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防止地球溫室效應(yīng)的C02(燃耗)排放限制日益規(guī)范、石油價(jià)格高漲帶來(lái)的汽油價(jià)格上漲，使低燃耗輕量化技術(shù)開(kāi)發(fā)已成為當(dāng)前汽車(chē)研發(fā)的要課題。另外，隨著石油、礦產(chǎn)材料及貴金屬等資源價(jià)格上漲，原材料價(jià)格也隨之迅速上升，因此各汽車(chē)制造商也需要通過(guò)節(jié)省各類(lèi)原材料的使用量，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化。為進(jìn)一步加強(qiáng)車(chē)輛輕量化進(jìn)程，各汽車(chē)制造商開(kāi)始重新修訂既定的發(fā)展政策。
鋼材約占汽車(chē)原材料7成比重，雖然在過(guò)去幾十年內(nèi)，樹(shù)脂、鋁/鎂等輕量化材料的使用比重不斷增大，但鋼鐵的使用量仍占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。在汽車(chē)各類(lèi)零部件中，車(chē)身外板輕量化見(jiàn)效，因此各制造商一直試圖降低車(chē)身外板重量，并自2007年以后開(kāi)始在車(chē)身外板上加大鋁板和樹(shù)脂板的使用量。在鋁材料使用方面，寶馬(BMW)X5/X6、通用(GM)SUV混合動(dòng)力車(chē)、Lambda平臺(tái)車(chē)(CUV)等以及在美上市的全尺寸等較大型號(hào)車(chē)型的發(fā)動(dòng)機(jī)罩均使用鋁材料，其中大部分鋁材料是由Novelis(原Alcan)提供。此外，日產(chǎn)采用Alcoa技術(shù)，生產(chǎn)GT-R的鋁車(chē)門(mén)，預(yù)計(jì)今后Alcoa技術(shù)也可能廣泛應(yīng)用到其他公司車(chē)型上。
在樹(shù)脂板方面，寶馬、悍馬(Hummer)、三菱汽車(chē)和標(biāo)致雪鐵龍(PSA)等制造商均使用樹(shù)脂板做擋泥板。例如，Smart自90年代以來(lái)一直以樹(shù)脂板代替鋼板，2007年以后，業(yè)界開(kāi)始聚焦代替后面及側(cè)面板玻璃的聚碳酸酯樹(shù)脂。無(wú)論是作為鋼材替代品還是作為板玻璃替代品，SABIC Innovative Plastics(2007年被沙特阿拉伯SABIC收購(gòu)后，公司名稱(chēng)由GE Plastics變更為當(dāng)前名稱(chēng))產(chǎn)品均被多家汽車(chē)制造商廣泛應(yīng)用。鋼板替代品樹(shù)脂Norvyl GTX在第l代Smart上被應(yīng)用，而板玻璃替代品Lexan GLX則是由GE Plastics與Bayer的合資公司EXATEC開(kāi)發(fā)的表面涂層技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，并相繼被應(yīng)用在通用汽車(chē)車(chē)頂及本田歐洲版Civic的后窗上。此外，SABIC Innovative Plastics還與現(xiàn)代汽車(chē)和路虎(Land Rover)合作開(kāi)發(fā)概念車(chē)，今后新車(chē)也可能采用上述新樹(shù)脂材料。
一直以來(lái)，各類(lèi)車(chē)型均通過(guò)使用奧迪ASF(全鋁空間框架)及捷豹(Jaguar)鋁車(chē)身方法實(shí)現(xiàn)車(chē)身輕量化，但上述方法還未推廣到量產(chǎn)車(chē)型領(lǐng)域。除鋁材料外，奧迪在2007年上市的新款TT上還使用了鋁和鋼鐵混合材料車(chē)身，此類(lèi)車(chē)身重量比純鋼鐵車(chē)身輕48%。
隨著汽車(chē)制造商車(chē)身輕量化步伐的日益推進(jìn)，越來(lái)越多的車(chē)型開(kāi)始采用鋁和樹(shù)脂等輕量化材料。但此類(lèi)材料僅限于高燃耗大型SUV和運(yùn)動(dòng)車(chē)型上使用。局限性主要是因?yàn)殡S著原材料成本及石油價(jià)格上漲，樹(shù)脂和鋁的價(jià)格也將隨之上升。今后替代材料成本也將增加，降本必將成為輕量化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。
在上述情況下，輕量化實(shí)現(xiàn)的可能性大的是國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)IISl于2007年12月發(fā)布的第三代高強(qiáng)度鋼的研發(fā)方案。該方案以日本、美國(guó)、歐洲、印度、及俄羅斯等性鋼鐵生產(chǎn)制造商加盟的WorldAutoSteel為主體，開(kāi)發(fā)汽車(chē)鋼板技術(shù)Future Steel Vehicle。此外，隨著豐田在2007年?yáng)|京車(chē)展發(fā)布超輕量車(chē)l/X，日本國(guó)內(nèi)也掀起了碳纖維強(qiáng)化塑料的研發(fā)熱潮。不過(guò)，日本企業(yè)雖然在碳纖維強(qiáng)化塑料的研發(fā)技術(shù)上占據(jù)優(yōu)勢(shì)，但卻面臨著比樹(shù)脂和鋁更大的降本問(wèn)題。
2 鋼鐵產(chǎn)業(yè)界開(kāi)發(fā)可實(shí)現(xiàn)35%輕量化的第三代高強(qiáng)度鋼
鋼鐵產(chǎn)業(yè)界認(rèn)識(shí)到新鋼鐵產(chǎn)品技術(shù)有利于汽車(chē)輕量化，已開(kāi)始新一代技術(shù)研究。
——美國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)界團(tuán)體AISI(American Iron and Sreel Institute)認(rèn)為，在降低燃耗實(shí)現(xiàn)輕量化方面，AHSS(Advanced HIigh Strength Steel/高強(qiáng)度鋼)至少可減重25%。如果采用目前正在開(kāi)發(fā)的第三代AHSS，則車(chē)輛有望減重35%。
