一、中国汽车工业发展迅速
2000 年以来，全球汽车工业得到了较快发展，中国是主要的增长力量。2000 年至 2015 年，全球汽车产量从 5837 万辆增长至 9068 万辆，年均增速为 2.98%；中国汽 车产量从 207 万辆增至 2450 万辆，年均增速高达 17.92%。而除中国以外的地区， 汽车产量仅从2000年的5631万辆增长到2015年的6618万辆，年均增速仅为1.08%， 可见在此期间，中国贡献了将近三分之二的增速。
全球和中国汽车产量情况
中国汽车制造业的迅猛发展使中国迅速成为全球的主要汽车市场。2015 年，中国汽 车年产量占全球的 27%。但近几年，中国汽车产销量增速正在放缓。2015 年产销量 均在 2450 万辆左右，增速分别为 3.3%、4.7%。根据中国汽车工业协会发布的《“十 三五”中国汽车工业发展规划意见》，中国 2020 年汽车产销量将在 2800~3000 万辆，年均增速在 2.7%~4.1%；国内品牌汽车市场占比 50%以上，中国品牌新能源汽车销 量达到 100 万辆。
二、汽车轻量化成市场新趋势
汽车轻量化是在保证汽车安全性的前提条件下，对汽车产品进行优化设计，或者使 用新材料在确保汽车综合性能指标的前提下，尽可能地降低汽车产品自身重量，达 到减重、降耗、环保、安全的综合指标。在汽车上百年的制造历史当中，随着材料 科学进步、社会发展等，汽车的设计、材料等都不断出现新变化。最初汽车出现时 主要的制造材料是木材和钢铁；到了 1920 年以后，钢铁逐渐成为主要的制造材料； 20 世纪 80 年代末 90 年代初，第三次石油危机以后，以铝为代表的轻金属材料得到 广泛应用。从材料方面来看，目前汽车整体上仍然以钢为主，但是随着铝合金、镁 合金和各种复合材料等应用越发广泛。
轿车重量与二氧化碳排放量
载重汽车重量与二氧化碳排放量
以车身轻量化系数来看，汽车轻量化是一种明显的趋势。通常，汽车车身、底盘（含 悬架系统）、发动机三大件约占一辆汽车总重量的 65%以上，其中车身内外覆盖件 重量位居首位，大概占车重的四分之一至三分之一。所以车身的轻重广受重视，车 身轻量化系数也是目前主要的评价汽车轻量化的指标。简单来说，就是以白车身重 量作为分子，静态扭转刚度和车身脚印面积之积作为分母进行计算。根据学者计算 的历年欧洲车身会议（ECB）展示的钢质轿车车身轻量化系数，可以发现总体上来 说，车身轻量化系数还是朝着轻型化发展的。由于各年的参展车型、产品定位等不 尽相同，造成了短期可比性差，但长期仍具有一定的可比性。
欧洲车身会议历年轿车车身轻量化系数变化趋势
三、汽车轻量化发展驱动因素分析
1、资源环境压力倒逼轻量化
汽车轻量化是节能减排、缓解资源环境压力的重要途径。据统计，目前我国汽车用 汽、柴油消费量占全国汽柴油消费的比例已经达到 55%左右，每年新增石油消费量 的 70%以上被新增汽车所消耗。进入 21 世纪以来，我国的石油消费量不断攀升， 2000 年至 2014 年间的平均增速达到了 5.88%，进口量占表观消费量的比例从 40.8%增至 68.1%。过分依赖海外石油，这对我国的能源供应带来极大的风险，能源安全 问题在我国愈显突出。
国内石油表观消费量及对外依存度
另外，石油消费快速增加也是我国碳排放总量迅速增加的重要原因之一。2015 年全国的碳排放总量约为 1990 年时的 4 倍。我国资源、环境都承载着极大的压力。此 外，尽管学者对于雾霾频发的原因有所争论，但对汽车尾气是重要的原因却有着较 为一致的看法。
