聯(lián)盟輕量化發(fā)展白皮書2022-2023-03-技術(shù)資料

1序一2積極推動汽車輕量化發(fā)展，助力“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)（2022年6月20日在輕量化專委會第二次會員論壇上的發(fā)言）二、輕量化是汽車產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的重要手段，新能源汽車輕量化是未來發(fā)展的重點方向。我們將堅定不移。 三、中國汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)關(guān)注輕量化發(fā)展和應(yīng)用，并將持續(xù)強力推進。系數(shù)總體目標(biāo)，要求2025年/2030年/2035年燃油乘用車輕量化系數(shù)分別降低四、中國汽車輕量化逐步向縱深方向快速發(fā)展，還將強化力度、加快五、“雙碳”目標(biāo)下，汽車輕量化需從技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)鏈合作方面實現(xiàn)突破，這是我們的共同使命。4六、真誠倡議，攜手推動中國汽車輕量化發(fā)展和應(yīng)用邁向新階段。 1 2 7 7 8 12 13 14 15 18 18 18 21 23 23 23 23 24 24 25 27 28 28 30 30 31 33 34 35 36 36 38 38 38 40 41 41 42 42 59 60 11 13 14 15 16 16 17 18 19 19 19 20 21 21 22 22 23 277一、概述牌轎車的自質(zhì)量約比發(fā)達(dá)國家同類轎車平均重8%～10%，商用車平均重10%~）， 二、基本情況身約占汽車總質(zhì)量的30%,空載情況下,約70%的油耗用在車身質(zhì)量上,因此車身的輕量化對減輕汽車自重,提高整車燃料經(jīng)濟性至關(guān)重要。同時,輕量化還將在一會因底盤重量減輕而減輕,整個車身會更加穩(wěn)定;輕量化材料對沖撞能量的吸收, 車身重量對降低發(fā)動機的功耗和減少汽車總重量具有雙重的效應(yīng)。為此,首先應(yīng)強度高的輕質(zhì)材料,像鋁鎂合金、塑料聚合物材料、陶瓷材料等;(2)使用同密度、同彈性模量而且工藝性能好的截面厚度較薄的高強度鋼;(3)使用基于新材料加工的輕量化結(jié)構(gòu)用材,如連續(xù)擠壓變截面型材、金屬基復(fù)合材料板、激光焊接板材有色合金材料鋁具有良好的機械性能,其密度只有鋼鐵的1/3,機械加工性能 鋁合金加工難度比鋼材高,成型性還需繼續(xù)改善;由于鋁導(dǎo)熱性好,導(dǎo)致鋁合金的比較高,成本控制對鋁合金的運用非常重要。鎂合金具有與鋁合金相似的性能,但成本低等特點,來作為汽車輕量化的措施。采用高強度鋼板在等強度設(shè)計條件下減少率不一定能達(dá)到鋼板強度的增加率,不可能大幅度地減輕車重。高強度鋼板彈性應(yīng)變區(qū)。由于運用高強度鋼板的經(jīng)濟性和相對容易性,因此應(yīng)大力提倡在汽塑料和復(fù)合材料與相同結(jié)構(gòu)性能的鋼材相比,塑料和復(fù)合材料一般可減輕部件的重量在35%左右。低密度與超低密度片狀成型復(fù)合材料的發(fā)展提供了更多的潛力,在重量減輕與強度方面達(dá)到甚至超過了鋁材,整體成本通常更低。塑料是直接起到輕量化的作用,更因其優(yōu)良的耐熱性、耐腐蝕性和耐磨性,用于汽車發(fā)動機燃燒室及熱交換器等零件,使功率提高,油耗大大下降,從節(jié)能角度看則間接地起到輕量化效果。