——AISl從制造工程的生命周期考慮，鋼鐵產(chǎn)生的溫室氣體排量低于鋁、鎂、碳纖維強(qiáng)化塑料等其他材料。
為開(kāi)發(fā)新技術(shù)，國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)IlSI(International Iron and Steel Institute)于2007年12月將啟動(dòng)FSV(Future Steel Vehicle)。
——FSV作為研究開(kāi)發(fā)合作組織，是繼ULSAB、ULSAC、ULSAS及ULSAB-AVC后，第5項(xiàng)汽車(chē)鋼材技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。該項(xiàng)目由llSI下屬汽車(chē)部門(mén)WorldAutoSteel負(fù)責(zé)。
——項(xiàng)目共包括第1(工程調(diào)查)、第2(概念設(shè)計(jì))、第3(公開(kāi)作業(yè))三個(gè)階段。第1階段將由德國(guó)EDAG Engineering 和 Design AG合作開(kāi)展，預(yù)計(jì)2008年完成。
* ULSAB=Ultra Light Steel Auto Body
C=chassis
S=suspention
AVC=Advanced Vehicle Concept。
* WorldAutoSteel加盟企業(yè)
AreelorMittal、Baoshan(寶山)、Corus-Tata、現(xiàn)代制鐵、JFE、神戶(hù)制鋼、新日鐵、Nucor、POSC0、Severstal、住友金屬工業(yè)、ThyssenKruppStahl、USIMINAS、US Steel、voestalpine Stahl。
(根據(jù)IISI/WorldAutoSteel及AISI公布資料制作)
● 豐田發(fā)布碳素纖維車(chē)身的1/X(2007年10月)
豐田于2007年10月在東京汽車(chē)展上發(fā)布碳素纖維車(chē)身的環(huán)保概念車(chē)1/X
——1/X Prius與Prius擁有相同的車(chē)內(nèi)空間，燃耗約比Prius節(jié)省2倍，重量達(dá)420kg(約為Prius的1/3)。車(chē)架采用輕量且高剛性材料的碳素纖維強(qiáng)化塑料，確保碰撞安全性的同時(shí)，立柱之間有較大的視野空間。
(根據(jù)豐田公布資料制作)
3 SABIC IP 車(chē)身外板用樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)
SABIC Innovative Plastics（原GE Plastics，本部：美國(guó)馬薩諸塞州）宣布與多家汽車(chē)制造商合作，開(kāi)發(fā)采用樹(shù)脂材料車(chē)身外板的概念車(chē)。
——Land Rover LRX：Land Rover于2008年1月在NAIAS（北美國(guó)際汽車(chē)展）上發(fā)布兩款概念車(chē)LRX。全景天窗、側(cè)窗及后窗均采用SABIC IP的Lexan GLX t EXATEC*表面涂層技術(shù)。
——現(xiàn)代QuarmaQ：現(xiàn)代汽車(chē)于2007年3月在Geneve車(chē)展上發(fā)布CUV的高技術(shù)版展覽車(chē)（DEMO CAR）QuarmaQ。該款車(chē)廣泛采用先進(jìn)樹(shù)脂材料，減重60kg。
——Opel Flextreme/Chevrolet Volt：GM在2007年發(fā)布兩款概念車(chē)。采用Volax IQ、Xenoy iQ、NextGen Lexan GLX。
* EXATEC是原GE Plastics和Bayer Material Science于1998年對(duì)半出資成立的合資公司。開(kāi)發(fā)車(chē)用玻璃(樹(shù)脂替代玻璃)技術(shù)和用于PC(聚碳酸酯)的表面涂層技術(shù)。到2007年以前，GE Plastics(當(dāng)時(shí))已成為其全資子公司。
(根據(jù)SABIC Innovative Plastics公布資料制作)
樹(shù)脂：輕量化車(chē)體外板的應(yīng)用動(dòng)向
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供應(yīng)商
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汽車(chē)
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采用日期
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備注
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SABIC IP/
(GE Plastics）
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悍馬(Hummer)H3
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2006
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在擋泥板上采用Noryl GTX樹(shù)脂。
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三菱Delica D：5
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2007
