轻量化:汽车材料升级的方向

作者: 冶金矿产  发布:2020-04-30

《中国冶金报》

节能减排要求轻量化

本报讯近日,以“新材料、新工艺、新技术”为主题的“2019汽车轻量化与高性能材料技术论坛”在重庆大学召开。来自40余家企业、科研院所、高校、汽车行业的250余名专家学者围绕汽车轻量化结构设计、高强汽车钢、铝合金等轻量化材料的生产、成形与连接技术等热点问题展开交流、讨论。

再加上我国近年来大气污染严重,汽车行业节能减排压力巨大。从环保需求来看,目前我国汽车用汽、柴油消费量占全国汽、柴油消费量的55%,每年新增石油消费量的70%以上被新增汽车所消耗。石油消费的快速增加,一方面增加了能源供应压力,造成我国原油对外依存度逐年增加;另一方面也导致我国碳排放量迅速增加,对环境造成不可逆的影响。

随着汽车节能减排标准不断提高,汽车轻量化成为未来发展的主要趋势。此次论坛旨在进一步深化汽车行业对轻量化技术和发展方向的理解和认识,共同探讨如何推动汽车轻量化和高性能材料的创新与发展,搭建材料供应商、零部件厂商、科研机构和汽车生产企业之间的交流合作平台。

在汽车轻量化用新材料研发方面,上海交通大学刘钊建议,碳纤维复合材料具有多尺度特性,在细观和介观尺度上存在结构特征复杂、力学性能参数不确定等难题,可开展不确定性的碳纤维复合材料本构建模以及多尺度不确定性优化方案研究,对推动复合材料在汽车轻量化中的应用意义重大。

据了解,此次论坛由河钢与重庆大学主办、河钢集团—重庆大学西南研究院与重庆自主品牌汽车协同创新中心承办。论坛设会议主题报告会和汽车轻量化结构技术、汽车轻量化材料和汽车轻量化技术应用3个分会场。

同时,搭建交流合作平台也是促进汽车轻量化用材料发展的关键。在车型开发的不同阶段,零部件的优化设计需要综合考虑安全性、经济性和技术成熟度等很多复杂因素,研发出的新材料和新技术,必须由材料供应商、车企等紧密配合,经过使用验证和系统评价才能走向成熟、走向市场,真正达到整车轻量化的目的,从而实现材料替代和节能减排。

汽车要实现轻量化必然需要研发轻量化材料。“集成高强钢、铝合金、镁合金、碳纤维等多种轻质材料是未来汽车用材的发展方向。”这是《中国冶金报》记者从日前在重庆大学召开的以“新材料、新工艺、新技术”为主题的2019汽车轻量化与高性能材料技术论坛上获知的信息。

全球汽车产业正面临深刻变革,在环保需求、安全法规、信息技术和人工智能的综合推动下,汽车行业正向着“新四化”的发展方向变革,这就对汽车的开发目标、研发手段和测评技术等都提出了更高要求。

轻量化务必选材得当

此外,钢铁材料是汽车最重要和不可或缺的材料,汽车轻量化和高强度钢材的研发已经成为钢铁行业的重要课题。“从制造到服务 ,实现产学研用的深度融合,才能全方位推进汽车轻量化发展。”河钢集团钢研总院首席工程师齐建军说。

研发空间巨大

从不同材料分析来看,高强钢可以降低钢板厚度,主要用于外覆盖件、白车身和悬挂件等;铝合金、镁合金和工程塑料等低密度轻质材料,主要用于发动机缸体、方向盘骨架等非结构件。并且,从近期应用结合未来发展来看,高强钢、铝合金仍然是当下主流的轻量化材料,而镁合金目前呈现出的轻量化效果较好,具有较大的增长空间。

本报通讯员 部虎 任雪昭 记者 孙学军

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