作者：史爱萍
近年来，汽车行业出于节省燃油和降低排放等方面的考虑，使汽车轻量化设计成为了汽车发展的必然趋势。由于汽车车身重量约占汽车总质量的三分之一，车身的轻量化设计对汽车节能减排非常重要。因此，汽车车身轻量化设计对于提升整车燃油经济性的意义重大。6月7日，在北京佰汇方略信息咨询有限公司主办的“2021年中国乘用车铝车身与物流车铝车厢专题研讨会”上，主机厂、零部件企业、铝加工企业以及设备、检测等相关企业齐聚一堂，共同研讨乘用车、客车、物流商用车车身材料及轻量化创新工艺等最新发展趋势。
铝-钢混合结构车身
应用前景看好
目前，多材料混合应用已经成为汽车轻量化的发展趋势。“整车轻量化总体趋势仍然向着多材料综合应用的方向发展。”北京新能源汽车股份有限公司轻量化技术科科长田宇黎在出席会议时说道。
上海汽车集团乘用车公司车身材料经理叶青亮表示，未来，上汽汽车材料将采取多元材料战略，即将合适的材料用在合适的部位。他介绍，从上汽新能源汽车车身轻量化选材发展路线来看，高端产品将更多采用碳纤维外覆盖件或全铝车身；主流产品更多采用超高强钢与多种轻质材料混合连接，低端产品仍以钢制车身为主，并加大高强钢比例。其中，铝-钢混合结构车身在国内已经展开应用，并呈现出扩充增加的趋势。佰汇方略总经理王登文介绍，铝-钢混合结构车身已在北汽、上汽、广汽、比亚迪、吉利、小鹏、理想、爱驰、华人运通、上汽通用、特斯拉上海工厂等车企下线并量产。
但王登文也指出，欧洲铝-钢混合结构车身占比更高，约占比57%，在铝-钢混合结构车身应用上，中国与欧洲还有较大的差距，预示着市场潜力存在很大空间。
此外，全铝结构车身、铝-碳混合结构车身等的量产与应用也使铝镁轻合金应用得到了快速增长。据悉，全铝结构车身已在蔚来、奇瑞、捷豹、路虎等车企实现量产。铝-碳混合结构车身已在长安汽车、前途汽车实现突破。
田宇黎表示，铝作为除钢以外，整车企业最为熟识的材料，近年来不仅铝合金的用量有明显上升，在整车企业中的认可度和接受度也在不断提高。从综合性能来看，铝合金仍然是未来应用的一大趋势。
从今年上汽制定的《轻量化材料、工艺技术路线图》中也不难发现，在上汽新能源汽车未来用铝的策略中，将会做好新材料、新工艺的技术储备，开发低成本的铝合金和先进的铝合金成型工艺，以及新的各种联接技术；同时，将重点开展结构优化设计，实现轻量化且低成本。此外，从应用部件来看，铝板将率先从发动机盖罩、车身覆盖件应用开始拓展，并逐渐扩大到铝车身；而铝型材应用将从前后缓冲梁开始，逐步扩展到架构件；铸铝应用将从减震塔开始，逐步拓展到集成式结构。
根据《节能与新能源汽车技术路线图》，将大力推进铝合金材料在中国汽车上的应用，2030年我国汽车单车用铝量将达到350公斤/辆。在上海励益铝业有限公司销售副总经理万恩贵看来，未来10年内，汽车各个主要部件的铝材渗透率都将明显提高。铝制引擎盖、车门将是最易渗透的两个部件，其他领域的渗透率也将大幅度提高。
叶青亮指出，目前汽车轻量化铝材应用还存在着一些难点，面临着一些挑战。比如，在钢-铝混合结构车身中，由于钢铝间存在较大电位差，易产生电偶腐蚀、热膨胀差异大等问题，都给钢铝的焊接带来了困难。此外，对于传统车企来说，在轻量化新材料应用时，需要对老的产线进行改造，对焊接、涂装等车间进行调整，这将涉及到扩大投资和增加成本，这也会影响企业轻量化新材料应用的落地速度。
田宇黎呼吁，轻量化新材料应用不仅需要整车厂、零部件供应商、材料供应商共同参与，更需要设计、材料、连接工艺和成形制造等紧密协作、持续解决问题、攻克难关，来推动应用。
