化材料,具有优异的强度和成本效益。
铝合金的密度比钢低三分之一左右,而且具有良好的耐腐蚀性和导热性。
铝合金可以替代传统的钢材,可以降低汽车的重量,提高汽车的燃油效率。
1.3 碳纤维复合材料碳纤维复合材料是一种轻量化材料,具有优异的强度和成本效益。
碳纤维复合材料的密度比钢低三分之一左右,而且具有良好的耐腐蚀性和导热性。
碳纤维复合材料可以替代传统的钢材,可以降低汽车的重量,提高汽车的燃油效率。
二、轻量化制造工艺2.1 激光焊接激光焊接是一种轻量化制造工艺,可以实现高效率的焊接,而且可以减少焊接热量对材料的影响,从而减少变形和残余应力,提高焊接质量。
激光焊接可以用于汽车的车身、底盘和发动机等部件的制造。
2.2 热成形热成形是一种轻量化制造工艺,可以通过加热、拉伸和冷却等工艺步骤,使得材料的形状和性能得到改善。
热成形可以用于汽车的车身、底盘和发动机等部件的制造。
2.3 精密铸造精密铸造是一种轻量化制造工艺,可以实现高精度的铸造,而且可以减少材料的浪费和成本,从而提高铸造的质量和效率。
精密铸造可以用于汽车的发动机和变速器等部件的制造。
三、结论综上所述,汽车轻量化材料及制造工艺的研究现状已经取得了很大的进展,高强度钢、铝合金和碳纤维复合材料等轻量化材料已经广泛应用于汽车制造中。
激光焊接、热成形和精密铸造等轻量化制造工艺也已经成为汽车制造中的重要技术。
铝合金在新能源汽车工业的应用现状及展望

铝合金在新能源汽车工业的应用现状及展望一、铝合金材料特性铝合金是一种轻质、高强度、耐腐蚀的金属材料,具有优良的导电性和导热性。
其密度仅为钢的1/3,但是其抗拉强度与屈服强度却与钢相当。
此外,铝合金还具有良好的塑性和加工性能,易于进行铸造、挤压、轧制、拉伸等加工工艺,可以满足各种复杂形状的加工需求。
二、铝合金在新能源汽车中的应用领域1.车身结构:铝合金是制造汽车车身的主要材料之一,其轻质、高强度、耐腐蚀的特性使得车身结构更加紧凑、轻量化,提高了汽车的燃油经济性和动力性能。
2.底盘部件:铝合金在新能源汽车的底盘部件中也有广泛应用,如悬挂系统、转向系统、制动系统等,可以减轻底盘重量,提高车辆操控性能。
3.动力系统:铝合金在新能源汽车的动力系统中应用广泛,如发动机、变速器、电机等,能够提高动力系统的效率和性能,同时也能实现轻量化。
4.电气系统:铝合金在新能源汽车的电气系统中也有广泛应用,如电缆、电线等,具有良好的导电性和导热性。
三、铝合金在新能源汽车中的优势1.轻量化:铝合金的轻量化特性可以显著降低汽车整备质量,从而提高汽车的燃油经济性和动力性能。
2.耐腐蚀性:铝合金具有良好的耐腐蚀性,可以延长汽车的使用寿命。
3.节能环保:铝合金的应用可以减少对钢铁材料的依赖,降低对环境的污染。
4.高效能:铝合金可以减少车辆零部件的重量,从而提高车辆的动力性能和燃油经济性。
四、技术挑战与解决方案虽然铝合金在新能源汽车工业中有广泛的应用前景,但也存在一些技术挑战。
例如,铝合金的焊接性能较差,容易出现焊接裂纹;另外,铝合金的防腐性能也需要进一步提高。
针对这些问题,可以采取以下解决方案:1.改进焊接工艺:通过改进焊接工艺和材料配方,提高铝合金的焊接性能和接头的强度。
2.加强表面处理:通过加强表面处理和涂层保护,提高铝合金的防腐性能和耐久性。
3.优化材料配方:通过优化铝合金的材料配方和加入合金元素,提高铝合金的综合性能和适用范围。
汽车用铝合金的研究现状和展望

汽车用铝合金的研究现状和展望引言:随着汽车工业的发展,对于材料的要求也越来越高。
传统的钢材虽然具有较高的强度和刚性,但同时也存在着重量较大、燃油消耗较多等问题。
为了解决这些问题,汽车制造商开始将目光投向铝合金。
铝合金具有较低的密度、良好的加工性能以及优秀的耐腐蚀性能,因此成为了汽车制造业的一种理想材料。
