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文字 | David
圖片| 網路
現在流行減肥，汽車也是如此。正如人減肥不能損傷健康一樣，汽車「減肥」也不能損失功能性，尤其是安全性。
據統計，汽車車身約占總重量的30%，空載時約70%的油耗用在車身質量上，所以車身輕量化是汽車「減肥」的關鍵。
如何在保證車身強度和安全性的前提下，盡可能地降低汽車車身重量，同時保持合理的成本，各企業為此煞費苦心。
使用輕量化材料
首先想到的就是使用重量輕、強度高的新材料，比如鋁合金、鎂合金、碳纖維和工程塑膠等。
大家耳熟能詳的就是鋁合金，目前絕大多數新產品都會使用。鋁的重量只有鐵的1/3，並且回收利用率高，汽車中的鋁有85%是可以回收的，是鐵的2倍。
1990年，本田推出的NSX跑車是世界上最早量產的使用全鋁車身的車型。此外還有奧迪A8，以及捷豹、蓮花等品牌，都在大量使用鋁。
還有鎂合金應用也很廣，鎂的重量只有鐵的22%，鋁的66%，而且是比較容易加工的金屬，回收使用率能達到100%。2006年，雪佛蘭在自家超跑科爾維特的發動機中，使用了鎂合金。
當然，最理想的材料當屬碳纖維。碳纖維是由化纖和石油經過特殊工藝制成的纖維，除了和一般碳素材料一樣具備耐高溫、耐摩擦、導電、導熱等特性外，它強度更高、質量更輕，更耐腐蝕。
碳纖維的密度不到鋼的1/4，但抗拉強度卻是鋼的7-9倍，抗拉彈性也高於鋼，在2000攝氏度以上的高溫惰性環境中，是唯一強度不下降的物質。
但是，碳纖維目前成本極高，只有頂級跑車才會使用，比如BMW的i8和i3電動車，i8的車身重量不到1.5噸，i3的車身重量1.3噸左右。
BMW汽車是在碳纖維領域走在前列的廠商，投入了1億美元用於建設碳纖維工廠，這是首個汽車製造商建設的碳纖維工廠。
BMW計劃今後通過自己建設碳纖維工廠，大規模生產降低成本，並且把碳纖維材料逐步普及到BMW7系等非新能源車型上。
在車身材料的輕量化上，造車新勢力的創新和嘗試也算是對汽車工業做出了不小的貢獻。比如蔚來ES8高比例使用鋁材，與之相似的還有前途使用全碳纖維覆蓋件和全鋁骨架、愛馳使用上鋼下鋁的車身結構。
不斷升級製造工藝
現在很多廠家會使用高強度鋼板，在同等情況下可以做到更薄更輕，這些材料就是在普通鋼中加入一些稀有金屬的合金，對加工工藝要求更高。
新材料對製造工藝的要求比普通鋼板要高，比如鋁合金就不能夠焊接，不容易鈑金，噴漆也麻煩，所以多數廠家還是用鋼做車身，部分使用鋁，比如最常聽到的就是發動機全鋁機身。
一般對於高強度鋼的熱沖壓成形工藝，在強度超過1000MPa以上時，一些幾何形狀比較複雜的零件，使用常規的冷沖壓工藝幾乎無法成形。
另外在車身加工中，更先進的焊接工藝也可以保障車身的剛性。比如雷射拼焊板可將不同材質、不同厚度、不同強度和不同表面鍍層的板坯拼合起來，然後整體進行壓型。
雷射拼焊板工藝已在汽車領域應用成熟，用於製造車門內板、加強板、立柱、底板和輪廓等部件。
還有無孔性壓鑄法生產的鋁合金大量應用於車輪、進氣歧管以及動力轉向殼等部件上，由於應用鋁材且壁厚減小，輕量化效果顯著。
車身結構不斷優化
有了更先進的材料，再用上更先進的製造工藝，進一步降低車重，就只能在設計環節想辦法了。
汽車結構非常複雜，最優化的設計可以減到很多不必要的東西，對減輕汽車的重量作用巨大。如今CAD（計算機輔助設計）、CAE（計算機輔助工程）以及3D列印等技術，為更優化的結構設計提供了可能。
總之，車身結構優化就是提高材料的利用率，去除零部件冗餘部分，同時又使部件薄壁化、小型化、中空化和復合化以減輕重量，最後做到輕量化。
[總結]在燃油車時代，車身輕量化可以省油。而進入電動車時代，由於技術限制，續航里程還無法達到燃油車的水平，所以對車身輕量化的需求更迫切。
比如純電動汽車特斯拉model S，在使用了鋁合金車身的前提下，質量依然在2噸左右。如果能再減重的話，那麼加速和制動性能還會再提升，續航里程也會更好。所以，汽車減重未來仍將是汽車製造的最大課題。
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