永州机械设备网

当前位置: 首页 >> 机械设备厂家

【推荐】汽车轻量化发展是必然趋势IS

2023年01月16日 永州机械设备网

为了保护环境和节约资源,众多国家已相继制定了如汽车油耗、排放法规等对策和措施,这也对车企提出了更高的要求。想要达到目前严格的政策要求,车企都需要在汽车轻量化方面下功夫。很多厂商都会在车身材料上做文章,例如铝合金车身、铝合金轮毂、全铝发动机等等……

以铝合金材料为例,其实减重效果和大家想像的差别有点大,很多铝合金车身的车型,其车重都在1.5吨左右,换句话说,钣金件“铁改铝”能减重100公斤就已经很不错了,不过付出的成本会相当高,这也是最终买单的消费者难以承受的。不过除了车身钣金还有轮毂等等,车上还有一个部分有望成为未来车身减重的趋势,那就是座椅。

一般来说,车上的整套座椅算上导轨、传感器以及结构件等等,重量大概在100公斤左右。如果能在低成本的前提下从座椅上偷出30公斤的轻量,车企绝对会笑开花——很多改装赛车例如WTCC赛车,之所以把后座全部拆掉,除了为4点式安全带腾出位置之外,也有减重的考虑在里面。

位于英国萨里郡萨尔福德的Gordon Murray Design是一家在全球享有盛誉设计工程公司,这家成立于2007年的公司专注于开发创新和颠覆性制造技术,他们甚至为自己设计的创新性产品注册了商标,叫“iStream?”。他们设计的iStream?轻量化座椅,比传统座椅降低了30%的重量。

Gordon Murray Design已与内饰汽车供应商Transcal签订了技术许可协议,以生产iStream?轻量化汽车座椅。Transcal生产的这款座椅被命名为IS-001,据说这是世界上第一款以轻量化思维设计出来的轻量化民用量产车座椅。

该座椅适用于各种体型,能实现完全的四向调整,坐垫带防滑倾角,靠背有包裹设计,满足UN ECE标准,包括座椅后面的储物袋均可保留。此外,该座椅的高低调整容量很大,可以实现很低的坐姿,换句话说,无论是SUV还是运动车型,该座椅全部适用。最重要的是,该座椅拥有超低的加工和开发成本,单件OE配套成本极具竞争性,而且零件数量超少,装配更为简单快速。

Transcal在Gordon Murray Design的支持下,计划在2020年第一季度发布批量生产的IS-001轻量化座椅。在此之前,Transcal已经决定参加2019年9月10日开幕的法拉克福车展以及2019年11月5日在美国拉斯维加斯开幕的SEMA改装展,全力向车企推销这套轻量化座椅系统。

传统座椅架构的制造方式是把数百块冲压金属板组合在一起,而IS-001则采用管状金属和块复合材料板材进行组合,大大降低了结构重量,和传统座椅相比,IS-001的结构总成只有12kg。如果使用iStream的原有极端设计方案,采用蜂窝碳纤维复合板材和铝制框架,其整套座椅重量更能降低50%。

如果IS-001能够顺利投放市场并获得消费者的认可,想必这会是汽车轻量化工程的一次重要进步。至于中国市场上什么时候能看到这种轻量化座椅,个人的感觉是“很快”,毕竟中国汽车市场全球最大,车企最多,Transcal和Gordon Murray Design公司不可能对此视而不见。

汽车轻量化发展是必然趋势,带动镁合金及相关镁金属产业快速增长

在国办印发的《关于加快发展流通促进商业消费的意见》中提到,要释放汽车消费潜力,实施汽车限购的地区要结合实际情况,探索推行逐步放宽或取消限购的具体措施。有条件的地方对购置新能源汽车给予积极支持。

从政策指引看,未来汽车行业或迎来复苏。目前整个汽车行业经过渠道库存大幅去化,行业库存已经在近几年的底部,随着去库存基本结束,加库周期或受政策刺激开启。行业景气度有望回暖。

而随着我国环保政策力度的不断加大,汽车行业的燃油排放标准也愈加趋于严苛。

据工信部规定,我国汽车二氧化碳排放标准将从2015年的155g/km降到2020年的112g/km;而国内乘用车企业燃料消耗从2015年的6.9L/km降到2020年的5.0L/km。

