进入新世纪以来，全球燃油经济性标准和排放法规的日趋严格。欧盟2020年为汽车业节能减排制定的目标是，百公里油耗3.99L，CO2排放95g/km；同期，日本的目标为百公里油耗4.93L，CO2排放117g/km；美国2025年的目标为百公里油耗4.31L，CO2排放102g/km；中国2020年乘用车的目标为百公里油耗5.0L，CO2排放119g/km，其中节能型乘用车百公里油耗4.5L，CO2排放107g/km。由此可见，各国提出的节能减排要求非常之高，几乎比目前水平提高了50%。这不仅给传统内燃机革新和新能源汽车的推广提出了更高的要求，而且也向2020年之前材料轻量化的推进提出了重要挑战。材料轻量化的广泛应用，将直接对驱动能量的消耗和排放产生重大影响，不仅涉及常规燃料发动机汽车，而且对于新能源汽车更有减轻自重、降低能耗的特殊意义。为此，在2012年我国国务院颁发的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020)》中，把轻量化材料的研发定位于汽车节能的“关键核心技术”之一，并在《规划》中多次提及。
铝合金、镁合金、工程塑料、复合材料和高强度钢、超高强度钢等轻量化材料在汽车轻量化过程中都将被广泛采用。
金属材料轻量化的应用
早在上世纪80年代，轻量化材料在汽车应用研发方面就已经达到了相当的水平。80年代初的桑塔纳轿车变速器壳体和盖就是铝镁合金制品，90年代曾经进口的一大批美国通用汽车鲁米娜MPV车身就是工程塑料制成。即便是国内，当时也有俗称“玻璃钢”车身的小型车样车诞生。
进入新世纪以来，金属轻型材料开始系统化地应用在汽车制造之中。研发的效果和目标也更具体化。以一家德国品牌的国内合资企业为例，其镁合金材料已在车身上的广泛应用，仅以左表中16个项目，总减重就可达80kg。
在利用轻型金属材料减重方面，其它还有镁制汽车骨架材料、发动机支架、汽车用锁、仪表板骨架、排气组件，以及铝制散热器、座椅骨架和螺栓等等。
目前欧洲大型汽车制造商正在进行“超轻型汽车”工程，在稳定价格的基础上，减轻车重30%。欧洲超轻型制车体的设计中，高强度钢占比例超过80%。
2008年推出的第八代雅阁2.0L的车身结构中广泛采用了高强度钢板，使用比率达到了48%，其中高标号590的特种钢板使用达到42%，并主要用于乘员舱，车身整备质量是1505kg。步其后，2009年推出的睿翼2.0L车身材料采用高强度钢板和超高强度钢板，车身整体质量是1423kg。
碳纤维树脂化材料应用
除了轻型金属材料之外，工程塑料材料也在汽车上得到了大量的应用。在第78届日内瓦国际车展上初次登场的现代新型的HED-5“i-mode”概念车采用了质量更轻盈、设计更自由的聚碳酸酯车窗。其中包括前后风窗玻璃、4块可移动与2块固定的侧窗、2块后排小侧窗以及整体式车顶模块均由拜耳材料科技的聚碳酸酯制成。由于透明车窗元素的大量使用以及所占的可观面积，因此比普通玻璃轻约50%。
聚酰胺(PA)是用于现代汽车制造的多功能材料之一，主要用途是生产车载电子设备、空气和液体管路，以及轻质车身部件。与钢板或压铸铝合金材料相比，聚酰胺为汽车生产过程中减轻重量提供了巨大的机遇。用朗盛开发的杜力顿聚酰胺6制造天然气汽车油箱，其重量仅是钢材油箱的四分之一。这种热塑性塑料在低温下拥有超高强度，是用于这些高压部件内衬挤压吹塑成形工艺的理想材料。国内扬州油箱厂的产品也是用工程塑料制成。2011年，由戴姆勒公司和巴斯夫共同开发的Smart fortwo电动车在全球首次采用了适于大批量生产的全塑车轮。在目前的开发阶段，巴斯夫采用全新材料开发的车轮每只重量可减轻3kg。与传统聚酰胺复合材料不同，这种新型塑料采用长纤维增强来提高其机械性能，因此拥有出色的热稳定性、化学稳定性、动态强度和韧性以及良好的连续工作性能。
