2017年中国新能源汽车能耗降低及汽车轻量化布局分析

  由于新能源汽车主要以电池为动力系统,而电池系统的重量往往比发动机重量高出 2 倍以上,因而,新能源乘用车总体质量要远高于同级别的燃油车,这从很大程度上限 制了新能源汽车的续航里程,也大大提高了百公里的能耗水平。

  通过进行轻量化的结构设计、轻量化的材料应用,可以减轻整车100kg-200kg的质量, 在不改变续航里程的前提下,这可以使电池容量下降 2-4kWh,亦即可以节约4000-8000 元的电池成本,同时也有效改善了整车的性能、降低了能耗。

  纯电动乘 用车的补贴标准随着续航力里程的增加而增加,无疑,轻量化的乘用车有着更高的续航里程,从而也能享受较多的补贴。而根据网传调整后的新能源汽车补贴政策,新增 了“纯电动乘用车按整车整备质量不同,增加相应工况条件下百公里耗电量要求”条款, 轻量化的新能源乘用车同样可以使百公里能耗下降,因而也是受益的。

2016年新能源乘用车补贴标准

车辆类型  (单位:万辆)

纯电动续驶里程 R(工况法、公里)

100≤R<150

150≤R<250

R≥250

R≥50

纯电动乘用车

2016

2.5

4.5

5.5

插电式

混合动力乘

2016

3.15

4.5

5.4

用车(含增程式)

2015

/

/

3.15

  汽车轻量化的主要途径有:一种是进行优化的结构设计以减少材料使用,达到减轻重 量的目的,另一种是通过使用轻质的材料来实现轻量化,前一种空间已非常小,后一

  种则是实现汽车轻量化的最主要途径。目前,轻量化的材料主要包括高强度钢、铝合 金、镁合金以及碳纤维。

各种轻量化材料性能参数比较

品种

密度 (g/cm3)

抗拉强度 (MPa)

比强度

价格(万元 /吨)

质量减轻比率(相 比于钢制件)

高强度钢

7.9

900

110

0.3-0.5

<10%

铝合金

2.7-2.8

315

120

1.8-2

≈30%

镁合金

1.8

280

150

2-2.5

35%-45%

碳纤维

1.8

3500

1900

20-30

≈50%

  因为技术、成本等原因,目前我国单车用铝量相对较低,2015 年约为 115kg, 而北美国家 2014 年单车用量约为 150kg/辆,欧洲单车用铝量约为 145kg/辆,我国仅 相当于美国的 75%。另外,我国目前单车用镁量仅为 2kg 左右,仅相当于日本的 20%。 不论是在铝合金还是镁合金,未来均有明显提升空间。

2015-2020年我国乘用车单车用铝量单位:千克

2015-2020年我国乘用车单车用镁量单位:千克

  随着严格排放政策的推行,轻量化材料对乘用车上的使用比率将逐步提 高,我们预计到 2020 年,我国乘用车平均单车用铝量将达 231kg,年平均复合增速 达 15%,预计届时单车用镁量将达 9kg,年均复合增速达 35.1%。

2015-2020年全球汽车用碳纤维使用量单位:吨 

  在轻量化业务的发展思路主要是:自主研发加 适当收购。具体来看公司将从三个方面开展轻量化业务:一是碳纤维,主要是模内成型,目前公司只做外饰件;二是金属件领域,主要是热成型和铝加工;三是现有传统 汽车领域,通过新工艺,如微发泡工艺等来降低内饰件的重量。

本文采编:CY320

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