本文将从当前汽车用铝合金的研究现状入手,展望未来对于该领域的发展。
一、汽车用铝合金的研究现状1.1材料的选定在汽车制造过程中,不同的部位对材料的要求也有所不同。
一般来说,车身和发动机部件对材料的强度和刚度要求较高,而底盘和悬挂部件对材料的轻量化要求较高。
因此,在选择汽车用铝合金时,需要根据不同部位的要求选择相应的合金材料。
1.2加工工艺的改进铝合金的加工性能相对较差,容易发生断裂等问题。
为了解决这一问题,研究者们通过改进加工工艺,例如采用热成形和压力成形等方法,使得铝合金在加工过程中具有更好的塑性和延展性,从而提高了材料的加工效率和质量。
1.3表面涂层技术由于铝合金的表面容易被氧化和腐蚀,因此在汽车制造中通常需要对其进行表面涂层处理。
目前,常用的涂层技术包括阳极氧化、电镀和喷涂等。
这些技术不仅可以提高铝合金的耐腐蚀性能,还可以增加其表面的装饰效果。
二、汽车用铝合金的展望2.1轻量化的需求随着环保意识的不断增强,汽车制造商对于减少燃油消耗和排放的要求也越来越高。
铝合金具有较低的密度和良好的强度,因此可以用于制造更轻量化的汽车部件。
未来,随着汽车工业的发展,对于铝合金的需求将进一步增加。
2.2新材料的研发目前,市面上已经存在着多种类型的铝合金材料,但仍有许多可以改进和研发的空间。
研究者们致力于开发新型的铝合金材料,以满足汽车制造业对于更高强度、更好加工性能和更高耐腐蚀性能的要求。
2.3多材料的组合应用除了铝合金,还有许多其他材料也可以用于汽车制造。
未来的发展趋势是将不同材料进行组合应用,以发挥各自的优势。
汽车轻量化市场现状分析及发展前景分析

汽车轻量化市场现状分析及发展前景分析一、竞争者识别每个企业都要根据内部和外部条件确定自身的业务范围并随着实力的增加而扩大业务范围。
企业在确定业务范围时都自觉或不自觉地受一定导向支配。
企业的每项业务包括四个方面的因素:要服务的顾客群;要迎合的顾客需求;满足这些需求的技术;运用这些技术生产出的产品。
企业确定自身业务范围时着眼点不同,业务范围导向就不同,竞争者识别和竞争战略也随之不同。
1、产品导向与竞争者识别产品导向指企业业务范围限定为经营某种定型产品,在不从事或很少从事产品更新的前提下设法寻找和扩大该产品的市场。
对照确定业务范围的四方面因素可知,产品导向指企业的产品和技术都是既定的,而购买这种产品的顾客群体和所要迎合的顾客需求却是未定的,有待于寻找和发掘。
在产品导向下,企业业务范围扩大指市场扩大,即顾客增多和所迎合顾客的需求增多,而不是指产品种类或花色品种增多。
实行产品导向的企业仅仅把生产同一品种或规格产品的企业视为竞争对手。
产品导向的适用条件是:市场的产品供不应求,现有产品不愁销路;企业实力薄弱,无力从事产品更新。
当原有产品供过于求而企业又无力开发新产品时,主要营销战略是市场渗透和市场开发。
市场渗透是设法增加现有产品在现有市场的销售量,提高市场占有率;市场开发是寻找新的目标市场,用现有产品满足新市场的需求。
2、技术导向与竞争者识别技术导向指企业业务范围限定为经营以现有设备或技术为基础生产出来的产品。
业务范围扩大指运用现有设备和技术或对现有设备和技术加以改进而生产出新的花色品种。
对照确定业务范围的四方面因素可知,技术导向指企业的生产技术类型是确定的,而用这种技术生产出何种产品、服务于哪些顾客群体、满足顾客的何种需求却是未定的,有待于根据市场变化去寻找和发掘。
实行技术导向的企业把所有使用同一技术、生产同类产品的企业视为竞争对手。
适用条件是某具体品种已供过于求,但不同花色品种的同类产品仍然有良好前景。
与技术导向相适应的营销战略是产品改革和一体化发展,即对产品的质量、样式、功能和用途加以改革,并利用原有技术生产与原产品处于同一领域的不同阶段的产品。
镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势

镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势随着汽车工业的发展,轻量化已成为汽车制造业的重要趋势。
轻量化不仅可以提高汽车的燃油经济性,降低碳排放,也可以提高汽车的性能和安全性。
在轻量化材料中,镁合金和铝合金因其优异的性能和轻量化特性逐渐成为汽车轻量化材料的热门选择。
本文将从镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用现状和发展趋势两方面进行探讨。
1. 镁合金在汽车轻量化上的应用现状镁合金作为目前最轻的结构金属材料之一,具有独特的优点,如密度低、比强度高、抗蠕变能力强等。
在汽车轻量化方面具有广阔的应用前景。
各大汽车制造商已经开始将镁合金应用于汽车的车身、发动机、底盘等部位,以实现汽车整车重量的降低,提高汽车的燃油经济性和性能。
在汽车发动机方面,镁合金由于具有良好的导热性和机械性能,可以用于制造发动机的缸体、水箱、曲轴箱等部件。
相比于传统的铸铁和铝合金材料,使用镁合金可以降低发动机的重量,提高发动机的效率和功率密度,有助于减少汽车的燃油消耗和碳排放。
镁合金还可以用于汽车的车身和底盘部件的制造,如车门、车架、悬挂系统等。
借助镁合金的轻量化特性,可以有效降低汽车的整车重量,提高汽车的操控稳定性和安全性。
在汽车车身方面,铝合金主要用于制造车身板件、车门、车顶等组件。
相比于传统的钢质材料,使用铝合金可以显著降低汽车的整车重量,提高汽车的燃油经济性和动力性能。
铝合金具有优异的耐腐蚀性和表面处理性,使得汽车的外观光泽和耐久性得到增强。
1. 新材料技术的发展随着汽车工业的发展和技术的进步,新型镁合金和铝合金材料正在不断涌现。
新型镁合金材料具有更高的强度、更好的可铸造性和热处理性能,能够满足汽车制造业对高强度、轻量化的要求。
铝合金-SiC纳米复合材料、镁合金-碳纤维增强复合材料等新型材料的研究和应用,将进一步推动汽车轻量化材料的发展。
2. 加工技术的改进随着加工技术的不断改进,铝合金和镁合金的加工难题将逐渐得到解决。
新型的热压成形、摩擦搅拌焊接、激光焊接等先进加工技术的应用,将减少材料的损耗和能耗,提高材料的利用率,推动轻量化材料在汽车制造业中的应用。
镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势

镁合金铝合金在汽车轻量化上的应用及发展趋势镁合金和铝合金是目前汽车轻量化材料中的主要代表,它们具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点,在汽车制造领域得到越来越广泛的应用。
本文将从镁合金和铝合金在汽车轻量化上的应用、发展趋势等方面展开探讨。
一、镁合金在汽车轻量化上的应用随着汽车工业的不断发展,汽车轻量化成为了当前汽车制造领域的一个重要发展方向。
镁合金以其密度小、比强度高、耐热耐腐蚀等优点,成为了汽车轻量化领域中备受瞩目的材料之一。
1. 发动机部件镁合金在汽车发动机部件上的应用是其较为重要的应用领域。
镁合金可以用于制造发动机缸体、传动壳、曲轴箱等部件,其重量轻、导热性能好等特点可以有效地提高汽车发动机的工作效率,减轻整车重量,提高燃油经济性。
2. 变速箱部件镁合金还可用于汽车变速箱的制造中,例如变速箱壳体、液压零部件等。
镁合金的强度高、耐热性好等特点,使得其在变速箱部件上的应用能够有效地提高汽车的整体性能和可靠性。
3. 结构件除了发动机和变速箱部件外,镁合金还可以用于汽车各种结构件的制造,例如车身、悬挂系统、转向系统等。
使用镁合金制造这些部件可以有效地降低整车重量,提高汽车的燃油经济性和操控性能。
2. 轮毂轮毂是汽车上重要的部件之一,也是铝合金的重要应用领域。
