隨著全球汽車排放法規(guī)日益嚴(yán)苛，實現(xiàn)車輛輕量化的目標(biāo)對于一眾跨國車企而言仍是頭等大事。眾所周知，油耗、二氧化碳排放量與車身重量成正比，而鋁的重量只有鋼重量的1/3。為了達(dá)到汽車減重的目的，車企紛紛將目光轉(zhuǎn)向鋁材，希望以此提高汽車的燃油經(jīng)濟性、降低二氧化碳排放量。當(dāng)前，以自動駕駛和電動汽車為主要方向的新技術(shù)革命正在席卷汽車業(yè)，這將進(jìn)一步推動全球車用鋁材需求增長。

近日，全球知名鋁材生產(chǎn)商諾貝麗斯預(yù)測，由于中國電動汽車產(chǎn)量不斷攀升，今年亞洲汽車業(yè)鋁材需求將增長20％——25％。鋁材在安全性、耐久性、靈活性、環(huán)保性等方面的綜合優(yōu)勢，獲得越來越多汽車業(yè)內(nèi)人士和消費者的認(rèn)可。但與此同時，鋁材成本高、強度低和焊接性能差等缺點也不容忽視。如何善用鋁材來推進(jìn)汽車電動化和智能化的發(fā)展，仍是擺在眾多汽車制造商面前的一道難題。

鋁材助電動汽車減重

近日，德國零部件供應(yīng)商大陸集團公布了一項最新研究成果，一款專門為電動汽車研發(fā)的新概念車輪。大陸集團對車輪及輪軸進(jìn)行全新設(shè)計，其中輪胎外圈采用的就是鋁質(zhì)行星齒輪架，采用螺栓連接方式將該設(shè)備牢牢地固定到輪轂上，剎車盤也采用了鋁材。大陸集團表示，該設(shè)計通過減輕輪胎重量，優(yōu)化了電動汽車的制動，同時消除了可能遭受腐蝕的傳統(tǒng)制動轉(zhuǎn)子的不良制動性能。與此同時，該設(shè)計也有利于降低汽車的維護(hù)成本，延長汽車的使用壽命。

當(dāng)前，新能源汽車的快速發(fā)展，將大大帶動車用鋁材的需求。與傳統(tǒng)燃油汽車相比，在有限電池容量的前提下，為了最大程度地增加續(xù)駛里程，解決電動汽車的輕量化問題顯得更為迫切。對于電動汽車而言，消費者最大的訴求就是保證續(xù)駛里程。在單體電池容量不變的情況下，增加續(xù)駛里程就必須安裝更多電池，而電池是電動汽車最主要的成本之一，安裝更多電池不僅會顯著增加成本，而且車身重量增加也會消耗更多電能。因此，讓電動汽車“瘦身”的緊迫性遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)燃油汽車，而使用鋁材可以有效減輕車身整體重量。

鋁合金在新能源汽車中應(yīng)用可以提升效率、降低油耗和節(jié)能減排，因此，全鋁車身是新能源汽車輕量化的發(fā)展方向之一。特斯拉旗下代表車型——Model S采用了全鋁車身。今年上半年，特斯拉Model S榮膺美國市場最受歡迎的豪華車型，銷量碾壓奔馳、寶馬。除了其充滿科技感的設(shè)計和構(gòu)造，Model S最引人注目的特點之一就是采用了鋁合金作為車身框架材料，使得整體車身重量大幅降低，同時為消費者帶來了更好的駕駛體驗。

采用鋁材作為車身材料，可以有效減輕車身重量，并降低制造成本。歐洲鋁業(yè)協(xié)會的一項研究表明，以大眾高爾夫電動版為例，在相同續(xù)駛里程的情況下，鋁制版車身攜帶的電池重量小于鋼制版，全鋁車身比鋼制車身需要的電池容量減少了9％。雖然全鋁車身成本較高，但由于車身減重節(jié)約的電池成本比采用全鋁車身而增加的成本還要多，平均下來每輛鋁制電動車比傳統(tǒng)鋼制電動車便宜635歐元。

