新材料的应用是轻量化的关键,不过在未来5年-10年内,钢铁还是汽车制造的主要材料。大部分受访专家都认为,轻量化材料的演进需要一个过程,铝材、碳纤维、复合材料等在汽车各部位将得到广泛使用,“但钢制车身仍将占据主导地位”。
但钢铁的使用有局限性,其他材料供应商纷纷进入汽车制造领域。作为全球领先的铝压延产品制造商,总部位于美国的诺贝丽斯公司(Novelis)40年前已在欧洲的汽车行业开始尝试使用铝替代钢,到现在已有180种车型使用其铝材。汽车做轻量化,钢的厚度不能任意减薄,其使用比重包括刚度的要求是有限制的。所以未来5年-10年里,钢还是一个主流材料,但更多轻量化材料,特别是铝,在白车身(指完成焊接但未涂装、不包括四门两盖的车身)里占的份额会越来越多。想要取代钢铁在车身材料中的主导地位,轻量化材料要能够将成本控制在可承受范围之内进行大规模的工业化生产,符合条件的并不多。
就金属而言,美国能源部关注的镁合金目前因为成本及加工技术等问题,在车身上还难以低成本量产,目前主要集中应用于方向盘等车内结构件。
上述的轻量化材质均是研发方向,也有潜力实现技术突破,但目前来说,铝是轻量化材料中成为主流材质的大概率选项。诺贝丽斯预计2013年-2020年,全球汽车用铝需求的年增长率约为25%。
在制造上,铝合金加工成型性能好,而且全铝车身的制造生产已有较长时间,工艺相较其他材料更为成熟。在目前技术条件下,全铝车身相较于钢制车身,最大减重可达40%,并且保证性能和安全性不减弱。
从成本上来看,铝制车型的售价涨幅在其目标消费者的接受范围内。全新一代铝合金车身的皮卡F-150上市时,入门款XL厂商建议售价上浮395美元,而豪华款Lariat车型涨价1045美元,价格涨幅1.5%-2.6%。
凭借这些优势,在百花齐放的汽车轻量化材料中,铝材或能最早脱颖而出,来挑战钢铁的主导地位。