聚焦丨鋁合金材料日漸普及 汽車輕量化大勢所趨

2015年汽車行業發生了許多大件事，但仍屬大眾排放門影響最為深遠。這種事相信其他車企也沒少做，那麼眾車企究竟是為何冒此風險呢？因為如今的排放法規是一年重於一年，環保是一道繞不過去的檻。為了能在減小排量的同時不犧牲太多動力性，減重就是唯一的選擇了。過去，符合強度的鋁合金材料由於成本、技術等原因只出現在高端車型上，如今這一技術一再下探，逐漸掀起一股鋁合金材料的普及之勢。

要在排放和性能間搞平衡，相信這樣對汽車輕量化就不難理解啦。更低的油耗、更好的操控、提升的加速性能、縮減的剎車距離，正所謂「寧減一斤，不增十匹」那麼汽車的輕量化可以通過什麼方式達成呢？

一般來說有以下3種思路：1.新材料：高輕度剛、鋁合金、陶瓷等；2.新結構：輕懸架結構、高剛性結構減輕質量；3.計算機輔助：減少機械結構。

我們都知道傳統的車身結構使用最多的就是鋼材，由於70%的質量都集中在了車身、發動機、底盤上，鋁合金材料用在這幾個方向看來是錯不了。每當新車車身減輕重量100Kg，每百公里可減低油耗約0.3~0.6L，同時減少排放。即汽車重量沒減輕1%，油耗大約可降低0.7%，看來減重是比混動更明顯的節能減排方式啊。

雖然鋁合金的異軍突起讓車用鋼鐵供貨商們倍感壓力，因此也採取了一些行動來對抗來自鋁的威脅。早在1995年，便已有32家跨國鋼鐵生產廠商聯合提出了「超輕碳鋼車身」的概念，這種採用高強度鋼材所製造的車身實現了更薄和更輕的結構，能使車身重量減輕達25%。

輕薄化的車身確實提高了高強度鋼材的銷售數字，同時鋼鐵廠還對外宣稱，這種材料還有另一大好處，也就是讓汽車在各類碰撞測試中得到更好的成績。即便如此，仍然無法抵擋車身鋁合金化的大潮。

來看看先驅是怎麼做的，NSX就是全鋁車身超級跑車，在售款除了奧迪A8、Jaguar XJ，以及新成員Tesla Model S。我們都知道碰撞測試的結果已經新車量產前的必要程序，也早已成為消費者在購車時重要的一項參考依據，當今一款新車要想獲得「不差」的安全聲譽，得要在碰撞測試中得到4至5顆星的評分。

由於歐盟修改了汽車廢氣排放中的二氧化碳含量標準，將其限制在每公里130克，使得汽車設計師們的注意力也隨之轉移到能減輕車身重量的鋁合金上。普通鋼板的厚度通常為0.7到0.75mm，而今日的超強度合金鋼板厚度則僅有0.65mm甚至更薄，新款歐寶賽飛利的發動機蓋板只有0.6mm的厚度。

Jajuar XK就是一部將輕量化做到喪心病狂程度的車型，不僅零件數目從5189個降低到2761個，並且成功瘦身140公斤。雖然看數據馬力輸出僅增加了6匹，但是馬力/推重比卻獲得了質的提升，得到的就是更加極致的操控感受。另外，考慮到汽車的生命周期和資源回收性（鋁的回收比例高於鋼鐵），鋁是明顯優於鋼的。

雖然目前用於全鋁車身的高端車型，還用一部分平衡配重的目的（如BMW旗下諸款車型），鋼鋁混合結構就更常見一些，例如5系採用的是鋼製車身和鋁製車首，不過僅僅是這種混合結構，就已經使得製造成本增加了25%，而這還不是讓車廠頭痛的唯一原因，因為鋁在受熱後體積大幅膨脹的金屬特性，更使得鋁製車用零件的製造難度大大增加，在焊接車身時必須使用特製夾鉗，並採用特殊工藝才能將鋁製零件固定在特定位置。

包括通用汽車在內的國際性大車廠仍無法將鋁合金廣泛應用在旗下各車型上，也就是說要想大面積使用鋁合材料整個生產線都需要相應的技術和加工能力，這意味著大多數車企想要做到這一點需要建造級別更高的工廠了。

另外，在原材料市場上也能初見端倪，相比鋼鐵市場摺合每斤價格還不如白菜，產能嚴重過剩。鋁材市場卻逆勢上揚，汽車用鋁功不可沒，並且隨著技術和成本的下探產能將逐漸提高。

如果你認為鋁合金輕量化是性能車、高端轎車的專屬，那你就錯了。在底特律車展上，福特推出的F150皮卡車身97%採用了鋁材料，較前款成功瘦身320公斤。燃油效率迅猛提升30%！作為一款的常年佔據美國新車市場前位的暢銷車型，性能提升的同時還具備了可觀的環保收益。

在中國，輕量化同樣是作為新車的首要目標之一被重視了起來。「汽車輕量化技術戰略聯盟」正是在這一願景之下，聯合各家車企、工廠，由政府主導，來推動中國國產汽車的輕量化目標。

新的「鋁程」 鋁合金材料都這麼普及了？

筆者參觀的凱迪拉克金橋工廠正是在這一背景之下完成的開山之作，64%鋁合金車身的CT6正是在此打造，支持鋼鋁混線生產將逐漸成為工廠必備技能，不過這一技術無論是難度和成本，目前都只會在合資品牌中見到。相信用不了太久，國內上下游配套成熟之後就能夠在自主品牌中見到它了。

結語

未來的燃油經濟性和排量標準將會愈發嚴格，各大汽車製造商為了滿足這些規定都將走向鋁合金材料這條道路，因為這是現行技術中最成熟、最高效的新材料應用技術。只有這樣汽車製造商才能在不犧牲內飾空間和汽車性能的同時減低重量，達到節能減排的終極目標。