节能、环保、安全是当今世界汽车工业关注的主要话题，汽车轻量化技术是实现这一目标的重要途径。研究表明，车重每减轻10%，油耗可降低6%~8%。汽车轻量化的实现主要有2种途径：一是优化汽车结构设计，二是使用轻量化材料。前者经过不断研究开发，日趋完善，难以实现较大的提升。后者随着科学技术的发展和新材料的不断涌现，为汽车轻量化开辟了广阔的空间。

在此汽车轻量化的背景和趋势下，由重庆汽车工程学会作为主办单位之一，中国高分子复合材料领域的领军企业四川鑫达企业集团有限公司承办的“2017汽车专用材料发展研讨与产学研交流会”于2017年8月4日在南充市君颐尚渡国际酒店成功举办。此次研讨会邀请了政府主管部门、行业学会等机构的相关领导、汽车轻量化相关的技术专家，围绕《中国制造2025》、《节能与新能源汽车技术路线图》等国家相关政策和战略规划对汽车轻量化的要求，以及行业轻量化技术发展趋势进行交流和探讨。来自长安福特、庆铃汽车、小康新能源、众泰君马汽车、恒通客车、长安铃木、一汽集团、长虹电子控股有限公司、法雷奥集团、四川大学、西南大学、重庆理工大学等众多汽车制造商、配件厂商、贸易厂商、政府部门、高校以及科研机构近200家上下游合作企业，近400位代表参加了本次交流会。

南充市政府副市长，南充市顺庆区委书记朱华作重要讲话

重庆汽车工程学会副理事长杜长春博士向大会致词

四川鑫达集团总经理陈希刚向与会嘉宾
介绍鑫达的发展历史、经营理念，及企业愿景

重庆汽车工程学会秘书长赖晨光博士主持论坛交流

来自上海翼锐汽车科技有限公司的孙海涛副总经理介绍了汽车轻量化的主要工程解决方案。分别从汽车轻量化的工程意义及不同材料在汽车轻量化中的应用进行了详细讲解。主要内容包括：

1. 汽车轻量化的工程意义

当前汽车设计趋势为节能、环保、安全、智能化、电动化、网络化、轻量化。减轻汽车自身的重量对节能减排具有非常重要的意义，工信部有关研究人员归纳出以下结论：

汽车重量每减小100kg，百公里油耗可以减少0.2L—0.8L，考虑汽车通常使用里程在30万公里，在寿命周期内可节约燃油600—2400L。社会车辆以亿辆为单位，可以节约的燃油相当可观。减少的燃油消耗对碳排放的影响直接减轻环保负担，可见汽车轻量化的意义非常大。

对于国家正在鼓励的新能源电动汽车而言，考虑总体的能源消耗和减排要求，车身轻量化更是被重点关注。很多新能源车从增加续航里程的角度，也大量采用车辆轻量化措施，例如：铝车身的应用、高强度钢解决方案、以塑代钢结构方案等等。

2. 轻量化材料在汽车上的应用

2.1 高强度钢在汽车轻量化中的应用

高强度钢在汽车上的应用主要目的是改善车身的变形特性和疲劳特性。在提高安全性的同时简化结构，降低车辆重量。车身重量一般占整车重量的25%左右，通过降低车身重量为整车重量的减轻提供较大潜力。

2.2 铝合金在汽车轻量化中的应用

目前，美国、日本、德国是汽车采用铝合金最多的国家，如德国大众AudiA8、A2，日本的NXS等车身用铝合金量达80%。用铝合金结构代替传统钢结构，可使汽车质量减轻30%—40%，制造发动机可减轻30%，制造车轮可减轻50%。采用铝合金是汽车轻量化的重要途径之一。

20世纪70年代铝合金开始在汽车车身的四门两盖上应用；20世纪90年代开始铝合金材料开始应用于壳体支撑结构；21世纪10年代开始应用在空间框架结构上。变形铝合金在汽车上主要用于制造车门、行李箱等车身面板、保险杠、发动机罩、车轮的轮辐、轮毂罩、轮外饰罩、制动器总成的保护罩、消声罩、防抱死制动系统、热交换器、车身构架、座位、车厢底板等结构件以及仪表板等装饰件。

汽车发动机用铝合金制造轻量化非常明显，一般可减重30%以上，另外，发动机的气缸体和缸盖均要求材料的导热性能好、抗腐蚀能力强，而铝合金在这些方面具有非常突出的优势，因此各汽车制造厂纷纷进行发动机铝材化的研制和开发。

