《商用车轻量化技术年度发展报告》2024版重磅发布

我国石油进口依赖度增加，能源、环保压力不断增大，尤其是在当前3060碳达峰碳中和的国家战略部署下，汽车行业节能减排势在必行。目前我国商用车保有量占比12%，但占汽车总碳排放量的55.4%，根据预测，到2060年，商用车保有量将从目前的3100万辆左右持续增长至4000万-5200万辆。毋庸置疑，在当前的“双碳”背景下，商用车行业正面临着推动绿色低碳转型的紧迫任务。自2019年7月1日起，全国范围内陆续分阶段实施国六排放标准，去年7月1日起，全国已实施国六排放标准6b阶段，对商用车油耗提出更严苛要求，轻量化是商用车实现汽车产业达成低碳目标的重要战略之一，进一步驱动了商用车轻量化的开展与实施。
商用车的技术升级向节能化、自动化、轻量化、舒适性等方向发展，其中新能源动力、混合动力、自动驾驶、轻量化材料等重点应用与研究。轻量化技术在提高新能源商用车电池使用效率、延长续航里程等方面发挥着越来越重要的作用。轻量化技术不仅有助于降低商用车能耗、提高燃油效率，还能显著减少废气排放，对于推动商用车行业的可持续发展具有重要意义
中国汽车材料网研究团队通过行业调研，对年度商用车轻量化新材料新技术进展、最新应用案例等进行整理，精心打造的《商用车轻量化技术年度发展报告》2024版正式发布，精彩内容抢先看！

材料轻量化技术

轻量化材料目前以高强钢、铝和镁合金、复合材料等为主要选择：

高强钢：国内商用车白车身大部分是以低碳软钢板为主，少量采用了340MPa强度级别的低合金高强度钢板，而更高级别的先进高强度钢以及热冲压成钢在国内应用较少。我国国内制造的商用车白车身具备很大的高强度钢板应用提升空间，同时也能显著提升商用车驾驶室的轻量化设计。



白车身高强度钢板的应用

我国商用车高强度钢板的应用现状及材料推荐




铝合金：目前国内的商用车中，应用最多的合金类材料就是铝合金，在动力、底盘、车身等领域均得到广泛使用。而在商用车驾驶室中，仪表板横梁、方向盘支架、转向管柱支架、踏脚板、行李架等零件均已广泛采用铝合金。

镁合金：镁合金零件应用于汽车轻量化设计，其优点非常显著，但是也受到其成本制约，这也导致镁合金难以大范围推广应用。当前的商用车领域，还是以非外观件、低腐蚀要求的零件应用镁合金为主，短期内估计其性能及成本决定镁合金较难以大范围推广。
PBT+PET+玻纤的应用:SMC属于热固性材料，无法回收，且密度基本都在1.8-2.0g/cm3左右，采用PBT、PET和玻璃纤维共混的方法，得到的制品不仅外观好，而且具有优良的耐热性、刚性、强度和尺寸稳定性，同时解决了材料回收的问题。下表给出了两种材料之间的性能对比。

PBT+PET+玻纤导流罩

碳纤维复合材料：在商用车领域，目前国外商用车品牌已实现车桥、车架、车厢等零件全碳纤维开发。例如沃尔沃的某款商用车，车厢局部采用碳纤维材料，整车总重量下降约1.8t，相比竞品车型降低约40%。

PDCPD：福田M4轻卡车型全新开发PDCPD聚双环戊二烯材质导流罩，较原SMC材质导流罩，降重30%，且成本更低，生产更稳定。


玻璃钢与PDCPD导流罩实物图对比

工艺轻量化技术

V-PHC工艺：在车门下装饰板上采用V-PHC工艺，将原设计内外板结构直接改成单层外板。减少了零件数量，见下图，左右件共实现了减轻重量9kg。


采用V-PHC工艺的车门装饰板

LFI硬发：高架箱上应用此方案，减少零件数量，提升装配效率，降低了总成重量，下图给出LFI硬发泡高架箱，降低重量8kg。



LFI硬发泡高架箱

2023年度，商用车领域轻量化技术的新进展：
我国首辆镁合金轻量化挂车在中国西部科技创新港交付



2023年4月23日，由西安交通大学联合多家单位研发的我国首辆镁合金轻量化挂车在中国西部科技创新港交付。联合镁合金全链条优势资源，先后攻克高品质车用镁合金在细匀净密铸锭、精密塑性成型、稳健连接装配、可控高效防护等关键技术难点。此次交付的单车镁合金用量超过800公斤，最大单体镁合金制件尺寸13米，相比原钢制方案综合减重近1吨，可显著提升公路货运经济效能，有望培育千亿级轻量化专用车市场。

鞍钢热成形钢轻量化技术及产品应用场景实现“双突破”



鞍钢股份聚焦新能源商用车轻量化这一领域空白，联合多家单位开展全产业链创新研发，在传统冷成形高强钢轻量化技术基础上，利用热成形钢进一步推动商用车轻量化技术应用，形成了热成形轻量一体化解决方案，并率先在新能源商用矿卡车上应用，实现了热成形钢轻量化技术和产品应用场景“双突破”，填补了市场领域空白。项目团队从材料设计、工艺研发、结构优化、运输工程设计等关键环节进行了技术再创新和原创突破，形成了热成形轻量一体化解决方案，将钢材强度提升至原来的3倍，箱体整体降重达13%，为我国商用车的节能减耗、轻量化发展和绿色制造开辟了新的技术路径。

Viritech和Haydale合作开发V型储氢瓶

汽车行业高性能氢动力总成解决方案的领先开发商Viritech宣布，它正在扩大与全球技术解决方案公司Haydale的合作，Haydale是功能化石墨烯增强纳米材料的领导者。



Viritech和Haydale专注于V型无内衬压力容器，正在寻求开发世界上最高效的气态氢车辆存储系统。该项目将需要为V型压力容器开发新的功能化材料和树脂，从而显着减轻重量并消除对内衬的需求，而内衬目前在复合压力容器中用作防渗透的屏障。Viritech和Haydale先进的石墨烯增强碳纤维材料将能够建造不透水的压力容器。此外，Viritech将进一步开发其Graph-ProTM结构压力容器，其中包括直接连接到车辆底盘的固定点，这意味着不需要单独的附件或框架。这大大简化了压力容器的安装且减轻了重量。

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