自動駕駛不畏鋁價高

未來，自動駕駛汽車將發(fā)揮著越來越重要的作用。行業(yè)機構(gòu)預(yù)測，到2035年，全球具備不同自動駕駛水平的汽車總量將達(dá)到3000萬輛。業(yè)內(nèi)專家指出，自動駕駛汽車數(shù)量的快速增長也將帶動鋁材消費的大幅提升。據(jù)美國密歇根大學(xué)近日發(fā)布的一項研究報告，未來，由自動駕駛汽車承擔(dān)的總行駛里程預(yù)計將增長75％以上，這勢必要求自動駕駛汽車采用更加節(jié)能和輕量化的產(chǎn)品設(shè)計，以提升能源效率。

目前，由于成本較高，鋁材還無法在汽車業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。但自動駕駛車輛的價格不菲，車企可以在自動駕駛汽車上使用鋁材，再將成本分?jǐn)偨o終端用戶。未來，自動駕駛汽車行駛的里程將大大超過普通家用車輛，而且由于人為因素導(dǎo)致的事故發(fā)生率較低，未來大量應(yīng)用鋁材的自動駕駛汽車很可能會被提供汽車共享服務(wù)的運營商及出租車公司所采用。而且，自動駕駛汽車能夠晝夜不停地提供服務(wù)。因此，自動駕駛汽車可以采用更多鋁材以實現(xiàn)車輛的輕量化，進(jìn)而提升鋁材在汽車業(yè)的應(yīng)用。

今年7月，首款具備3級自動駕駛水平的量產(chǎn)車奧迪新A8正式發(fā)布，這款“解放駕駛員雙手”的產(chǎn)品，采用的就是鋁制車身，用實踐證明了鋁材是自動駕駛汽車不可或缺的“好伙伴”。對于車企而言，在自動駕駛和電動汽車中采用大量鋁材，有助于抵消鋰離子電池的整體成本。隨著電動汽車以及自動駕駛汽車的進(jìn)一步發(fā)展，未來鋁材也將得到更廣泛的應(yīng)用。

成本仍是一大攔路虎

據(jù)法國達(dá)科研究機構(gòu)最近發(fā)布的一份調(diào)研報告，未來十年，鋁材在汽車行業(yè)中的應(yīng)用將激增42％，但增幅明顯低于之前的預(yù)期。該機構(gòu)分析師迪克·舒爾茨表示：“未來，鋁材在汽車材料中的占比可能不會有現(xiàn)在這么高。以福特F150為例，雖然該車在采用鋁材后減重700磅，但制造成本卻增加了1000美元�！彼�認(rèn)為，為了平衡成本，未來福特F-150可能會傾向于增加其他材料的使用，鋁材用量將會減少。

的確，上一代奧迪A8的車身采用了92％的鋁合金，但新一代產(chǎn)品卻使用了鋁合金、高強度鋼、鎂合金以及碳纖維復(fù)合材料來打造車身，鋁合金的比例降至58％。對此，奧迪德國輕量化設(shè)計中心工程部經(jīng)理亞歷山大·科比爾克表示，現(xiàn)在法規(guī)提高了對電池保護(hù)的強度要求，因此加入高強度、熱成型的鋼材勢在必行。與上一代產(chǎn)品相比，新一代奧迪A8的扭轉(zhuǎn)剛度提升了24％。而且，鋼材的隔音特性更好，能有效降低車內(nèi)噪聲。換言之，全鋁車身目前仍存在強度低、扭轉(zhuǎn)剛度不足以及隔音效果差等缺點，難以滿足汽車安全及舒適性能的高標(biāo)準(zhǔn)和高要求。

此外，全鋁車身的維修和養(yǎng)護(hù)費用也比較高。豐田汽車負(fù)責(zé)采購和供應(yīng)商的副總裁羅伯特·楊坦言，在日本汽車制造商眼中，為了提升產(chǎn)品的燃油經(jīng)濟性，采用較輕的鋁材代替鋼材也許是必要的。但在面臨鋁材和鋼材之間的抉擇時，他們?nèi)孕枰�在成本、可靠性、涂料相容性、強度和質(zhì)量等方面進(jìn)行權(quán)衡。