解决汽车节能减排问题一方面可以通过提高发动机效率，改善燃料经济性得以实 现；另一方面就是通过汽车轻量化技术，在保障汽车安全性和其他基本性能不变的 前提下，通过汽车减重来达到节能减排的效果。在提升发动机效率方面，实际上采 用更为轻便的发动机制造材料也是重要的途径。目前，铸铝发动机的广泛运用就是 一个例子。另外，汽车自身减重也能实现较好的节能减排效果。据研究表明，汽车 燃料约 60%消耗于汽车自重，汽油乘用车每减重 100kg 能节油 0.39L/100km；若汽 车整车重量降低 10%，燃油消耗可降低 6%~8%，排放降低 5%~6%；而燃油消耗每 减少 1L，CO2 排放量减少 2.45kg。
汽车整备质量与百公里油耗关系
汽车整备质量与碳排放关系
汽车节能减排的巨大作用得到了政府的高度重视。政府一方面不断推行更高标准的 汽车排放标准。特别是近些年来的排放标准更新速度明显加快，力度不断加大。从 2007 年全面推行国三到 2014 年全面推行国四标准用了将近 7 年时间，而国五标准 于 2015 年底在珠三角实施汽车国五排放标准，东部 11 省市则在 2016年 4 月起实施。 国六标准则预计在 2016 年底制定，2017 年在北京、上海等一线城市首先实行，预 计 2018 年推广至全国
另一方面政府对汽车规定了更为严格的油耗限值标准，这将直接推动汽车轻量化。 根据相关法规政策，我国到 2020 年当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至 5.0 升/ 百公里，2025 年进一步下降至 4 升/百公里。相对日本和欧盟先进水平，我国的油 耗限值仍有一定差距。据了解，日本和欧盟的燃料消耗限值更为严格，经过换算 2015 年日本平均油耗限值约为 5.37 升/百公里；欧盟地区则规定 2020 年新车平均排放应 不高于 95g/kg，换算成油耗为 4 升/百公里。
我国汽车油耗限值相关政策规定
| 主要内容 | 颁布单位 |
节能与新能源汽车产 业 发 展 规 划 （2012~2020 年） | 到 2015 年，当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至 6.9 升/ 百公里，节能型乘用车燃料消耗量降至 5.9 升/百公里以下。 到 2020 年，当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至 5.0 升/ 百公里，节能型乘用车燃料消耗量降至 4.5 升/百公里以下； 商用车新车燃料消耗量接近国际先进水平。 | 国务院 |
中国制造 2025 | 提出将“节能与新能源汽车”作为重点发展领域,文中明确 表示,到2025 年,乘用车(含新能源乘用车)新车整体油耗降至 4L/100km 左右。到 2020 年,商用车新车油耗接近国际先进 水平,到 2025 年,达到国际先进水平。 | 国务院 |
轻型 商用车辆 燃料消 耗量限值 | 分别对以汽油、柴油为燃料的不同类型的轻型商用车按整车 整备质量设定了 64 个燃料消耗量限值。其中轻型货车的汽 油车型燃料消耗量限值最低为 5.5 升/100 公里，柴油车型燃 料消耗量限值最低为 5 升/100 公里；而最大设计总质量不超 过 3500 公斤的轻型客车，汽油车型燃料消耗量限值最低为 5 升/100 公里，柴油车型燃料消耗量限值最低为 4.7 升/100 公里。此标准将于 2018 年强制实施。 轻型货车汽油车、柴油车和轻型客车汽油车、柴油车燃料消 耗量上，已经比 2007 版国家标准分别下降了 23%、27%、 18%、18%。 | 国家标准委 |