采用铝合金制造轮毂可以有效地降低整车重量,并且具有良好的强度和刚性,提高汽车的操控性能和舒适性。
1. 复合材料的应用未来,随着汽车对轻量化、高强度、高刚度的需求不断增加,镁合金和铝合金很可能会与其他高强度材料如碳纤维复合材料等进行混合应用,以更好地满足汽车对材料性能的要求。
2. 制造工艺的提高随着制造工艺的不断提高,镁合金和铝合金的成型、焊接、表面处理等工艺也将得到提升,从而使其在汽车轻量化领域中的应用得以进一步扩大和深化。
3. 新材料的研发随着科技的不断发展,新型镁合金和铝合金材料的研发也将不断推进,例如高强度、高耐热性能的新型合金材料的问世,将为汽车轻量化领域带来更多的可能性。
中国汽车工业用铝量评估报告

中国汽车工业用铝量评估报告中国汽车工业的发展已经走过了一段漫长的历程。
目前,中国已经成为世界上最大的汽车市场之一,汽车工业也成为中国制造业的重要支柱之一。
在汽车工业中,铝是一种非常重要的材料。
本文将对中国汽车工业中铝的应用以及使用的量进行评估。
首先,我们需要了解铝在汽车工业中的应用。
铝在汽车工业中有广泛的应用,有机身、发动机盖、车轮、车门、车顶、底盘等诸多部件都可以采用铝材进行制造。
因为铝具有高度的可塑性、高强度、轻质和耐腐蚀等优点,所以被广泛用于汽车工业中。
其次,让我们来看看中国汽车工业用铝量的情况。
根据相关数据,目前,中国的汽车工业中铝的应用量已经超过了220万吨。
而这个数字在未来还将以每年10%以上的速度增长。
而这主要是由于中国的汽车产量以及汽车制造业的升级换代。
同时,这也说明了铝在汽车工业中的重要性以及未来发展的潜力。
此外,中国汽车工业对于铝的需求也将不断增长。
因为随着消费者需求的变化和环保意识的提高,汽车制造商将逐渐采用更环保、更节能的材料,而铝正是符合这一要求的材料之一。
此外,铝材料的可循环性也符合中国政府的环保政策和可持续发展的要求。
最后,需要强调的是,中国的铝产业的发展将会对汽车工业的发展产生巨大的影响。
近年来,中国政府通过一系列政策来鼓励铝的生产和使用。
尤其是在推动新能源汽车的发展方面,中国政府已经提出了一系列的支持政策。
这些政策将会进一步提升铝的应用程度,并同时推进中国铝产业的发展。
综上所述,铝在中国的汽车工业中具有重要的应用,同时中国汽车工业对于铝的需求也将不断增长。
铝作为环保、节能的材料,将会成为中国汽车工业未来发展的重要推动力量。
2024年汽车轻量化之铝合金行业分析报告

2024年,汽车轻量化成为行业的热点之一、汽车制造商纷纷采用轻量化材料来替代传统材料,以降低汽车的整体重量,提高燃油效率和减少尾气排放。
其中,铝合金作为一种重要的轻量化材料,受到了广泛的关注。
首先,铝合金的优势在于其轻质、高强度和可塑性。
相比于传统的钢材,铝合金的密度仅为钢材的1/3,但其强度却接近于钢材的水平。
同时,铝合金具有良好的可塑性,可以通过压铸、轧制和拉伸等方式制成各种形状和尺寸的零部件。
这使得铝合金在汽车制造中可以实现更为精细化的设计和更高效的生产。
其次,铝合金的应用范围广泛。
在汽车制造中,铝合金可以应用于车身结构、发动机、悬挂系统、传动系统等多个方面。
首先,铝合金可以用于车身结构的制造,可以减轻整车重量,并提高整车的刚性和强度。
其次,铝合金可以用于发动机的制造,可以减少发动机的重量,提高发动机的热传导性能和燃烧效率。
此外,铝合金还可以用于悬挂系统和传动系统等关键部件的制造,以提高整车的操控性和动力性能。
再次,2024年铝合金行业呈现出一系列的发展趋势。
首先,铝合金的研发和生产技术不断提升。
随着科技的进步和市场需求的增加,铝合金行业不断引进先进的生产设备和工艺技术,以提高材料的质量和性能。
其次,铝合金在汽车领域的应用不断扩展。
随着汽车制造商对轻量化的追求,铝合金在汽车领域的应用呈现出快速增长的趋势。
