节能与新能源汽车技术路线图发布,为轻量化提出明确路径。2016 年 10 月 26 日,节能与新能源汽车技术路线图发布,路线图分别以 2020 年、2025 年、2030 年为节点,就新能源汽车、智能网联汽车等分别制定了产品路线图和技术路线图,对能耗、续航里程等提出了一系列规划,这都促使汽车向轻量化方向发展以达到该要求。
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此外,该路线图将轻量化技术重点列为一大专题,提出近期发展超高强度钢和先进高强度钢,中期发展第三代汽车钢和铝合金技术,远期发展镁合金和碳纤维复合材料技术的总体思路,为轻量化材料的发展提供了重要的指导思想。
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国家补贴政策引导车企主动轻量化,提升续驶里程是根本动因。根据 2016 年 12 月 30 日发布的《关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,新能源乘用车、客车、货车与专用车的补贴力度与包括续驶里程、节油率水平、系统能量密度、单位载质量能量消耗量等在内的多项指标挂钩,而这些指标都能通过车体的减重进行优化。因此,为了达到补贴标准而提升新能源汽车各项相关性能指标也成为了车企不断探索轻量化道路的一大动力。
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动力电池系统通常占整车总质量的 30%-40%,是新能源汽车的重要组成部分,也是行驶动力来源。目前,新能源汽车能够使用的动力电池的单位比能量与传统汽车使用液体燃料的单位比能量差距巨大,这就决定了电动汽车在与传统汽车同等排放量的单位能耗(电耗量/100 km)下,不能像传统汽车那样靠一次补充能量来实现长距离的行驶。因此,电动汽车必须采取轻量化的方式,降低单位能耗,提升续航里程。
根据 2017 年第 5 批推广目录来看,工况法下新能源乘用车的平均续驶里程为 192km,新能源客车的平均续驶里程为 238km,专用车为 219km。考虑到电池本身放电能力的逐渐衰弱以及温度等外界环境对储电量的影响,实际的续航里程可能要低于这一数字。对于客车和专用车来说,其多用于远途运输,续驶里程是车主需要重点考虑的因素之一。
对于新能源乘用车,其目前的续驶里程尚未达到国家补贴的最高额度(250km),同时相比于传统的燃油汽车(加满一次油平均行驶 600km)还有较大的差距。从现实的消费者期望上来看,电动汽车只有达到燃油车加满油的续航里程,才能让消费者忘记其使用的约束限制,从而真正实现大规模的推广。尤其在目前充电桩设施尚未完备的情况下,续航里程显得尤为重要。
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奇瑞汽车实车测试数据显示,电动汽车减重 10%,平均续航能力增加 5%-8%。根据电子工程世界网披露的一项研究表明,在市区的运行工况下,平均车重 1600kg 的电动车如果减重20%,能量消耗可以减少 15%。如果采用增加电池来增加行驶里程,成本往往会非常高。因此,在电池技术短期内难有重大突破的情况下,材料的轻量化是增加续航里程的最优途径。
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限载限超政策推动物流车轻量化。2016 年《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值》(新 GB1589)的实施对各类商用车的载重做出了强制规定。加上后续多部委联合开展的限载限超治理行动,标志着超载将逐渐退出中国历史舞台。我们预计,在未来公路物流总量和周转量稳定变化的前提下,完全限制超载后,由于运力不足未来几年将释放约 300 万辆载货商用车的销量,每年将增加 20 万~40 万辆新的轻量化商用车需求。而商用车的轻量化将最大程度地减轻运力降低带来的低效率,为车辆载重提供更大的空间。
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