蜂窩夾層材料是早已在飛機上采用的材料,其最大特點是剛性 性能等的不斷發(fā)展和成熟,針對不同輕質(zhì)材料的不同性能,進行多材料混合結(jié)構(gòu)設(shè)汽車廠家用鎂合金制造的部分汽車零件通用氣缸蓋、濾油器、空氣濾清器殼、配電器、擋泥板支架、煙灰盒門、轉(zhuǎn)向盤柱、前大燈罩、前大燈托架、發(fā)動機罩格柵、進氣格柵中心座、前大燈框架、配電器、擋泥板支架、離合器殼、制動器福特離合器踏板托架、轉(zhuǎn)向柱定位機構(gòu)、分動器殼克萊斯勒變速器殼體大眾曲軸箱、變速器殼體、增壓器殼、正時齒輪、離合器殼沃爾沃節(jié)氣門連桿、手制動連桿、車門外把手奔馳座椅架儀表板保時捷風(fēng)扇、風(fēng)扇架、車輪 三、輕量化技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀汽車輕量化的技術(shù)內(nèi)涵是:采用現(xiàn)代設(shè)計方法和有效手段對汽車產(chǎn)品進行優(yōu)化設(shè)計,或使用新材料在確保汽車綜合性能指標(biāo)的前提下,盡可能降低汽車產(chǎn)品自單地將其小型化。首先應(yīng)保持汽車原有的性能不受影響,既要有目標(biāo)地減輕汽車身的造價不被提高,以免給客戶造成經(jīng)濟上的壓力。汽車輕量化技術(shù)包括汽車結(jié)與汽車自身質(zhì)量下降相對應(yīng),汽車輕量化技術(shù)不斷發(fā)展,主要表現(xiàn)在:輕質(zhì)生態(tài)復(fù)合材料及陶瓷等的應(yīng)用越來越多;結(jié)構(gòu)優(yōu)化和零部件的模塊化設(shè)計水平不斷提高,如采用前輪驅(qū)動、高剛性結(jié)構(gòu)和超輕懸架結(jié)構(gòu)等來達(dá)到輕量化的目的,計算機輔助集成技術(shù)和結(jié)構(gòu)分析等技術(shù)也有所發(fā)展;汽車輕量化促使汽車制造業(yè)在步及其抗蠕變性能的進一步改善,自動變速器殼體以及發(fā)動機曲軸箱亦適合改用鎂材料制造。若曲軸箱由鋁改為鎂,則可減輕30%左右。傳統(tǒng)的轎車車身結(jié)鋼車身,現(xiàn)今也越來越多地采用高強度鋼、精練鋼、鋁合金和夾層鋼車身結(jié)構(gòu),其度較高的碳鋼相比,表現(xiàn)出不少優(yōu)點,例如延展性更好、強度更高、更適合形狀復(fù)前輪驅(qū)動、高剛性結(jié)構(gòu)和超輕懸架結(jié)構(gòu)等來達(dá)到輕量化目的,國內(nèi)已從主要依靠前出現(xiàn)了一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的汽車車身模具開發(fā)技術(shù),如湖南大學(xué)與上汽通用五菱在薄板沖壓工藝與模具設(shè)計理論方面開展了較深入的研究;北京航空航天法和優(yōu)化設(shè)計方法進行結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,以減少車身骨架、發(fā)動機和車 纖維復(fù)合材料、高性能稀土永磁材料、新型新能源材料等；國家節(jié)能與新能源 六、吉林通用集團在輕量化方面的研究與應(yīng)用 一、緒論二、軌道交通輕量化復(fù)合材料國內(nèi)外發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀世界主要軌道交通裝備企業(yè)聯(lián)合專業(yè)復(fù)合材料設(shè)計制造企業(yè)積極開展了碳 韓國鐵路行業(yè)在纖維復(fù)合材料的應(yīng)用方面也取得顯著成績。2010年投入商TTX列車是在法國阿爾斯通公司向韓國轉(zhuǎn)讓第二代TGV-A 重30%～35%，同時抗擊能力優(yōu)良，耐0.9kg鋼塊300km/h的沖擊。意大利夾層板（兩層Tedlar聚氟乙烯塑料薄層中夾有Nomex蜂窩芯材頭部采用 歐洲對轉(zhuǎn)向架的壓制同樣采用材料-結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計，但僅限于研究測試階通過了靜態(tài)模擬試驗和耐久性試驗。隨后又相繼開發(fā)了HLD-L型和HLD-300 縱臺碳纖維板比傳統(tǒng)玻璃產(chǎn)品減重50%以上。碳纖維板采用整體模具成型大大 三、軌道交通復(fù)合材料市場前景與經(jīng)濟性分析 四、總結(jié)中國軌道交通等高端裝備制造業(yè)的快速發(fā)展將為碳纖維復(fù)合材料等新材料的發(fā)展應(yīng)用提供巨大的實踐平臺。