20 世纪 70 年代的石油危机推动了国外汽车轻量化技术的发展。经过 40 多年的发展，形成了从车身结构优化、新材料的开发、先进制造工艺到材料回收再利用等技术。汽车轻量化主要有以下三种方法：（1）结构优化设计；（2）轻量化新材料；（3）轻量化成形制造工艺。其中又以新材料和新工艺的效果为显著，因此本报告只阐述汽车轻量化材料。目前在汽车中应用较多轻量化材料包括铝合金，镁合金，碳纤维和先进高强度钢。其中碳纤维复合材料减重效果佳，高可减重 70%。无论在传统燃油汽车或者节能与新能源汽车领域，都有足够的驱动力为汽车“减肥”。如果说 20 世纪以前高端车型大量采用轻量化材料是基于提高汽车安全、操控和动力性能的需求，那么如今越来越严厉的燃油限定政策，将会成为汽车轻量化的又一强力推手。 　　1）降油耗：车重每减少 100kg，燃油车百公里油耗可减少 0.3-0.6L
　　汽车整备质量的大小对于汽车的油耗起着重要作用，汽车的质量会影响汽车的滚动阻力、坡度阻力和加速阻力，这些阻力都会影响油耗。对于传统燃油汽车来说，约 75%的油耗与整车质量有关，汽车整备质量每减少 100kg，每百公里可节约 0.3-0.6L 燃油。若汽车整车质量降低10%，燃油效率可提高 6%-8%；若滚动阻力减少 10%，燃油效率可提高 3%；若车桥、变速器等机构的传动效率提高 10%，燃油效率可提高 7%。 　　某越野车增重200KG油耗上升0.53L
　　2）电动化：车重每减少 100kg，电动车续航提升 6%-11%
　　纯电动汽车目前的续航能力不能满足大多数人的需求，动力电池的能量密度仍然远小于汽油。为缓解续航里程焦虑，提高用户体验，可采取的措施有：增加电池组、提高电池容量和使用轻量化材料。
　　对于新能源汽车，整车质量每减少 100kg，续航里程可提高 6%-11%，日常损耗成本减少 20%。
　　某纯电动汽车减重150KG，续航里程增加12% 　　我国新能源汽车已从 2012 年的 2.8 万辆增加至 2017 年 77.7 万辆，复合增长率高达 112%。2020 年将达到 200 万辆。由于新能源汽车对轻量化的需求更加迫切，所以新能源汽车市场快速增长将会快速拉动汽车轻量化行业。
　　3）高端化：国内乘用车高端化趋势明显，可减轻轻量化带来的价格焦虑
　　对于高性能和安全性的追求使得高端车型在汽车轻量化方面不惜代价，比如豪华品牌捷豹已实现全铝车身。因轻量化材料价格普遍高于普通钢材，在中高端车型中应用尤为普遍。自主品牌迈入中高端市场有望促使采取更加激进的轻量化策略。汽车整备质量每减少 100kg，0-100 km/h加速性能提升 8%-10%；制动距离缩短 2-7m；采用高强度材料，在减轻车身重量的同时，还可提高车身强度，提升车辆的安全性，降低车辆重心，提升车辆稳定性和操控性。高端车型车在拉动汽车销量中扮演着越来越重要的角色。对 2009 年至 2016 年国内不同价位区间的乘用车销量进行了分析，2009 年售价 25 万以下的车型增长速度快，10 万以下、10–15 万、15–25 万的增长率分别高达 71%、67%和 51%，远高于 25 万以上车型的增长率。2009 全年的汽车销量增速为 45.5%，此后呈现出波浪式的下滑，但 25 万以上车型销量的增速下滑较慢，到 2015 年以后，销量增速与销售价格的呈反相关趋势明显，2017 年，乘用车销量达到 2472 万辆，同比增长 1.7%。同期豪华品牌 230 万辆，增速 13.7%。2017 年自主品牌中高端系列市场火爆，如广汽传祺 GS8 年销量达到 10.2 万辆，长城 WEY VV5 与 WEY VV7 两款车型 8 个月销量达 8.6 万辆，吉利领克上市不到一月销量突破 6000 辆。自主品牌成功迈入中高端乘用车领域，将成为我国汽车轻量化发展的利好因素。
　　4）高强度钢应用普及化，宝钢占据国内 50%市场空间
　　根据强度分类，屈服强度在 210-550 MPa 和抗拉强度在 270-700 MPa 的钢为高强度钢（HSS），而屈服强度大于 550 MPa 和抗拉强度大于 700 MPa 的钢为超高强钢（UHSS）。
　　如果根据冶金学特征进行分类，分为普通高强度钢（C-Mn 钢、高强度 IF 钢、BH 钢、IS 钢、HSLA 钢）和先进高强度钢（DP、CP、TRIP、M、HF）。围绕着汽车钢强度高、易成形的发展趋势，目前的汽车高强度钢板可分为代、第二代、第三代。其中第三代高强钢引起汽车及冶金企业的广泛关注，它弥补了代汽车钢强塑积较小和第二代汽车钢工艺复杂、生产成本高的不足，以强度高、吸能性强、塑性适中、冶金性能稳定、成本适中为主要特点。
