在这个技术革新飞速的时代，构想的发生很少不可能，汽车的更新换代与我们的生活息息相关，汽车轻量化也在逐步实现。

汽车轻量化是指保证汽车强度和安全性能不受影响的情况下，通过先进的设计方法、外观和结构改进、零部件替换或使用新材料最大限度的减轻整车重量，从而尽可能的提高汽车的动力性能，减少燃料消耗，降低排放污染。

那么汽车究竟是如何做到轻量？又是凭何轻量？让我们一起往下看

何以轻？

       

　　

根据世界气象组织(WMO)发布公报，2015年全球二氧化碳平均浓度首次达400ppm，而工业革命前该数值仅为280ppm。

二氧化碳作为主要的温室效应气体，其主要来源是人类活动，而在各项人类活动中，交通工具二氧化碳排放量占据了五分之一。

▲图1 各项人类活动二氧化碳排放量占比

　　

另外，从重要的大气污染物PM2.5来源来看，上海市PM2.5来源中本地污染排放贡献占64%-84%，平均约为74%左右；本地排放源中，流动源占29.2%，工业生产占28.9%，燃煤占13.5%，扬尘占13.4%，另有农业生产、生物质燃烧、民用生活面源及自然源等其他源类占15.0%。

流动源指的是车辆排放，扬尘的来源之一则是汽车路面行驶。

从1992年制定的欧一，到2014年颁布的欧六，排放标准愈加严厉。中国排放标准是基于欧洲标准制定的，由于国内汽车工业起步较晚，开始阶段较为宽松，近几年开始逐步向欧洲标准跟进。达不到排放标准的产品将不得出售。

▲图2 各国历年排放标准

再来看各国的油耗计划，这张图是每公里二氧化碳排放量，以汽车内燃机平均燃烧效率计算，和百公里油耗换算比为22.5:1，即到2020年我国汽车百公里平均油耗将降至5.3L以下。

▲图3 各国历年油耗计划

在不影响汽车性能的情况下降低油耗的方法主要有以下三种：

（1）提升内燃机热效率；

（2）降低汽车行驶过程中的风阻；

（3）车身轻量化。

前两种方法由于现实与技术已达极限，无法进一步突破。而进入到21世纪以来，新材料不断面世和材料加工成型工艺的发展使得汽车轻量化成为了可能。

据有关研究，一般情况下车重每减轻1kg，则1L的汽油可以使汽车多行驶0.011km。于此同时，汽车减重不仅减少了油耗，也减少了二氧化碳排放量，车重如能减少一半，二氧化碳排放量就能减少13%。同时也减少了如氮化物、硫化物等其他有害物质的排放量。

▲图4 油耗与汽车质量      图5 排放量与汽车质量

以何轻？

           

量产车轻量化的前提是建立在汽车的整体品质、性能和造价不变甚至优化的基础之上的，所以即使减配可以有效减轻车重并提高车辆性能，也不能作为汽车轻量化的有效手段，而是要通过材料、工艺和结构的重新设计，来实现整车减重的目标，其中材料轻量是最主要的方式。

轻量化材料路径选择多样，从各种材料性能、工艺成熟度、经济成本方面考虑，目前最受关注的材料是铝合金、镁合金、改性塑料、碳纤维复合材料和高强度钢等，其代表了轻量化材料未来的应用方向。

▲图6 各种材料生命周期对比

汽车轻量化始于发达国家，最早由传统汽车巨头引领，经过发展已产生一定规模。目前，北美汽车轻量化材料是全球最大的市场。预计该地区的年复合增长率约为5.6%，在2021年达到362.3亿美元。