按軌道車輛用復(fù)合材料份額占比1續(xù)在軌道交通車輛復(fù)合材料中試線平臺建設(shè)和產(chǎn)業(yè)化進程中得到相關(guān)政策和資 一、德國國家輕量化計劃與目標(biāo)2030”工業(yè)戰(zhàn)略中的核心技術(shù)。德國聯(lián)邦經(jīng)濟部在2019年一種跨領(lǐng)域的技術(shù)，也是創(chuàng)新的動力。這是活力和不斷發(fā)展的代名詞。” 二、德國主要輕量化團隊和機構(gòu)（一）“歐洲輕量化之父”胡芬巴赫院士團隊“歐洲輕量化之父”胡芬巴赫院士（Prof.Dr.-Ing.habil.Prof.E.h.Dr.h.c. 1997年胡芬巴赫院士利用德累斯頓年以來，胡芬巴赫院士團隊從市場獲得的科研經(jīng) 2015年他與中國中車青島四方機車車輛股份有限公司、中國中車工業(yè)研究院聯(lián)2017年與北京新能源汽車股份有限公司聯(lián)合成立了“中德汽車輕量化工程（二）德國德累斯頓工業(yè)大學(xué)輕量化及復(fù)合材料學(xué)院 德累斯頓工業(yè)大學(xué)輕量化及復(fù)合材料學(xué)院(ILK，以下簡稱：學(xué)院)由胡芬巴（1）輕量化結(jié)構(gòu)團隊：現(xiàn)代輕量化結(jié)構(gòu)解決方案不再是零件材料的簡單替（2）計算方法與仿真團隊：為了降低研發(fā)成本，提高研發(fā)效率，輕量化結(jié) （4）熱固性工藝和預(yù)成型團隊：主要為創(chuàng)新預(yù)成型工藝進行相（5）連接技術(shù)團隊：一個開放和跨學(xué)科工作和交流的平臺，專門針對連接傷和失效過程的相關(guān)知識和數(shù)學(xué)描述對于輕量化結(jié)構(gòu)和輕量化系統(tǒng)的設(shè)計至關(guān)（7）功能集成整合團隊：對學(xué)院而言，功能整合首先意味著高 （8）特殊材料和工藝團隊：多材料設(shè)計中的輕量化結(jié)構(gòu)—這是學(xué)院的研究（9）中性輕量化團隊：該團隊主要對輕量化結(jié)構(gòu)背景下的跨學(xué)科可持續(xù)發(fā)和復(fù)合材料的應(yīng)用處理相關(guān)的演示設(shè)備，例如6米直徑的編織機，高性能熱壓 （三）德國德贏技術(shù)公司德贏科技的核心競爭力是輕量化技術(shù)與產(chǎn)品尤其是鋁鎂合金產(chǎn)品的工程開德國德贏技術(shù)公司是德國大眾集團研發(fā)中心鎂事業(yè)部中國事務(wù)的戰(zhàn)略合作 騰堡州輕量化局在亞太地區(qū)唯一官方指定會議。2019年在山東鄒平舉辦的第6（四）德國巴登符騰堡州輕量化局2016年起，巴符州輕量化局作為聯(lián)合主辦單位在中國舉辦中德輕量化技術(shù)定的年會。2018年起，巴符州輕量化局在中德輕量化技術(shù)年會前后組織德國輕 中德軌道交通技術(shù)（德累斯頓）聯(lián)合研發(fā)中心有限公司一、背景與歷程 二、合作成果（一）合作模式（二）項目成果 （三）人才培養(yǎng)此外，在科技部的領(lǐng)導(dǎo)下，積極推進“德國中國研發(fā)創(chuàng)新聯(lián)盟”建設(shè)，帶 （四）技術(shù)轉(zhuǎn)移（五）社會效應(yīng) 聯(lián)盟輕量化專委會部分成員名譽主任:雷憲章院士 主任：莫凡教授主任：李吉寶 2019年赴德國研發(fā)中心從事軌道交通車輛復(fù)材產(chǎn)品設(shè)計、研發(fā)工作，作為碳纖維復(fù)材車體項目負(fù)責(zé)人，完成下一代地鐵碳纖維車體設(shè)計研發(fā)，碳纖維車體于 中國國家科技部十五重大科技攻關(guān)專項“鎂合金應(yīng)用及其產(chǎn)業(yè)化”專家工作組成集團旗下現(xiàn)有3家上市公司（其中2家香港上市公司在國內(nèi)外建有12個 王立耀教授級高級工程師 唐荻教授豐鎮(zhèn)平教授 胡正飛教授 崔勇教授劉波教授 劉維民博士 柯南極劉天祥博士 龔欣主要從業(yè)方向：光電子,光譜,激光微加工,光纖傳感,微系統(tǒng)傳感器,工業(yè)測控與標(biāo)應(yīng)用技術(shù)大