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替代鋼鐵實(shí)現(xiàn)車(chē)身輕量化，前方擋泥板采用Noryl GTX樹(shù)脂。
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本田Civic
(歐洲市場(chǎng))
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2006
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本田在新Civic(歐洲市場(chǎng))的后窗上采用SABIC開(kāi)發(fā)的樹(shù)脂Lexan GLX。Lexan GLX是SABIC開(kāi)發(fā)的替代玻璃用聚碳酸酯樹(shù)脂。
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Opel Corsa
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2007
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開(kāi)發(fā)2007年上市新款Corsa采用的全景天窗。使用SABIC IP開(kāi)發(fā)的Lexan FXDl23樹(shù)脂。Opel是繼2005年推出的Zafira后，又一款全景天窗車(chē)型。
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SABIC IP/Visteon
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標(biāo)致(Peugeot)
307三廂車(chē)
(市場(chǎng))
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2008
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使用SABIC Innovative Plastics的Noryl GTX樹(shù)脂擋泥板也將裝配在上市車(chē)型標(biāo)致307上。雖然標(biāo)致雪鐵龍(PSA)7年前已在歐洲推出了采用該樹(shù)脂擋泥板車(chē)型，但在市場(chǎng)推出采用此類(lèi)產(chǎn)品尚屬次。開(kāi)發(fā)之際，得到Plastic Omnium協(xié)助，由與Visteon的合資公司——DFV(Dongfeng Visteon Automotive Trim Systems)負(fù)責(zé)本地生產(chǎn)，向DPCA(東風(fēng)雪鐵龍)供貨。SABIC IP宣稱(chēng)，通過(guò)使用聚苯醚(PPE)和聚酰胺(PA)混合而成的Noryl GTX材料，大可減重50%。
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Plastic
Omniuin
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寶馬X5
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2007
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2007年車(chē)型改款時(shí)，采用與Plastic Omnium共同開(kāi)發(fā)的樹(shù)脂制擋泥板組件。擋泥板組件是用熱塑料(PP-EPDM)將車(chē)輪罩、空氣引導(dǎo)裝置、前大燈、GPS、安全氣囊感應(yīng)器、空氣冷卻器、機(jī)油冷卻器安裝在擋泥板上構(gòu)成。美國(guó)實(shí)行適時(shí)供應(yīng)。款X5使用ThyssenKrupp Budd生產(chǎn)的鐵制品。
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（根據(jù)各公司公布資料及各種報(bào)道制作）
4 奧迪通過(guò)鋁鐵混合實(shí)現(xiàn)車(chē)身輕量化
為實(shí)現(xiàn)新TT車(chē)身輕量化，奧迪開(kāi)發(fā)出鋁和鐵佳比率的混合材料車(chē)身。白色車(chē)身重206kg，比純鐵車(chē)身輕48%。
——206kg包括鋁140kg和鐵66kg。鋁制品中包括板材63kg、鑄造零部件45kg、壓型32kg。
——TT整車(chē)重量的69%是鋁制品。
——底板后部、門(mén)及后備箱蓋采用鐵素材。
奧迪輕量車(chē)身開(kāi)發(fā)體制
——奧迪l994年在Neekersulm工廠(chǎng)配備輕量鋁材料的研究設(shè)施。形成Audi A8的ASF(Aluminium Space frame)設(shè)計(jì)理念。A2和A8采用ASF技術(shù)。
——2003年更名為ALZ(Aluminium and Lightweight Design Centre)，進(jìn)行高張力鋼材、拼焊板、纖維強(qiáng)化塑料及鎂等全部輕量化材料的研究。
奧迪車(chē)輛重量每減輕l00kg，燃耗可節(jié)省0.3L/l00km，CO2排放可減少7.5～12.5g/km。
5 鋁輕量化車(chē)體外板的應(yīng)用
鋁輕量化車(chē)體外板的應(yīng)用
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供應(yīng)商
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汽車(chē)
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采用日期
