北汽新能源杨宇威：轻量化提升新能源汽车性能

　　以下为整车级测试评价技术会场，北京汽车新能源汽车有限公司新技术部副部长杨宇威，发表题为《新能源汽车轻量化设计与评价》的演讲实录：

杨宇威：

在此由我来跟大家分享一下关于新能源汽车轻量化的设计与评价，这方面北汽新能源的一些思考和一些看法。

轻量化这个话题对于汽车界来说，现在已经不算一个很新的话题了，不管是从国家政策的层面，还是主机厂和供应商的层面，都知道轻量化的重要性。所以，大家在轻量化方面也做了很多的工作。但真正平心而论，在轻量化评价方面，我们有没有一个统一的标准？我们做哪些呢？这些方面是比较欠缺的。所以，这块我也是抛砖引玉，把我们的一些思路和想法跟各位专家分享，有不妥之处请专家指正。我主要是从五个方面介绍。

第一个，为什么轻量化。这对于大家应该说是一个比较熟悉的问题了。对汽车行业，节能减排是一个主旋律，而轻量化应该说是对节能减排的一个非常有效的措施，国外也做过相关的评价，轻量化对于节能减排的贡献度大概是排在第二和第三位。对于传统车，就是燃油汽车排放减少，如果每减重10%，能耗下降，这是比较定性和半定量的，对于电动汽车这方面的好处更多，电量的节省，经济性的增加。还有比较重要的一点是电池成本，轻量化以后，电池成本降低，而且续航里程会增加。

电动汽车是用电池的，重量比传统汽车增加很多，所以在业界有一个共识，电动汽车相比于同级别的传统车有一个增重的共识，增重5%就算领先水平，5%到10%是先进水平，10%到20%是一般水平，20%到30%是低水平，再后面就没有价值。我国的情况是乘用车普遍重15%到30%，商用车10%到15%。这就伴随着能耗和调控难度增加。对于新能源汽车，轻量化更加势在必行，更加紧迫。

说到这儿介绍一下轻量化的技术和他的重点趋势，行业内比较公认的：轻量化技术不仅仅是一个简单的替代。轻量化主要包含三个方面，轻量化的设计，轻量化的材料和轻量化的制造，也就是轻量化的工艺，只有把这三方面进行一个系统的结合，才能真正说做到了轻量化。车身的轻量化，不管是国内还是国际，研究的比较多，从汽车发展的角度，全钢车身是最多的，他的发展路径，不管是量产车型还是行业协会的表征，从全钢车身到应用很多的高强钢，再发展到钢铝混合，发展到多材料。这是从性能的角度考虑。然后再看就是碳纤维，应该说宝马SI8代表了一个新的思路，复合材料车身，这个很先进，但是经过不断的验证，他通过成本的考虑和产业化的考虑，也走了复合材料的车身，代表的就是宝马7系，而我们国内处于什么样的水平呢？基本上大家还是处在一个钢铝混合车身的研发阶段，所以平心而论，我们轻量化的水平和国外还是有一定的差距。

下面说一下北汽在轻量化方面做的一些工作，因为北汽集团到新能源都对轻量化非常重视，智能化、电动化、轻量化是北汽集团的三大核心技术路线之一。十三五期间，我们也制订了一个比较切合实际，也是相对来讲比较重要的一个轻量化的发展规划，包括目标，包括核心技术。现阶段主要有三方面，首先是传统车的改制，这方面我们小E平台，我们是在轻量化的运用，一些先进的材料，再加上一些三电的提升，做到了整体续航里程提高了，但是减重，减了90多公斤，这是传统平台改制。全新平台呢，就是多材料混合车身的技术路线，我们也是坚定不移的沿着这条技术路线走，按照这个多材料的方式进行。零部件从材料的运用，镁合金、铝合金，碳纤维复合材料等等。只有从设计的角度，把轻量化的概念融入，才不是一个简单的替代。

下一部分是我想重点说的。轻量化的评价。刚才提到了，这个可能现在是业界比较难统一，也是相对来讲大家还没有特别的引起重视的一块。这块也把我的一些不成熟的想法跟大家分享一下。