再次,铝合金行业的市场规模不断扩大。
由于铝合金在汽车领域的广泛应用,铝合金的需求量不断增加,市场规模也在不断扩大。
最后,2024年铝合金行业面临着一些挑战。
首先,铝合金的成本相对较高。
由于铝合金的生产过程较为复杂,需要消耗大量的能源和资源,因此其成本较高,限制了其在汽车领域的应用。
其次,铝合金在一些方面的性能和耐久性还需要进一步提升。
虽然铝合金具有轻质和高强度等优点,但在一些特殊环境下,如高温、高压和高频振动等条件下,其性能和耐久性仍然存在一定的局限性。
综上所述,2024年汽车轻量化中的铝合金行业面临着一系列的机遇和挑战。
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2018年汽车铝合金轻量化行业现状及前景分析报告正文目录汽车轻量化是必然方向,铝材是最佳选择 (5)油耗、排放和续航推动汽车轻量化高速发展 (5)铝合金是汽车轻量化最佳选择 (7)中外车企共同发力,汽车用铝有望爆发 (10)汽车用铝应用范围逐步扩大 (10)国际巨头大举发力,汽车用铝蓬勃发展 (13)国内奋起直追,新老车企加速发展汽车用铝 (15)铝材产业链投资机会大,精密加工价值高 (18)铝合金产业链较长,包含多种加工工艺 (19)铝压铸 (20)铝挤压 (22)铝轧制 (24)铝锻造 (26)汽车用铝前景广阔,投资空间巨大 (27)国内单车用铝量存在较大提升空间,市场前景广阔 (27)压铸和锻造等制造加工环节具备较大投资价值 (29)主要公司分析 (30)风险提示 (31)图表目录图表1.国内油耗要求逐年快速下降 (5)图表2.欧美等各国对油耗和碳排放要求日益严格 (6)图表3.新能源汽车积分政策鼓励高续航车型 (6)图表4.新能源乘用车补贴政策鼓励高续航车型 (6)图表5.轻量化技术途径 (7)图表6.轻量化材料性能对比 (7)图表7.铝合金等推动美国汽车轻量化 (8)图表8.铝及铝合金分类 (9)图表9.铝合金分类系列及特点 (9)图表10.铝合金特点及应用 (10)图表11.铝合金在汽车领域应用广泛 (10)图表12.汽车用铝发展历史 (11)图表13.汽车零部件铝合金渗透率 (11)图表14.铝合金单车用量持续增长 (12)图表15.北美车身零部件铝合金渗透率预测 (12)图表16.奥迪A8采用奥迪空间框架结构 (13)图表17.捷豹车身用铝发展史 (14)图表18.特斯拉Model S采用全铝车身 (14)图表19.全球各大车企纷纷使用铝合金车身 (15)图表20.国产首款全铝轻量化车型奇瑞eQ1上市 (15)图表21.北汽ARCFOX LITE采用轻量化铝制车身 (16)图表22.蔚来ES8采用全铝车身 (16)图表23.奇瑞捷豹路虎国内首条全铝车身生产线正式投产 (17)图表24.凯迪拉克金桥工厂车身车间 (18)图表25.国内车企车身用铝汇总 (18)图表26.铝材产业链 (19)图表27.原铝价格基本稳定 (19)图表28.铝压铸工艺示意图 (20)图表29.铝铸件在汽车领域应用广泛 (20)图表30.2011-2015 年我国汽车产业压铸件用量 (21)图表31.挤压基本原理示意图 (22)图表32.挤压铝在汽车行业中的应用 (23)图表33.铝轧制工艺示意图 (24)图表34.铝轧制品在汽车领域应用 (24)图表35.南山铝业乘用汽车铝板研制取得突破 (25)图表36.模型锻造工艺示意图 (26)图表37.锻造铝合金在汽车领域应用 (26)图表38.国内单车用铝量远低于欧美水平 (27)图表39.北美单车用铝量持续提升 (28)图表40.国内单车用铝量有望高速增长 (28)图表41.国内汽车用铝市场需求将快速增长 (29)图表42.北美汽车铝合金市场需求 (29)图表43.北美铝合金市场需求 (29)图表44.铝加工环节对比 (30)图表45.相关上市公司铝制品销量情况 (30)图表46.重点推荐铝合金供应链公司 (31)汽车轻量化是必然方向,铝材是最佳选择油耗、排放和续航推动汽车轻量化高速发展乘用车油耗限值。
