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汽車輕量化是近幾年行業(yè)內(nèi)一直熱議的話題，各大廠商在推出換代產(chǎn)品時(shí)，經(jīng)常會(huì)宣稱相對(duì)上一代產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了整車質(zhì)量減重XX公斤。這對(duì)消費(fèi)者的傳統(tǒng)觀念是一種挑戰(zhàn)，他們會(huì)認(rèn)為這是廠家在偷工減料，車變輕了開起來會(huì)發(fā)“飄”。其實(shí)這是個(gè)誤區(qū)，發(fā)“飄”這種駕駛感官實(shí)際主要與底盤和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的調(diào)教，以及空氣動(dòng)力學(xué)等因素有關(guān)，與車重并不是直接劃等號(hào)的關(guān)系。可有人聽過F1的車手們抱怨300多公斤重的F1賽車在300km/h的時(shí)速下發(fā)飄？

首先我們得說說什么是汽車輕量化。汽車輕量化的概念就是在保證汽車車體的強(qiáng)度、剛度、模態(tài)以及碰撞性能的前提下，盡可能地降低汽車的整備質(zhì)量，從而提高汽車的動(dòng)力性和安全性，減少燃料消耗，降低排氣污染。

汽車輕量化的這個(gè)釋義我們很好理解，同等動(dòng)力配置下的汽車，汽車整備質(zhì)量越輕，動(dòng)力性和操控性肯定越好，制動(dòng)距離也越短。油耗越低，排放污染也就越少。但是到底對(duì)油耗和排放有多大的影響呢？我們來看看幾組官方的數(shù)據(jù)。世界鋁業(yè)協(xié)會(huì)的報(bào)告指出, 汽車整車重量降低10%，燃油效率可提高6%—8%；某汽車廠商的研究成果認(rèn)為，汽車整備質(zhì)量每減少100kg，每百公里二氧化碳排放可減少8~11g，百公里油耗可降低0.3—0.5L。盡管說法不太一致，但是都表明了輕量化對(duì)節(jié)省燃油都有直接影響。

這組看似很漂亮的數(shù)據(jù)，對(duì)于大多數(shù)企業(yè)來說，實(shí)現(xiàn)起來并不是那么容易。目前實(shí)現(xiàn)汽車輕量化所依賴的材料（鋁合金、碳纖維、玻璃纖維等）由于供應(yīng)鏈稀缺，以及復(fù)雜的制造工藝的原因，設(shè)計(jì)一臺(tái)高性能的輕量化車身（車身減重比例可達(dá)40%）相比傳統(tǒng)鋼制車身，成本反而更高。所以目前輕量化也僅僅只是一些國(guó)際一線廠家在豪車上的“炫技”。那么對(duì)于一款成本控制相對(duì)較高的中大型車來說，如何在保證汽車的車體強(qiáng)度、剛度、模態(tài)以及安全性能的前提下，還能實(shí)現(xiàn)輕量化呢？

最近即將上市的一款新車引起了飛靈君的關(guān)注，上汽通用汽車全新一代君越，比上一代君越整車減重200公斤。對(duì)于一款中大型車，輕量化能做出如此好的成績(jī)，飛靈君表示是比較驚訝的。飛靈君就用新君越的這個(gè)案例來說說一款中大型車的車身輕量化該怎么設(shè)計(jì)。

對(duì)于一款軸距超過2900mm的中大型轎車來說，普通鋼制白車身（未涂裝之前的車身，不包含四門兩蓋）的重量大約在380公斤左右。而軸距為2837mm的上一代君越的白車身重量為400公斤，新一代君越的白車身減重約90公斤，輕量化比重高達(dá)22.5%。如此高比例的減重，車身性能是否能得到保證呢？飛靈君從通用內(nèi)部拿到的數(shù)據(jù)顯示，新一代君越的車身扭轉(zhuǎn)剛度高達(dá)23100Nm/Degree。這是一個(gè)什么概念呢？在目前大多數(shù)企業(yè)的車身設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，轎車的彎曲和扭矩剛度的設(shè)計(jì)目標(biāo)一般在16000 Nm/Degree到18000Nm/Degree左右，新一代君越的這組實(shí)驗(yàn)值遠(yuǎn)超多數(shù)車型的設(shè)計(jì)目標(biāo)。而彎曲和扭轉(zhuǎn)的剛度是衡量汽車在過顛簸路面時(shí)，汽車車身抵抗前后彎曲和左右扭轉(zhuǎn)變形的能力，換句話說就是衡量車身對(duì)于底盤和動(dòng)力提供剛性支撐的能力。彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度的提升帶來的直接影響就是提升了汽車的行駛品質(zhì)，降低了因?yàn)檐圀w扭動(dòng)而產(chǎn)生的晃動(dòng)和異響的可能性。同時(shí)剛度的提升，也會(huì)伴隨整車的彎扭模態(tài)提升，可以更好的抑制噪音以及其他振動(dòng)源對(duì)于車身的共振作用。  