　　目前国内高强度钢在车身上的使用量、高强度钢的强度级别、使用技术水平、镀层板的使用量，以及使用水平和车身设计水平等方面与国外还有较大差距。未来，普通钢材在汽车上的应用将逐渐减少，但高强度钢的使用量将迅速提高。通过对在售热销车型车身高强度钢的使用情况进行整理，目前高强度钢已经成为主流的车身制造材料。同时在车身的关键部位，强度 1500MPa 以上的超高强度钢得到了一定程度的应用。
　　第三代高强度钢性价比高，是未来发展趋势 　　钢铝混合车身也是未来的一种趋势。从新款的宝马 3 系、5 系、奔驰 S 级、奥迪 A8、特斯拉 Model 3 上来看，它们的车身都是由多种材质混合搭配组成，有代表性的是奥迪 A8，抛弃了坚持了二十余年的全铝车身，车身钢铁含量从上一代的 8%变到了 40%，17%的车身结构件使用热成形钢，车身结构中所使用的高强度钢材的比例已经大大增加，再加上少量的镁合金和碳纤维材料，使得铝合金的比重只占到整个车身结构的 58%。由于钢铁材料的进步，目前超高强度钢能够达到 1500MPa 以上的屈服强度，更有利于提升车辆被动安全性。由于高强钢相对于传统钢材具有减重作用，同时具备明显的价格优势，可同时满足轻量化、安全性、造价低等条件。所以说，从轻量化角度来说，它是综合考虑安全性、成本、减重效果之后，平衡出来的解决方案。
　　5）我国铝镁合金增长将高于，行业竞争力不断提升
　　目前我国铝消费结构中，建筑业是主要消费领域，而汽车与交通运输业正成为重要的增长点之一。铝合金是先采用的轻量化材料，目前已成为汽车制造中用量仅次于钢材和铸铁的材料，在汽车轻量化中占有重要地位。铝合金的密度只有钢铁的 1/3，具有轻质、可回收和易成形的特点。理论上铝制汽车可以比钢制汽车减轻重量达 30%-40%，其中铝质发动机可减重 30%，铝散热器比铜的轻 20%-40%，全铝车身比钢材减重 40%以上，汽车铝轮毂可减重 30%。
　　因此，铝合金材料是汽车轻量化理想的材料之一。大量使用铝合金的汽车，平均每辆汽车可降低质量 300kg （从 1400kg 降低到 1100kg）。铝材碰撞时可吸收大量能量，可在轻量化的同时提高汽车的安全性。虽然铝代钢的成本目前仍然略高，但是铝代钢仍可以通过减轻车重所减少的油耗来帮助消费者节约用车成本。在汽车轻量化材料中，铝合金材料综合性价比要高于钢、镁、塑料和复合材料，无论应用技术还是运行安全性及循环再生利用都具有比较优势，国内外全铝汽车的快速发展，就足以证明这一点。
　　北美轻型汽车单车用铝量连续增长55年 　　目前铝合金材料的应用主要集中在车身、底盘、发动机和车轮四个系统，涉及的零件包括：车身结构件、车身覆盖件、车门、底盘支架、发动机缸体缸盖、轮毂等。根据其结构和加工工艺不同可以分为铝铸件和铝板带材、型材以及铝锻件。铝合金如今已经不仅仅是零部件级别对钢铁材料的替代，市场上已经成功出现多款全铝车身的车型。目前实现全铝车身的车型为知名的有：奥迪 A8、捷豹 XFL、福特 F-150、特斯拉 Model S 等。
　　2015 年-2020 年间，北美轻型汽车上，铝合金的平均单车使用量将从 397磅提高至 466 磅，年增长 4.2%。在汽车底盘转向节、副车架、保险杠、车身覆盖件、减震塔（采用真空压铸）、其他车身真空压铸件以及其他车身结构件等零件上，铝合金用量将迅速提高。国内压铸件产量以每年 10%左右的增速稳定增长。
　　镁合金作为轻金属材料的新宠，是近年来研究的热点。镁合金的密度比铝合金还要轻 33%，比钢材轻 77%，是工业金属结构材料中轻的材料。采用镁合金可以在铝合金实现的轻量化基础上再进一步减轻 15%-20%。镁合金的比强度和比刚度远远高于铝和钢，而且镁合金的刚度随着厚度的增加而成比例增加。镁合金具有良好的阻尼减振性能，对于汽车振动的噪声能极大地降低并吸收冲击能量更强。同时镁合金还具有良好的散热性、抗电磁干扰性以及优异的铸造性能和加工性能，其回收再生利用性能也与铝合金不相上下。目前镁合金发展快的北美，在三大汽车公司的某些车型上已经实现了单车使用 20-40kg 镁合金的水平。而欧洲和日本也在加快镁合金在汽车零件上的应用。到目前为止汽车上已经实现了 60 多种零部件应用镁合金制造，成功应用镁合金零部件的车型有福特 Ranger、雪佛兰Corvette、Jeep 1993、保时捷 911 等。