燃油经济性一直是消费者购车时关注的焦点,油耗问题也长期位居J.D.Power客户关注度前列。
为了可持续发展,世界各国都制定了汽车燃油消耗标准,中国也同样发布了乘用车燃料消耗量的限制政策,目标是2020年乘用车平均燃料消耗量降至5.0升/百公里。
理想是丰满的,现实是骨感的。
工信部2017年4月公布《公示2016年度乘用车企业平均燃料消耗量情况》。
123家车企中,国产乘用车企业燃料消耗量达标率为68.42%,进口乘用车企业燃料消耗量达标率为51.85%,总体达标率仅64.23%。
随着时间推移,油耗要求年度降幅越来越大,满足要求将会变得越来越难。
但是传统发动机的油耗改进措施较为有限,而且多种措施叠加的节油边际收益会越来越小,增加的零件成本也会越来越高。
因此传统的措施很难满足平均油耗2020年降到5升/百公里的要求,必须寻求其它措施。
根据测算,一般车重每减少10%,油耗可以降低约6%-8%。
从技术可行性上看,轻量化是传统内燃机汽车降低油耗并满足第四阶段油耗限值的必然选择。
图表1.国内油耗要求逐年快速下降排放限制。
近年来,随着雾霾天的日益频发,公众对于空气质量日益关注,国家也制定了更加严厉的汽车排放法规。
目前,国内已有北京、上海、珠三角等地实施轻型汽油车国五排放标准,全国范围内也于2017年起全面实施。
除了尾气排放,温室效应也促使更多人关注碳排放。
欧盟已推出环保法规,要求2020年后生产的新车平均碳排放量不高于95克/千米。
而欧洲环境署最新数据显示,2015年新车CO2平均排放量为119.6克/千米,与2020年目标值差距较大。
常规手段较难满足2020年碳排放目标,因此必须寻求多种技术措施。
图表2.欧美等各国对油耗和碳排放要求日益严格消费者需求推动整车企业发展高续航车型。
近年来国内新能源汽车行业蓬勃发展,电动车销量节节攀升。
但电动车车主大都有里程焦虑症,而更多的消费者还在观望是否选择电动车,这些都是因为电动车的续航里程问题。
目前一般内燃机车加满油的续航里程都在500公里以上,而主流电动车续航里程只有100-300公里左右,和内燃机汽车差距巨大,而且还会随着时间推移和电池老化而慢慢减少。
国家法规推动企业增加电动车续航里程。
新能源汽车积分直接与续航里程正相关,而续航里程是新能源乘用车获得较高补贴的主要因素。
为了获得较高的新能源汽车积分和购臵补贴,整车企业有动力发展高续航电动车。
图表3.新能源汽车积分政策鼓励高续航车型图表4.新能源乘用车补贴政策鼓励高续航车型为了增加续航里程,汽车厂商纷纷增加电池容量。
但增加电池的同时也增加了整车质量,使得续航里程的改善达不到预期效果。
因此光增加电池很难解决续航里程问题,必须同时降低整车质量。
除了高速工况下空气阻力占比较大外,一般行驶工况下电动车耗费的能量都和整车质量正相关。
纯电动车的整车成本结构中,电池约占30% ~ 50%。
在相同的续航里程下,采用轻量化技术的电动车可以减少电池数量,从而大幅度降低电池成本和整车成本。
欧洲铝业协会(EAA)的研究表明,对于高尔夫之类大小的电动车型,在相同续航里程下,使用全铝车身将增加1015欧元成本,但可以节省电池成本1650欧元,总成本将减少635欧元。
内燃机汽车的油耗和排放、电动车的续航里程是当今汽车工业面临的三大主要问题,而轻量化对这三大问题都有非常好的改善作用,也是为数不多的解决办法。
由此看来,轻量化是未来汽车技术发展的必然方向。
铝合金是汽车轻量化最佳选择汽车行业很早就开始探索轻量化技术,主要手段包括选用轻质材料、优化结构设计和选择先进制造工艺等。
