“自主品牌新能源汽車目前主要由傳統燃油車改制而成，重量平均增加275kg。”北京汽車研究總院輕量化技術部經理孫壘在日前召開的2018中國汽車工程學會年會分論壇上表示，新能源汽車輕量化需求迫切，擁有非常大的技術提升空間。
電動汽車輕量化的意義已毋庸贅言，業界更關心的是其技術最新進展如何？市場化應用的挑戰究竟是什麼？
補貼退坡使輕量化需求更為迫切
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近年來，全球新能源汽車的銷量不斷增長。數據顯示，2017年這個數字突破100萬輛，約佔全球汽車總銷量的1.3％。其中，純電動汽車在新能源汽車銷量中的佔比持續走高，2017年為66％，成為主力軍。受日趨嚴格的燃油汽車監管政策推動，部分國家或地區甚至開始考慮完全禁售燃油車。據估算，今後三年在全球範圍內將有300多款電動新車型面世。
中國是全球最大的新能源汽車市場，本土品牌佔據新能源汽車市場94％的份額，居於絕對領先地位。“新能源汽車補貼和燃油車限行限牌政策在中國電動汽車市場的迅速崛起中扮演了至關重要的角色。”孫壘強調，從產品情況看，2018年新能源汽車細化補貼標準更傾向於高續駛里程的車型。
根據《節能與新能源汽車技術路線圖》要求，2020年、2025年、2030年三個階段，鋰電池系統比能量分別要達到260Wh/kg、280Wh/kg、350Wh/kg。“從目前電池能量密度提升的情況看，速度較為緩慢且空間不大。”孫壘說。
在孫壘看來，目前主流企業電池能量密度基本處在同一水平，藉此拉開車輛續駛里程差距的難度較大，有鑑於此，目前最有效的手段是輕量化。再則，通過對比行業內電動汽車整車輕量化係數（參考輕量化聯盟推薦方法）可以看出，非燃油車改制車型輕量化係數遠遠低於燃油車改制的車型，這也表明在動力電池能量密度一定的情況下，電動汽車整車輕量化還有很大的提升空間（輕量化係數越低，表示輕量化水平越高）。
據瞭解，汽車的行駛阻力與車重成正比：車輛時速低於100公里，重量因素決定80％的油耗；超過100公里，風阻就成為油耗的主要決定因素。來自國際鋁業協會的數據顯示，汽車自重每減少10％，燃油消耗可降低6％～8％。因此，輕量化是節能的重要途徑。
“電動汽車輕量化不僅具有降低能耗的作用，而且使同等續駛里程下車輛少裝電池成為可能，可顯著降低成本。”孫壘說。
輕量化需要多維度解決方案
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南京創源技術中心總監劉峰表示，整車實現輕量化需要多維度的整體解決方案，主要涉及車身輕量化、底盤輕量化、驅動系統輕量化、電系統輕量化和部件輕量化。目前，汽車行業從材料、結構、工藝三個方面，提升電動汽車輕量化水平。
材料方面，近期是以鋼為主、複合材料和鋁鎂合金為輔的多材料結構，中後期將逐漸發展為以鋁合金和纖維增強複合材料為主，鋼、鋁鎂合金為輔的多材料結構；
結構方面，採用模塊化結構設計方法，開發出全新的新能源汽車整車結構平臺，根據用材特點進行零部件的拓撲優化和多目標協同優化設計；
工藝方面，實現衝壓、輥壓、擠壓、熱成形、模壓和注塑等多種成形技術，焊接、粘接、鉚接、螺栓鏈接等以異種材料連接技術的綜合應用。
電動車動力電池系統在整車重量上的佔比較高，電池總成重量的增加是導致電動汽車整車重量上升的主要原因。瑞德豐精密製造有限公司副總經理陸賓林表示：“動力電池系統佔電動汽車重量的20％～30％，包括幾百個電芯及其連接件，如何降低它們的重量對實現輕量化尤為重要。”
電池系統輕量化主要包括Pack成組效率、CellED（單體能量密度）和新材料/新技術的量產應用。據劉峰介紹，在Pack結構輕量化過程中，實現的主要方式有：去模組化，即把以前的單模組變成大模組，電芯大量採用A/B膠粘，應用紮帶取代側板；電氣件輕量化、小型化，接插件集成化；取消從控；FPC取代傳統線速；箱體/箱蓋材質輕量化。
“目前，電動汽車輕量化的主要技術發展方向有三個——材料輕量化、結構輕量化和連接輕量化。”中國工程院院士、電動車輛國家工程實驗室主任孫逢春表示，結構輕量化的重要性遠大於材料輕量化，電動汽車結構性變化加上材料和連接的輕量化，結合汽車生產的新工藝，才能使輕量化達到超乎預想的效果。
成本、安全及材料考驗輕量化未來
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“電動汽車輕量化需求雖然尤為迫切，但單一零件的輕量化方案往往增加成本，企業需要進行系統化的設計，在整車性能、輕量化與經濟性之間尋找平衡。”在某汽車企業輕量化研發部門工作的張明（化名）向記者強調，車身輕量化不是單純地減輕質量，而是需要多方面考慮。
整車結構的安全性就是其中的關鍵一環。張明表示，企業要對輕量化設計後的車身進行大量的結構剛度、材料疲勞性及安全碰撞等方面的分析，從而提高新能源汽車的可靠性和安全性，但目前尚未形成統一的新能源汽車輕量化安全標準。
北京中材汽車複合材料有限公司總經理凌靜表示，新能源汽車的輕量化需求日趨迫切，複合材料作為新材料產業結構中的一環，價值不斷凸顯。不過，也有業內人士指出，雖然輕量化材料能降低汽車自重，但也大大增加了成本。而目前，行業內缺乏新能源汽車輕量化成本的量化數據，這也是影響新型材料批量化應用的原因之一。
“新材料從試驗到量產週期長，且研發成本高。目前來看，國外車企正進行研發，國內大型車企也有相關技術儲備，小企業則處於跟風狀態。”張明說。
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