2.3 以塑代钢—高分子复合材料在轻量化中的应用

高分子复合材料是二次世界大战后欧美开发的新材料，首先在航空行业中应用，随后在卫星、导弹船舶、建筑和汽车行业中得到应用。重量轻，强度好是其主要优点，耐磨、吸潮、老化、尺寸稳定性方面低于金属是其不足之处。

高分子复合材料的发展主要经历三个阶段：一是玻璃纤维增强塑料阶段，二是碳纤维增强树脂阶段，三是高性能碳纤维、硼纤维和纳米复合材料阶段。其中，玻璃纤维增强塑料在汽车上主要应用在前端模块零件、发动机底部保护板零件、地板下部CW平整化护板等；碳纤维增强树脂应用在发动机罩、车门、后盖、后备门等；高性能碳纤维、硼纤维主要应用于车身框架、车身等位置。

来自长江简式汽车的熊飞副总经理对目前发展迅猛的新能源汽车轻量化解决方案进行了主题演讲。

他对上海国际车展展出的轻量化技术进行了总结和分析：在2017年上海国际车展上，宝钢股份的超轻白车身展示了宝钢孪晶诱发塑性钢（TWIP）、双相钢（DP）、马氏体钢（MS）、淬火延性钢（QP）以及液压成型钢、热冲压用钢等产品在车身轻量化方面的贡献。宝钢股份先进轻量化工艺：包括液压成型副车架和可变厚度板（VRB）。北汽展示的ARCFOX-1是一款即将上市的纯电动汽车，车身骨架是全铝结构，而其车体的上半部分是康得复材为北汽新能源设计开发的整体成型碳纤维复合材料上车体。奥杰股份也展示了一款全铝车身，框架型材采用航空铝镁合金，强度高，碰撞安全性高。框架结构设计，较传统钢制车身减重32%，同时铝材回收率达90%。康得复材更是打造了全碳纤维的超跑，该款全碳纤维超跑采用了碳纤维混合组织地盘，全碳纤维驾驶舱，车身组织仅有14个部件，重量为75kg，全车仅重920kg。此外，本特勒铝合金电动汽车底盘系统也在车展亮相，这套系统是其电动汽车事业部推出的一款集成解决方案。包含电池储存、悬架系统、前后桥等部件，具有较高的灵活性，同时降低排量，实现轻量化，满足最高安全标准，采用铝合金、玻纤增强材料等轻量化材料，实现了有效减重。

另外，他还对新能源汽车的轻量化评价体系、发展趋势及车身创新设计等方面也进行了阐述：

1. 新能源汽车的轻量化评价体系

纯电动汽车的整备质量除了与其尺寸有关外，还与新能源系统的重量密切相关，在实现一定续航里程的情况下，新能源系统重量主要取决于电池容量。于是，定义用于纯电动汽车轻量化评价指标—纯电动车轻量化指数应引入整备质量、等效体积、续航里程、电池容量指标等。

2. 新能源汽车的轻量化发展趋势

2016年—2018年，以发展超高强度钢和先进高强度钢技术为主，研究铝合金板材冲压制作技术和不同材料的连接技术，并在车身实践；2018年—2020年，实现钢铝等多种材料混合车身，全铝车身开始大范围应用，开发镁合金和碳纤维复合材料零部件生产制造技术；2020—2025年，发展镁合金和碳纤维复合材料技术，突破复杂零件成型技术和异种零件连接技术。

3. 新能源汽车的车身创新设计

目前，一些主流厂商针对车身的创新设计很多，例如奥迪A6等车采用钢制结构+铝合金覆盖件的形式，整体以冲压为主；Range Rover等车采用冲压全铝车身；奥迪A8等车采用铝合金骨架+铝合金或塑料覆盖件的形式；兰博基尼Murcielago采用碳纤维车身+塑料覆盖件的形式。

来自上海蓥石汽车技术有限公司的赫连青军分享了该公司在汽车内外饰非金属材料方面的应用和发展趋势，主要包括：

1. 格栅材料的应用

紧凑型小车，例如雪佛兰赛欧、长安悦翔、雪佛兰科鲁兹等车的格栅外观主要为低光注塑，主要材料应用为TP0材料。中型车，例如雪佛兰迈锐宝等，格栅以高光黑的外观效果为主，材料以ASA、PC、ASA/PC合金以及PC/PET应用为主，还有部分车型通过喷漆实现高光黑的效果，中级车的电镀效果，主要通过ABS电镀实现。还有部分车型的格栅是通过热烫印进行生产。

