汽车行业要“搞事情”!风口之上的“轻量化”了解一下?

1评论 2018-06-27 11:31:00 来源:SMM 感谢300643

  商品精研:

  整个市场关于新能源汽车全产业链上的各个子系统都挖掘得比较充分了,但最近一些新的不容忽视的变化正在汽车行业慢慢发生着,例如“轻量化”这个概念。

  在各种合金强度超过原先的铁疙瘩的前提下,轻量化的推进能使得整车的油耗,续航里程、NVH(噪声、振动与声振粗糙度 Noise、Vibration、Harshness 的英文缩写)等方面都能有大幅度的提升。

  在“双积分”等政策影响下,商品君觉得这必然是以后汽车行业改进的高确定性方向。

  核心逻辑:

  1“双积分”落地拉开轻量化下半场大幕;

  2 轻量化是缓解新能源汽车续航里程痛点的重要途径;

  3 轻量化可以满足市场对汽车操控、NVH的更高要求;

  轻量化是继续降低油耗的手段中最为重要的一项。

  较低程度的汽车轻量化已经陆续实施了多年,但当前轻量化水平不满足国家“双积分”政策对2020年油耗的要求。根据该要求:到2020年,国内乘用车企业各自的平均燃料消耗量(按国标计算的油耗的加权平均值,计入新能源车份额,本文中简称为油耗,下同)不允许超过5L/100km。但实际上,所有国产乘用车2017年的油耗加权平均值在计入了新能源车份额的情况下仍然达到了6.24L/100km。

  2020年之前,油耗需要达到每年7.1%的降幅,才能满足“双积分”的要求

  然而,过去4年中平均每年油耗的降幅仅为3.8%。

  降低油耗的途径中,可行性最大、对汽车整体设计影响最小的即为轻量化

  其他途径包括提升发动机热效率,降低传动过程中损耗和改善车轮摩擦特性等,均涉及大量重新设计、标定的工作,开发周期相对较长,可行性较低。

  相关研究表明,国产乘用车油耗与整备质量呈正相关,大致关系为:

  油耗(L/100km)=0.0051x整备质量(kg)+2.3579

  因此,乘用车重量每降低100kg,平均油耗可以降低0.5L/100km。

  考虑到未来几年“双积分”计算中对于新能源车辆份额的奖励性权重将逐年降低,仅仅依靠新能源车份额的增长,到2020年只能将平均油耗降低到6L/100km左右,距离5L/100km的目标,还有非常大的差距。随着“双积分”于2018年4月1日的正式实施,整车厂降低油耗的相关行动将会加速进行。因此,一批之前由于成本等原因未能实施的轻量化措施将逐渐被整车厂采用。

  同时,轻量化也是新能源汽车快速发展的基石。近年新能源汽车发展迅猛,2017年中国市场新能源汽车产销接近80万辆。市场预期2020年之前,新能源汽车CAGR能够保持40%以上的水平。

  然而,电池续航是新能源汽车发展的瓶颈之一。我国市场上的新能源汽车平均续航里程不足200km,而过大的车重阻碍了续航里程进一步提高。同时,国家针对新能源汽车的补贴与续航里程直接相关。

  未来国家对于接受补贴车型的续航里程要求将逐步升高,国家政策将成为整车企业提升续航里程的主要驱动力之一。从2018年起,国家对于接受补贴车型的续航里程要求有了明显提高,补贴标准的区间的划分也更加细致:续航里程低于150公里的纯电动车型不再享受补贴;而续航里程高于350公里的纯电动车型,将享受比2017年更多的补贴。

  有研究表明,纯电动汽车重量每降低10kg,续航里程可以增加2.5km。按应用轻量化零部件,可以平均减重100kg计算,续航里程可以提升25km。对于新能源车企来说,采取轻量化在有效地缓解消费者里程焦虑的同时,有望获取更好的政府补贴。同

  时,电池在纯电动汽车整备质量和体积中占比较大,轻量化有助于把更多的重量和空间分配给电池,从而进一步提升续航里程。

  加速方面:汽车重量每减轻10%,百公里加速时间可以降低5%;

  制动方面:对于一辆整备重量1600kg,百公里加速时间8s的家用车,若汽车重量减轻50kg,保持其他系统不变,百公里制动距离可以降低1.25米。一般家用车辆的制动距离为36~42米,1.25米的差距可以显著降低发生事故的概率。

  轻量化材料可以缩短开发周期,节约成本。对于NVH,在整车的开发过程中,需要针对噪音和抖动问题反复验证和优化减震衬套、隔音部件以及制动消音片等零部件的设计。而较重的钢铁材质零部件加大了匹配的难度。较轻的合金零部件可以降低车辆对减震消音部件的要求,同时避免大量使用相同的钢铁材质零件导致的固有频率冲突(噪音源之一),从而有效地缩短开发过程中针对NVH问题的调试时间,提升车辆NVH竞争力,同时降低车企的研发费用。

  



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