轻量化的评价总结为两大方面，一方面是水平的评价；还有一个是轻量化的效果。这是两个方面的分析。先说一下水平评价的指标。应该说，目前林林总总，很多。这个也对从事这个行业的同仁们造成了一些困扰，到底以哪个为基准，轻量化的系数还是整车密度，等等。应该说业界用的比较多的是轻量化系数，这个是针对车身，这是宝马首先提出来的。应该说，这个现在来讲是用的比较广的，有一定的优点，结合了车身尺寸和性能综合评价，业界也用的比较多，但是还是有一定的局限性。第一，他只针对白车身，如果是别的，比如整车，我想了解底盘做的怎么样，就没有办法，还有一个，这是宝马自己提出来的，后来发展为近似行业的标准，大家对他的定义不一样，大家的基准不一样，大家的可对比性就比较小。我们国内也做了一些工作，14年9月份的时候，中国汽车学会轻量化联盟制订了这样一个规范，但是仅仅也是只针对了承载式车身，非承载式车身，越野车计算起来就是不一样的，我们没有一个统一的规定。所以，综上所述，整体业界应该说缺乏一个对轻量化水平评价的完整系统的基础，这个也是我们现在需要通过对测试大量数据积累达成指导业界的统一标准，这不光是我们主机厂要做的，也是呼吁业界一块来做的事情。

再下面说一下对性能的评价，轻量化对于整车的性能有什么影响。大家都知道，轻了以后，动力会好，加速会高，但是大部分属于一个定性的状态。我记得11年的时候，大众速腾做过一个测试，这个方式呢相对来讲不是非常的准确，业界也没把他当做个标准。这是我们公司按照模拟仿真的方式，做了一般这样的曲线，大致得到一个结论，就是没减重10%，对新能源汽车来讲，百公里加速提升6%左右，这个后面会通过大量的数据验证证实和修正我们的观点。对制动的影响，他对制动有好处，但是我下个结论，实际上整车质量和制动性能关系不是很大，也是速腾这个车，他做了一下，是满载和空载的情况下，基本制动的距离是一样的，这个主要原因在于我在制动的过程中首先是动能转化为热能，摩擦产生的热能，通过摩擦使他停下，在第一阶段的时候，与他相关的只有制动系统这块的质量，而在第二阶段克服摩擦这块是和质量没关系的，所以要提升制动性，我们更多要关注制动系统，就是刹车盘、轮毂、轮胎系统的轻量，整车的轻量化贡献不大。

再就是跟能耗的对比分析，节能减排。这个分了两个部分，一个是簧上，一个是簧下，大致做了两个推论，比如匀速行驶，平地，我们做过一个相关的测试，百公里能耗下降2.7%。真正实际情况下肯定比这个下降的更为显著，因为这里面由于计算的复杂，我们是把二次减重带来的优势忽略了。我减重了以后，我的爬坡性能，加速时候的能耗效率的提升，这方面算进来。所以肯定会更加显著。簧下这块，是因为业界提到了簧下质量对贡献度更大，业界有一个公认的定性的说法，簧下制动效果是簧上的五倍左右。这是我们对传统车做的一个测试。我们用轻量化的轮毂代替传统的轮毂，使整车能耗下降2.94%。

针对这样的情况，北汽新能源有大致的发展思路，对于轻量化的整车性能的影响，两条腿走路，一个是仿真分析，通过仿真，通过变换参数，主要是质量参数，来得到一些动力性、经济性等相关性能的数据，在此基础上进行相关的测试，实车测试，零部件的开发的代替，最终达到结论，数据的积累。

总体来说，轻量化的技术现在不是简单意义上的替代，而是走向了一个综合性发展的方向，就是向整车的集成设计，全系统的集成进行发展，而对于轻量化的评价，由于轻量化是性能的影响各不相同，所以如果要掌握对各种性能的影响，来指导我们的设计，轻量化的评价，轻量化的测试是必不可少的，必须具备的一项工具。所以，他具有非常重要的指导意义，还有一点，我们要正视现实，轻量化的评价，不管是业界，还是我们新能源方面，相对来讲研究尚浅，这也是我们以后研究的方向，通过他们得到一个整体的方法论，指导我们的设计。

大致就跟大家分享这些，谢谢大家。