物流车铝化率明显提升
商用车轻量化势在必行
近年来，城市物流、快递等行业快速增长。数据显示，2020年中国规模以上快递企业业务量完成833.6亿件，同比增长31.2%。
相关资料显示，铝制车厢能够降低车身重量的35%至40%，这也意味着在同等重量的运输条件下每次运送量可比全钢结构半挂车多拉运40%左右的货物，空载运行也将大大节省油耗。
良好的经济效益也使得轻量化快运集装箱式铝车箱受到了业界的高度关注与推崇，并得到了前所未有的大量应用。王登文预计，随着物流快运业务的高速增长，以轻量化、长寿命、高残值回收的集装式铝车箱将被物流业推向一个就用量的新高度。
王登文也指出，从整个商用车领域来看，目前国内的商用车铝化率远远低于发达国家，仍有很大增长空间。
数据显示，货车每减轻1吨重量，其生命周期中就可以节油约18吨，减少碳排放近42吨。随着超载治理加严及按轴收费政策出台后，引起的市场需求变化，促进了汽车产业结构的调整，商用车轻量化势在必行。
陕西汽车控股集团有限公司技术工艺部部长张正峰在会上介绍了陕汽集团“十四五”期间轻量化的规划以及对铝合金材料及零部件的需求。他介绍，“十四五”期间，陕汽集团将加快高强钢、复合材料、铝镁合金等新材料、产品新结构和新工艺等新技术的应用，推动整车在满足不同细分市场承载能力的同时，使整车自重持续优化，公司预计2025年重型卡车自重下降比例约10%。在全铝白车身轻量化方面，将基于现有牵引长头驾驶室进行轻量化设计，把钢制车身改为铝制车身，并将其车身造型根据材料特性进行适应性调整，实现白车身减重≥22%。他希望，能与上游材料企业、零部件企业以及设备厂商共同推动陕汽集团的轻量化步伐。
原材料价格高企
对产业链企业形成冲击
今年以来，传统制造业企业生产所需的有色金属、化工等原材料均出现了大幅上涨，拉高了实体制造业的成本，也给产业链上的企业带来了一定影响，尤其是中小铝加工企业受到的冲击更为明显。
佛山市轻铝汽车零部件科技有限公司总经理徐均民表示，中小企业在面对原材料价格上涨时，转嫁成本能力不强，进一步压缩了企业的利润，同时原材料价格的大幅上涨也加大了企业的资金压力。此外，招工难以及用工成本的剧增，也是摆在企业面前绕不过的现实问题。成本高压之下，一些制造企业不得不“提价求生”，但也担心过度的提价会造成订单的流失。
而高昂的价格也对下游的需求产生了一定的抑制。一家铝加工企业参会代表告诉记者，今年原铝价格攀升至高位，抑制了部分下游企业的消费需求，观望态度明显，受此影响，该公司订单下滑超过50%。在田宇黎看来，材料成本的变化会带动整车成本的变化，原材料价格的大幅上涨会对整车企业的材料可行性分析产生一定影响。
面对目前的困境，徐均民建议，铝加工中小企业要把产品做精、做极致，并把管控风险放在首位，顺势而为，紧跟国家战略方向发展。
“未来，随着新能源汽车和高端品牌乘用车车型市场渗透率的大比例提升，全铝结构车身、铝-钢混合结构车身、铝-碳混合结构车身应用将进入提速发展的快车道。”王登文在会议总结时说道。随着汽车新材料及新工艺的发展，也将给铝合金材料企业带来更多机遇与挑战。广东（南海）铝加工产业联盟常务副理事长卢继延在视频致辞中表示，佛山作为我国铝型材产业的主要生产基地，在汽车用工业铝型材方面，佛山铝合金材料企业正在向高质量、智能化方向转型升级，以期能与汽车主机厂、汽车零部件企业和铝加工同行携手合作，为汽车轻量化产业作出新的贡献。