2. B柱外装饰板材料的应用

采用PE膜制造的装饰板采用黏贴的工艺，可以达到细皮纹、低光泽或中光泽的外观效果，具有重量轻、设计自由度高、耐划等综合性能优秀。采用ASA材料制造的装饰板采用注塑工艺，具有高光黑/低光泽或一般光泽的黑色，性价比高。PMMA、PC/ABS材料通过双色注塑，具有高光黑的外观效果，尺寸稳定、性能较好，同时价格偏高。采用PC等材料，通过压注、淋涂等工艺，可实现较好的高光黑的外观效果，但是价格较高。

3. 门板、立柱材料的应用

门板、立柱位置对材料提出一定的要求，比如高抗冲击、热稳定、耐刮擦、表面质量好、低散发等要求。目前的门板和立柱如果是采用包覆的工艺，可以选择PP/EPDM-T20、ABS、PC/ABS、木纤维或竹纤维板。注塑的门板，传统型的使用PP/EPDM-T20，发展趋势是使用薄壁和微发泡，以达到减重10—20%的目的。立柱，如果带有气囊，则使用冲击较高的PP/EPDM-T20；如果不带有安全气囊，可以使用较低冲击要求的PP-T20；发展趋势是使用薄壁和微发泡。

来自曼胡默尔上海研发中心的李坤锋对如何实现发动机进气系统的轻量化进行了主题演讲，通过具体案例讲解了如何利用新材料实现汽车零部件的轻量化，他指出：

曼胡默尔针对二氧化碳和氮氧化物减排研发了一系列创新塑料产品，包括主动温控阀、带集成中冷的进气歧管、高度功能集成的塑料油底壳、可以灵活对公差及热运动进行补偿的增压管接口、可减少节流和泵气损失的汽油发动机可变进气歧管等等。

以大众高尔夫1.6L TDI车型为例。按照欧盟碳排放交易体系的超额排放处罚规定，2012年起，一年中如果车辆生产企业所生产的车平均碳排放超过了允许值，则需要为每一辆注册车缴纳碳排放费。利用M+H进气歧管技术，不仅为企业减少了排放费，额外降低了成本，而且可以为用户每年节约162欧元的燃油费用。在增压发动机逐步取代自然吸气发动机的环境下，发动机的小型化和日益严格的排放法规对进气歧管提出了更多的要求，比如要减小进气歧管尺寸和进气路径，要适应可变增压系统，开发可变长度的自然吸气进气歧管，可以集成OBD2信号检测和清洁度的要求等等。

其中，集成中冷进气歧管采用集成在进气歧管的冷却方案，实现增压气体的间接冷却与集成冷却。在热力学方面，与直接冷却相比，压力损失减少80%，因进气管路容量减少响应速度提升近20%，因为冷却液的缓冲效应，可以提升动态冷却效果。还可以大幅减少二氧化碳的排放，因为压力损失小，减小了换气做工；因为低温，在全负荷下压缩要求降低：特别是在切换过渡模式；因为温度低，压缩比增加，同时抑制爆震。在冷却控制方面，可以实现冷却液速度的独立性和冷启动后快速加温。在车身与发动机连接上，由于只通过冷却管路连接，可以减少振动传递获得更少的噪音。此外，在空间以及零部件配合上和传统方式相比都具有明显优势。

四川鑫达企业集团有限公司总工程师马俊杰和产品开发中心总监贾宇冲分别介绍了中国鑫达的发展规划、研发规划以及鑫达集团在汽车轻量化及绿色环保方面的解决方案，

1. 鑫达集团发展历程及现状

鑫达集团始建于1985年，是专业从事高分子复合材料研发、生产和销售的纳斯达克上市公司。1985—1995年为企业研发储备期，1996—2005年是企业的规模产业期，2006—2016年是整合扩张期。

公司分别在阿联酋迪拜设立国际高端领域市场拓展的高分子复合材料生产基地，以及在中国黑龙江和中国四川设立中高端领域高分子复合材料生产基地，总产能70万吨。黑龙江鑫达的产品已经覆盖国内东北、华北、华东区域市场和国际韩国、日本、印度市场；四川鑫达覆盖华南、华中、华东、西南等区域市场；迪拜鑫达的产品覆盖中东、俄罗斯以及欧盟区域市场。