在目前車身設(shè)計(jì)中高度智能化、仿真精度高的三維設(shè)計(jì)軟件的輔助下，車身設(shè)計(jì)目前實(shí)現(xiàn)輕量化的最主要的兩種方法：一種是用密度相近，但是強(qiáng)度更高的鋼材去替換低強(qiáng)度的厚鋼板；一種是用密度更小，強(qiáng)度更高的復(fù)合材料去替換低強(qiáng)度的厚鋼板。

全新一代君越車身高強(qiáng)度材料的使用比例高達(dá)75%，超高強(qiáng)度鋼比例達(dá)到41%。高強(qiáng)度鋼的實(shí)用，可以讓君越的車身在設(shè)計(jì)時(shí)采用更小的結(jié)構(gòu)尺寸的零部件去實(shí)現(xiàn)更高的車身性能，同時(shí)重量更輕。以A柱為例，得益于強(qiáng)度達(dá)到1500MPa的PHS熱成型超高強(qiáng)度鋼材的應(yīng)用，在安全性提升的前提下，全新一代君越的A柱法向橫截面積縮小27.5%，這讓駕駛員的A柱障礙角變的更小，減重之余還提升了駕駛員視野。除此之外，如引擎蓋、防撞梁等部位均采用了鋁合金材料（鋁合金材料的使用可以使被使用部位減重40%左右），大幅降低整車重量。這就不難理解為什么新一代君越能實(shí)現(xiàn)如此高比例的減重了。

為了提升車身結(jié)構(gòu)核心區(qū)域的強(qiáng)度，新一代君越對(duì)這些區(qū)域的材料使用進(jìn)行了針對(duì)性的選用和設(shè)計(jì)。在A柱、B柱、門檻梁、車頂以及地板橫梁等影響正碰、偏置碰、側(cè)碰等碰撞安全以及車身強(qiáng)度性能的核心區(qū)域，屈服強(qiáng)度在900-1500MPa（常規(guī)高強(qiáng)度鋼的屈服在340~780MPa之間）的超高強(qiáng)度鋼和熱成型鋼被大量使用，極大提高了整個(gè)車身的剛度和強(qiáng)度；前后車門內(nèi)，則采用了最高規(guī)格的PHS熱成型鋼作為防撞梁，來提升側(cè)碰的安全性。

全新一代君越以安全作為車身架構(gòu)的核心目標(biāo)，構(gòu)建起牢固的車身籠架，并有針對(duì)性的設(shè)計(jì)了吸能區(qū)域和碰撞傳遞路徑，最為重要的正面三條力傳遞路徑分布于車底，分別位于前壁板至B柱、中央通道至后排以及中央通道兩側(cè)的小縱梁之上，能夠有效的將正面碰撞的力量進(jìn)行傳遞和緩解。針對(duì)側(cè)碰或后碰的力量，也分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)的防護(hù)與緩沖結(jié)構(gòu)，在車輛受到撞擊后能將沖擊力逐層分解吸收，保證乘員的安全性。

在能源消耗過快和環(huán)保形勢(shì)日趨嚴(yán)峻的今天，輕量化設(shè)計(jì)是汽車設(shè)計(jì)發(fā)展不可避免的趨勢(shì)，所帶來的效果也是非常直觀而有效。新一代君越僅白車身就減重90公斤，所帶來的直接效益就是油耗每百公里降低了接近0.4L。整車200公斤的輕量化減重則有1L油耗降低的效益。隨著車身重量的降低，全新一代君越的動(dòng)力表現(xiàn)和操控樂趣同步提升，再結(jié)合優(yōu)化后的動(dòng)力系統(tǒng)，讓這款中大型車百公里綜合油耗低至6.2L，相比上一代百公里油耗降低了2L。雙管齊下，新君越在能耗節(jié)省方面的效果可謂立竿見影。

綜述：新一代君越的車身在大比例減重的同時(shí)，還能通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以及大比例高強(qiáng)度鋼的使用，提升車身各方面的性能以及安全性。同時(shí)降低了油耗，提升了車輛的操控和動(dòng)力性能。相比于帕薩特也實(shí)現(xiàn)了車身減重85公斤的輕量化成績(jī)，新一代君越與之相比，有過之而無(wú)不及。