乘用 车燃料消 耗量评 价方法及指标 | 明确对不达标企业，将采取公开通报、限制新产品《车辆生 产企业及产品公告》申报、限制扩大生产能力投资以及加强 海关通关审核、进口检验、生产一致性核查等管理措施，并 提出投资管理要加强燃料消耗量审核，企业应主动采取整改 措施等要求。各项要求将自 2014 年 11 月 1 日起执行。 | 工信部、发改 委、商务部、 海关总署、质 检总局 |
可见，汽车的迅猛增加以及由此带来的资源消耗压力、环境保护压力导致汽车厂家 不得不在传统汽车上使用更为轻质的材料，尽量降低汽车自重，提升燃料效率。特 别是随着政府政策的执行落地，汽车轻量化进程将会得到更有力、更快速的推动。
2、轻量化带来性能提升以及节油
轻量化对于汽车自身来说，一方面能够节油降耗，为车主带来经济效益，也能产生广泛的社会效益。以奥迪 A8L 为例，该车型是一款著名的轻量化材料应用汽车。其空间框架结构（ASF）包括 22%的挤压成型铝合金件、35%的高精真空铸造铝件、35%的液压成型铝合金板材、8%的强化钢材 44m 无缝激光焊接和 1847 个冲钻铆接， 白车身重量仅为241kg，比传统钢制结构车身重量降低 40%。从节能降耗方面来看， 一辆 A8 车行驶 10 万公里便可省油 1200L，以 6 元/升计算便可节省汽油费用 7200 元。
另一方面轻量化也能够带来某些性能方面的提升，使车主具有更为舒适的驾驶体 验。美国铝业协会提出，汽车每减重 25%，就能够使汽车加速到 96.56km/h 的时间 从原来的 10s 减少到 6s；减轻汽车质量，同时可以降低动力和减少动力传动系统的 负荷，能够使汽车在较低的牵引负荷状态下即可表现出同样的或者更好的性能。而 一些轻量化材料的应用，除了减轻汽车自重外，还因为材料本身的特性能够给汽车 带来一些性能上的改进。例如，使用铝、镁合金等轻质金属，可以使汽车震动减轻， 从而使用更轻的反弹缓冲器；另外，在受到冲击时铝合金结构能吸收分散更多的能 量，因而使汽车更安全、更舒适。
3、新能源车里程焦虑
新能源汽车对于轻量化有着非常迫切的需求。通常新能源汽车由于电池模块能量密 度小，导致同样功率的新能源汽车与传统燃油汽车相比要重 15%以上。而续航里程 是新能源汽车非常关键的指标。有研究表明，电动汽车整车质量每降低 10%，续航 里程就会增加 5.5%左右。
自主品牌电动车质量、续航里程情况
| 燃油款车重 （kg） | 电动款车重 （kg） | 电池容量 （kWh） | 质量变化 （kg） | 电池类型 | 续航里程 （km） |
长安逸动 | 1330 | 1610 | 32 | 280 | 三元锂电 | 200 |
江淮 iEV5 | 1100 | 1260 | 24 | 160 | 三元锂电 | 240 |
奇瑞 eQ | 936 | 1128 | 22 | 192 | 三元锂电 | 200 |
北汽 EV200 | 1091 | 1295 | 30 | 204 | 三元锂电 | 245 |
北汽 EV160 | 1091 | 1295 | 25 | 204 | 磷酸铁锂 | 200 |
比亚迪 E6 | 1610 | 2380 | 57 | 770 | 磷酸铁锂 | 300 |
因此相较传统燃油汽车，新能源车使用轻质化材料显得更为符合经济性。据了解， 现在新能源车的电池箱、汽车板等各种部件都广泛采用了铝合金等轻量化材料。以 特斯拉 Model S 为例，其电池组重达 540 公斤，占整车重量的 26%。为减轻重量， 特斯拉的车身外壳覆盖件全部采用铝合金制造，底盘也基本上采用铝合金，个别地 方采用钛金属和高强度硼钢进行加强。正是各类轻量化材料的广泛应用，特斯拉 Model S 才能在电池组重量极大的条件的下，保持与相应燃油汽车差不多级别的整备质量。