2. 主要研发方向

在汽车材料领域，鑫达会在石油基材料的高性能化、石油基材料的轻量化、生物复合材料的规模化、增材制造材料的产业化和记忆智能材料的应用化的研发方向大力发展。

2.1 石油基材料的高性能化、轻量化

石油基产品作为传统产品将向着高性能化的方向展开研发，进而提升石油基材料产品附加值，焕发新的活力，重点在通用塑料、工程塑料、特种工程塑料和塑料合金等方面进行石油基材料高性能化研发。同时，还要积极响应国家汽车轻量化政策，通过利用微发泡材料、植物纤维填充复合材料和碳纤维增强复合材料等方式研发轻量化石油基材料。

2.2 生物复合材料规模化

生物复合材料将围绕产品全生命周期管理展开研发，从丙交酯的合成到聚乳酸的合成，再到聚乳酸的改性，以达到“创新生物可降解材料从丙交酯、聚乳酸到复合聚乳酸产业链最全，并逐步取代石油基产品，成为核心产品。

2.3 增材制造材料产业化

增材制造彩料将主要从FDM的材料流动性和线材线径、SLA的阻聚剂灵敏度和多相聚合以及SLS的材料瞬时流变和粉末粒径分布三个方向展开研发。

2.4 记忆智能材料应用化

记忆智能材料作为前沿技术之一，重点进行应用化研发。包括光致感应记忆材料、电致感应记忆材料、热致感应记忆材料和化学感应记忆材料等。需要通过产品设计契合市场需求，推动产品早日投入市场。

3. 汽车轻量化及绿色环保的解决方案

汽车用塑料件主要分为汽车外饰件、汽车内饰件和汽车功能件。汽车外饰件包括格栅、保险杠、落水槽、挡泥板、后视镜壳体、门槛、车轮罩、密封条等等；汽车内饰件包括遮阳板、把手、仪表板、方向盘罩盖、出风口、中央控制盒、杂物盒、门内板等等；汽车功能件包括空调壳体、滤清器壳体、发动机罩盖、风扇叶片、前端框架等等。

部分产品可以利用以塑代钢实现汽车轻量化，其中高性能长玻纤增强材料应用广泛。此外，利用生物材料实现汽车轻量化效果也非常明显，例如针对大众VW44045-PP6，制作材料选用含有20%秸秆粉的秸秆填充复合材料，可以实现减重约20%；利用稻壳纤维复合材料制作的轻量化发动机底护板不但可以保证零部件结构强度，还具有高抗静电、低密度、高抗冲击性能，成本降低20%，重量降低20%。除秸秆纤维和稻壳纤维复合材料外，还开发出木纤维复合材料和亚麻纤维复合材料等等生物塑料，可以制造出内饰板、控制盒等更多低密度内饰件，从而实现汽车轻量化。

在汽车轻量化、环保化的环境下，公司还利用石油基降解材料制作出中央扶手箱、汽车工具箱、方向盘底托、汽车空气滤清器等，利用全生物可降解环保材料聚乳酸制作出发动机周边功能件和顶灯壳体等等零部件，和传统材料相比具有低VOC、低气味、高耐热、耐刮擦以及抗菌耐菌等优点。

西南大学工程技术学院副教授，绿色智能车辆与机电系统实验室（GIVELab）负责人冀杰博士应邀就智能汽车行业发展现状、市场预测及产业化之路做大会学术报告，冀杰博士结合承担的国家自然科学基金项目内容以及在加拿大滑铁卢大学从事博士后的相关工作，着重向与会代表介绍了智能网联汽车的发展历程、研究现状及未来发展趋势。同时，分析了《中国制造2015》、《汽车产业中长期发展规划》以及《南充市“十三五”新能源汽车产业发展规划(2016-2020年)》等文件对智能汽车行业的规划，并梳理了国家及地方对目前智能汽车发展提供的政策支持。最后，冀杰博士援引了麦肯锡公司在《改变社会经济的颠覆性技术》报告中对智能汽车行业发展的市场预测，认为智能化是汽车产业发展的主要趋势之一，其全球市场总产值将于2025年达到0.2~1.9万亿美元，同时，冀杰博士总结了目前汽车整车厂、零配件供应商以及互联网企业进入智能汽车领域的几种典型模式，为智能汽车产业在西南地区的产业化之路提出了专业建议。

通过此次技术研讨和产研融合交流会，重庆汽车工程学会与四川鑫达集团有限公司共同搭建了一个开放共享的合作平台，促进了产研结合、上下游合作，共同推动了产业发展和产研融合。