优化结构设计和先进制造工艺带来的减重效果相对较小,因此目前轻量化研究的主要方向是轻质材料,包括高强度钢、铝合金和碳纤维复合材料等。
图表5.轻量化技术途径轻量化材料方面,主要有高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维等。
对于轻量化材料的选择,需要考虑重量、成本、工艺等多个方面。
综合来看,高强度钢性能优异,价格较低,但密度较高;铝合金和镁合金减重效果较好,但成本略贵;碳纤维减重效果最好,但成本最高。
图表6.轻量化材料性能对比据相关统计,近年来生产的普通轿车,其主要材料的重量构成比大致为:钢铁65%-70%、有色金属10%-15%、非金属材料20%左右。
在轻量化趋势的影响下,各种新型材料,如轻金属、复合材料等将越来越多的应用于现代汽车。
不同材料有不同的优缺点。
从长远来看,最有可能出现的情况是车辆将采用多种材料,将高强度钢、铝合金等与其他材料混合使用,既降低其重量,又能节省成本并提升性能。
以美国为例,Ducker Worldwide预测,2015-2020年间,每100镑减重,有57%是由铝合金贡献。
考虑到国内铝合金的单车用铝水平与美国等发达国家相距甚远,未来国内铝合金轻量化市场空间巨大。
图表7.铝合金等推动美国汽车轻量化综上所述,未来铝合金和高强度钢有望占据轻量化主导地位,而碳纤维则起到补充作用,多种材料共同推动汽车轻量化。
铝合金具有密度低、减重效果好等优点,有望得到大力发展,汽车用铝前景光明。
铝是一种轻金属,其化合物在天然界中散布极广,地壳中铝的资源约为400~500 亿吨,仅次于氧和硅,具第三位。
在金属种类中,仅次于钢铁,为第二大类金属。
铝材按有无合金成分,可以分为纯铝及铝合金。
铝合金按合金系列又分为Al-Mn合金、Al-Cu合金、Al-Si合金和Al-Mg合金等。
按照压力加工能力,可分为变形铝和非变形铝(如铸铝等)。
按照能否热处理强化,铝合金又分为非热处理强化铝和热处理强化铝。
图表8.铝及铝合金分类铝中加入一种或几种元素后即构成铝合金,可以改善部分性能。
铝合金根据合金成分,可以分为1/2/3/4/5/6/7/8/9等系,其中8系较为常用的8011 属于其他系列,大部分应用为铝箔。
9系铝合金是备用合金。
图表9.铝合金分类系列及特点铝具有密度小、强度好、加工容易、导热导电性好、耐腐蚀性好等优点,这些优点帮助铝在不同的场合得以广泛应用。
图表10.铝合金特点及应用在传统动力汽车领域,铝合金广泛应用在发动机、变速箱、散热器等零部件上。
在纯电动汽车领域,电池包结构件、电池冷却板、电机壳体、减速器壳体等铝合金也得以广泛应用。
此外近年来也有越来越多的车型采用全铝车身或者钢铝混合车身。
图表11.铝合金在汽车领域应用广泛随着油耗和排放法规日益严厉,新能源汽车逐渐普及,汽车用铝有望迎来爆发。
中外车企共同发力,汽车用铝有望爆发汽车用铝应用范围逐步扩大铝是最早成为钢材替代品的汽车制造材料,早在1899年欧洲汽车企业就采用了铝铸造变速器壳体。
后来美国用铝制油箱发动机零部件、传动装臵、壳体等零件,20世纪20年代用铝板做汽车结构件,1925年开始用铝材做散热器。
1980年奥迪汽车公司最早在Audi 80和Audi 100上采用了铝车门,然后不断扩大应用。
1994年奥迪开发了第一代Audi A8全铝空间框架结构(ASF),随后于1999年诞生的奥迪A2成为首批采用该技术的量产车。
图表12.汽车用铝发展历史随着时间推移,汽车用铝的范围越来越广。
目前变速器箱体、热交换系统的铝合金使用率已接近100%,发动机缸体、缸盖、车轮也已达到较高水平。
未来重点拓展的有车身、底盘等零部件,应用范围有望大幅增加。
图表13.汽车零部件铝合金渗透率对于传统汽车,世界各地油耗和排放法规日益严厉,各大车企纷纷加码汽车轻量化,并加大了汽车用铝合金投入。