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備注
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Novelis*加拿大、印度系)
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梅賽德斯-奔馳(M-Benz)C級(jí)
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2007
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向梅賽德斯-奔馳C級(jí)供貨。為此，在瑞士Sierre設(shè)有壓延機(jī)裝備。
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寶馬(BMW)X5/X6
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2007
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供應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)罩用鋁板。同時(shí)也向?qū)汃R3、5、7系列及Z4供貨。
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GM Yukon/Tahoe的Hybrid版
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2007
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供應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)罩及升降門(mén)用鋁板。Yukon/Tahoe Hybrid比基本款減重400磅。鋁板減重可抵消替代驅(qū)動(dòng)增重。
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Dodge Town＆Country，Gr Caravan
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2007
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供應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)罩鋁板坯料。
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通用凱迪拉克(GM Cadillac)CTS
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2007
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向2008MY**凱迪拉克CTS供應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)罩用鋁片。
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GMC Acadia/Buick Enclave
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2007
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自2008MY開(kāi)始供應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)罩用鋁片。
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奧迪R8
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2007
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除奧迪R8外，還向奧迪TT、Q7、A6供應(yīng)鋁片。鋁及輕量材料的研究機(jī)構(gòu)——德國(guó)Neckersulm的ALZ(Audi Lightweight Design Centre)負(fù)責(zé)奧迪車(chē)身輕量材料的研究項(xiàng)目。
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Alcoa
(美國(guó))
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日產(chǎn)GT-R
Lamborghini Murcielago
保時(shí)捷(Porsche)Cayenne
Shelby Auto(Ford Mustang)
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2007
不詳
不詳
不詳
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供應(yīng)采用AVDC(Advanced Vacuum Die Casting)技術(shù)的鋁合金。日產(chǎn)GT-R的車(chē)門(mén)采用該技術(shù)。
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負(fù)責(zé)鋁壓延產(chǎn)品的Novelis于2005年1月脫離Alcan后獨(dú)立。該公司于2007年5月被印度Hindalco Industries收購(gòu)。
2008年MY：2008model year=車(chē)型年度。
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