不斷收緊的汽車油耗及排放法規(guī)，不僅造就了火熱的新能源汽車市場(chǎng)，同樣捧熱了一批汽車輕量化材料,，例如鋁合金、鎂合金等金屬材料以及塑料,、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等非金屬材料。不難發(fā)現(xiàn)，隨著汽車輕量化的進(jìn)展，鋁合金,、鎂合金以及高強(qiáng)度鋼等材料由于比強(qiáng)度高，使用量增幅明顯,。而同樣不容忽視的是，非金屬材料應(yīng)用比例也在逐漸上漲。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,，就普通乘用車而言,，非金屬材料重量占比約1/3，部分車型這一占比更大,。
車用非金屬材料主要包括塑料,、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、橡膠,、織物皮革,、膠粘密封劑等十余種材料。其中塑料,、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,、橡膠、膠粘密封劑常被稱為車用非金屬四大材料,，這些材料在減輕車重,、改善舒適性，尤其是成本方面具有相對(duì)優(yōu)勢(shì),，這也是很多車企傾向于將此類材料應(yīng)用納入到近期規(guī)劃中的重要原因,。
近日，在由上海凌傲企業(yè)管理咨詢有限公司主辦的“2017汽車創(chuàng)新材料應(yīng)用于VOC高峰論壇”中,，江淮汽車技術(shù)中心材料工程部技術(shù)總監(jiān)黃家奇在其演講中便指出,，目前江淮汽車正在多部門聯(lián)合開展輕量化金屬新材料、新技術(shù),、新結(jié)構(gòu)研究,，并已制定了相關(guān)的實(shí)車應(yīng)用規(guī)劃。而在非金屬材料方面,，其目前則已實(shí)現(xiàn)多個(gè)項(xiàng)目量產(chǎn)應(yīng)用,，例如薄壁化保險(xiǎn)杠、復(fù)合材料廂式貨箱,、塑料尾門等等,。
其實(shí)，大部分車企與江淮汽車的思路基本一致：雖然在金屬以及非金屬材料方面都有所動(dòng)作,，但現(xiàn)階段則更傾向于擴(kuò)大一些非金屬材料的使用量,。歸結(jié)原因，無非是在鋁,、鎂合金成本遲遲降不下來,，以及還有一些相關(guān)的技術(shù)問題尚未解決的情況下，以上所提到的幾大非金屬材料更容易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用,。
從黃家奇現(xiàn)場(chǎng)所分享的應(yīng)用案例可以看出,，通過對(duì)鋼板部件的替代，鋁合金車架以及鋁合金發(fā)蓋內(nèi)板等實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)集成化,、生產(chǎn)效率的提高以及重量的減輕,，但成本卻出現(xiàn)一定的增長(zhǎng)，雖然這一增長(zhǎng)幅度并不大,，但一定程度上會(huì)影響到車企在輕量化方案上的決策,。
而通過對(duì)比可以看出，塑料,、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等非金屬材料不僅具有金屬先進(jìn)材料的優(yōu)勢(shì),，在綜合成本上也具有一定的優(yōu)勢(shì)。舉例來說,，以LFT（長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性材料）替代前端模塊的鈑金不僅可以將重量由原來的7kg降低到6kg以下,，成本也可降低約四分之一。除此之外,，LFT在塑料電池包殼體上的應(yīng)用以及RTM在塑料行李箱蓋上的應(yīng)用均實(shí)現(xiàn)了成本方面的優(yōu)化,。
上海汽車集團(tuán)股份有限公司乘用車公司中心實(shí)驗(yàn)室高級(jí)工程師胡仁其在接受蓋世汽車采訪時(shí)表示，車企通常是根據(jù)具體車型的檔次以及售價(jià)的不同,，來決定采取怎樣的輕量化方案,，因?yàn)檫@關(guān)系到它能夠接受何種程度的輕量化成本。因此在筆者看來,，在仍以中低端車型為主體的中國(guó)汽車市場(chǎng),，在車企對(duì)于成本仍然較為敏感之時(shí)，其所需要的是更具成本優(yōu)勢(shì)的輕量化方案,。
的確,，非金屬材料正以前所未有的速度被應(yīng)用在汽車上。而正如華晨汽車工程研究院項(xiàng)目管理室主任田佳平所說,，并非所有非金屬材料都具備成本優(yōu)勢(shì),。簡(jiǎn)而言之，非金屬材料也有等級(jí)之分,，不同種類的非金屬材料可以滿足不同的功能要求,，在具體成本上也存在差異。
在非金屬材料中,，碳纖維是公認(rèn)的成本較高的輕量化材料,。盡管目前有很多車型大量采用碳纖維，例如蔚來汽車在海外發(fā)布的一款EVE概念車,，其碳纖維使用量便高達(dá)360公斤,。但是大家一定知道，蔚來的這款車定位面向的是中高端人群,，售價(jià)并不低,。
當(dāng)然,，隨著成本的優(yōu)化，碳纖維也在逐漸由高端向中低端車型延伸,，但至少?gòu)哪壳翱磥?，碳纖維并非非金屬材料中使用較多的材料類型。根據(jù)吉利汽車此前發(fā)布的相關(guān)報(bào)告顯示,，目前在汽車上應(yīng)用最多的非金屬材料是工程塑料和通用塑料，包括PP,、AB,、PC、PA,、PBT,、POM等，而隨著更高性能塑料的工業(yè)化開發(fā),，長(zhǎng)玻纖PP,、生物基材料等功能性材料逐步增加在汽車上應(yīng)用。
前面所提到的LFT,，也即長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性材料,，便是其中值得一書的非金屬材料之一。據(jù)了解,，長(zhǎng)纖維產(chǎn)品目前已被應(yīng)用在儀表板,、前端模塊、蓄電池托架,、天窗連接板,、底護(hù)板、換擋器支架等方面,。而在此基礎(chǔ)上,，胡仁其進(jìn)一步指出，目前,，PP（聚丙烯）長(zhǎng)玻纖等材料是性價(jià)比較高的一種材料,，原因是PP與長(zhǎng)玻纖兩者成本都相對(duì)較低，而通過兩者的結(jié)合又能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能的提升,，因此這一材料市場(chǎng)前景看好,。
不過，他也補(bǔ)充說道,，針對(duì)一些常規(guī)部件的使用,，PP長(zhǎng)玻纖的確具備較高性價(jià)比，但它并非適用于所有汽車零部件,。吉利動(dòng)力總成研究院袁爽在此前的一場(chǎng)演講中同樣指出,，非金屬材料有其優(yōu)點(diǎn),，但也有不可避免的缺點(diǎn)，如由變形,、剛度問題所帶來的三漏問題,。
袁爽認(rèn)為，發(fā)動(dòng)機(jī)各部件在選用非金屬材料時(shí)要有明確的目的性,，不可盲目跟從,，汽車輕量化必須在保證汽車的強(qiáng)度和安全性能的前提下實(shí)施，對(duì)于確認(rèn)的成果,，必須應(yīng)用非金屬材料解決的問題,，需要從成本下手，并提升可靠性,，大面積推廣,。
總而言之，在國(guó)家嚴(yán)控汽車油耗及排放,，輕質(zhì)材料的采用不失為一種好的應(yīng)對(duì)方案,。而從以上專家的觀點(diǎn)中也不難看出，在汽車輕量化過程中,，最重要的或許并非車企采用的是何種材料,，而是要恰到好處的應(yīng)用這些材料，做到物盡其用,。