不过从汽车行业当前特点看,如果单纯依靠设计的优化已不能满足环保上低耗与减排的要求,所以从行业发展趋势上看,汽车车身的轻量化已成为未来发展的必经之路。

相关研究表明,车身重量与排放有一定联系。若燃油汽车质量每下降10%,油耗将下降8%,排放将下降4%,车辆质量每下降100kg,二氧化碳排放将减少5g/k。美国铝业协会剔除,车重若每减轻25%,能使汽车加速的时间从原来的10s减少到6s,轻量化的汽车在较低的牵引负荷状态下将会表现出同样的或者更好的性能。

该观点新能源汽车领域一样适用。因为新能源车的电池与燃油比能量差距巨大,电池组重量一般会比燃油发动机重量高2倍以上,目前电动商用车的电池系统重量通常占车辆总重的10%~15%,而乘用车占比高达20%~30%,这直接导致电动汽车相比传统燃油车会增重30%~40%。但如果纯电动汽车整车重量能降低10%,那么平均续航里程将会增加5%~8%,同时损耗成本也可相应下降。

所以,无论从传统汽车的减排还是从新能源汽车增加续航的发展趋势看,轻量化都是一个有效的手段。

目前看,镁、铝合金是汽车进行轻量化的两大理想材料。据美国铝学会报告,如果汽车每使用0.45Kg铝,可使车身减重1Kg。以白车身为例,如果将铝合金代替钢和高强度钢,其车身重量为230kg,最高可减重40%。不过镁合金在减重上性能更优,由于其重量约为铝合金的2/3,仅为153kg,其减重比例可超50%。

不仅体现在重量上,镁合金还具备密度小,比强度、比刚度高,抗震、易回收和易加工等优势。对比等质量且具有近似界面构件的各金属比刚度,镁合金是钢的18.9倍,铝合金的两倍有余,位列三大轻量化金属的首位。

所以,镁合金材料或许是汽车轻量化最为直接的有效解决方式。

但是目前世界镁产量整体下降(我国产量最大,但受制于环保限产),用全镁合金替代整个白车身不现实,但部分、逐步替代的思路仍然可行。

当前镁合金制造成本的逐步下降,而加工工艺也有所突破,使其应用领域越来越广,需求也有增加,不过目前汽车市场仍是其保持增长的主要推动力。虽然2018年我国汽车行业受多方因素影响产销量同比下降,且增幅回落。但是新能源汽车仍保持快速发展,产销量保持高速增长态势。据中汽协数据显示,新能源汽车2018年产销分别完成127万辆和125.6万辆,同比分别增长59.9%和61.7%。所以未来镁合金在汽车领域仍有较大需求空间。

据2016年统计数据显示,我国的汽车平均用镁量约3kg左右,相较于北美的汽车平均用镁量在10kg相距甚远。目前我国汽车用镁还主要停留在汽车方向盘领域,未来仪表盘支架、汽车轮毂、汽车大灯支架等潜在的渗透空间巨大。

据我国汽车轻量化技术路线规划看,2020年、2025年和2030年中国单车用镁量需要分别达到15kg、25kg和45kg。若2030年单车用镁量需要达到45kg(2016年仅3kg),2030年汽车用镁量有望达到172万吨。

我们用倒推的方法测算,白车身全铝合金重量约为230kg,减重效果40%左右,则采用高强度钢的白车身重量约为383.3kg(230/0.6)。单车用镁量若为45kg,则占比为11.7%(45/383.3),大于碳纤维用量。从产量看,全球镁产量主要在我国,而由于环保限产,所以整体产量肯定小于铝合金,因此白车身用料主要以铝合金为主。

但从增长性看,2030年单车用镁量较2016~2020年初步规划将增长3倍(45/15),而铝合金用量增长不到2倍(350/190)。

所以从增长幅度和占比看,汽车轻量化将大幅带动镁合金及相关镁金属产业快速增长。机会较为确定。

不过遗憾的是,A股目前与汽车轻量化材料(镁合金)相关度较高的上市公司主要是云海金属和万丰奥威,数量不多。其它上市公司虽未直接涉及轻量化镁合金材料,但基本间接或直接持有镁矿资源(比如濮耐股份、*ST盐湖(st股注意风险)),随着供给缺口增加,镁价有望上涨,也会受益。而且,如果未来我国轻量化规划顺利推进,考虑到镁合金制造成本的下降和加工工艺的突破,不排除这些公司未来也会布局到这个产业链中去。

集成灶品牌

蒸烤一体机

集成灶加盟品牌