应用在F1赛车车身上的碳纤维增强树脂(CFRP)广泛应用的研发正在开展之中。碳纤维的比重仅为钢铁的1/4、比铝材轻40%、强度系数是钢铁的10倍、弹性系数是钢铁的7倍，具有质轻、高强的特性，同时，其碰撞吸能性能为钢制品的2.5倍，是一种高性能的轻型非金属材料。由于这种材料加工工艺要求极高、成本昂贵，因此目前只能在一些小众“利基”车型上应用。但有一种碳纤维增强热可塑性RTM树脂传递成型工艺，在加工方面可以实现较大幅度地降低成本，且具有抗电磁干扰性能，被认为是一种较有前途的轻量化材料。
目前这类材料的应用已经出现了批量规模的趋势。2011年末，通用汽车与日本帝人就联合开发碳纤维汽车零部件达成协议，并计划于2015年实现大批量生产；宝马公司将于今年销售的i3电动车车身就是用碳纤维材料制造的。生产规模定位于1万辆。为此，宝马公司与2012年初宣布收购碳纤维供应商SGL Carbon SE 15.7%的股份。在此之前，德国大众也已收购该公司8.18%的股权。CFRP材料在电动车上应用的重要性可见一斑，故被称之为战略性的业务。
除此之外，应用较为广泛的还有一种被称之为超级工程塑料的新型树脂化材料，目前具体应用案例有丰田Vitz电动版车型中的挡泥板、发动机盖、车顶、行李箱盖、底盘护板和保险杠等多处部位。这些新型树脂化材料经过不同的工艺处理，或添加玻璃纤维等之后，还可应用在车身前端模块、燃油加注管、全景天窗、发泡暖风空调管道、货架顶板、冷却液管部件等等。所有这些产品还可借助于金属树脂一体化成型技术，以及快速成型工艺，使其应用范围更广泛、产品技术更成熟。
轻量化材料应用对节能减排的重要意义
如果以上轻型金属材料和塑化汽车零部件得以充分的广泛应用，那么就能够较相应车型的重量减少30%，随之所需的驱动能量几乎可以减半。其节能减排的重要性不言而喻，“关键核心技术”之称也就名副其实。研究表明，虽然与轻型金属材料相比，目前CFRP成本较高，但随着工艺改革、规模放大，实用性的可能性也会提高。同时，发展汽车轻量化材料产业，相比其它节能减排技术技术途径投资更低，而且对新能源汽车的节能减排能起到积极的支持作用。因此轻量化材料在汽车上的应用，至少将是2020年之前的重要发展趋势。
进入21世纪，涉及材料轻量化的本土企业和外资相关重量级企业陆续建立。2003年德国供应商驶多飞在上海成立独资公司，2006年镁合金板材制造的仪表板横梁骨架实现量产；2010年南京宝奇镁业科技有限公司成立；同年德国朗盛在无锡兴建生产塑料复合物的第三条生产线；2012年驶多飞(怀化)轻金属制造有限公司及其它量产生产基地成立；2011年法国供应商Plastic Omnium与北汽控股组建合资企业；同年，比利时苏威集团计划在常熟成立一家工厂，专门生产汽车塑料件；也是在2011年，长安汽车成为国内第一家用聚丙烯生产汽车塑料前端模块的企业；与此同时，长春吉林新东泰公司与日本住友化学公司组建了工厂，成为聚丙烯原料供应商；2011年，拜耳(中国)有限公司上海聚合物科研开发中心三期扩建项目奠基，美国瓦克公司与道康宁联合投资扩建张家港的气相二氧化硅工厂，杜邦公司在上海现有的杜邦研发中心内建成一座汽车开发中心。
2012年中国敏实集团与日本东海兴业塑料和橡胶制造商组建合资公司。同期，欧洲亨斯迈集团宣布将在上海建造热塑性聚氨酯工厂、朗盛全球最大的三元乙丙橡胶工厂在常州破土动工。
实际上，在国内生产工程塑料的汽车零部件企业不知其数，有了这些企业的积极参与和支持，可以相信，汽车材料轻量化的应用将大大提速，这将是实现节能减排目标的一个不可或缺的积极因素。
