乘用车油耗限值。燃油经济性一直是消费者购车时关注的焦点，油耗问题也长期位居J.D.Power客户关注度前列。为了可持续发展，各国都制定了汽车燃油消耗标准，也同样发布了乘用车燃料消耗量的限制政策，目标是2015年和2020年乘用车平均燃料消耗量分别降至6.9升/百公里和5.0升/百公里。

 

　　理想是丰满的，现实是骨感的。工信部日前公布的《公示2014年度乘用车企业平均燃料消耗量情况》数据显示，91家车企中有26家没有达到2014年油耗目标值，且企业平均油耗高达7.22升/百公里，和2020年目标值5升/百公里相距甚远。但是传统发动机的油耗改进措施较为有限，而且多种措施叠加的节油边际收益会越来越小，增加的零件成本也会越来越高。因此传统的措施很难满足平均油耗从7.22升/百公里降到5升/百公里的要求，必须寻求其它措施。根据测算，一般车重每减少10%，油耗可以降低约6%-8%。从技术可行性上看，轻量化是传统内燃机汽车降低油耗并满足第四阶段油耗限值的必然选择。

 

　　排放限制。近年来，随着雾霾天的日益频发，公众对于空气质量日益关注，也制定了更加严厉的汽车排放法规。目前，国内已有北京、上海、珠三角等地实施轻型汽油车国五排放标准，范围内也将于2018年起全面实施。

 

　　除了尾气排放，温室效应也促使更多人关注碳排放。欧盟已推出环保法规，要求2015年后生产的新车平均碳排放量不高于130克/千米，未达标的每辆车罚款95欧元，2020年要求更降低至95克/千米。而欧洲环境署的新数据显示，2014年新车CO2平均排放量为123.4克/千米，与2020年目标值差距较大。常规手段较难满足2020年碳排放目标，因此必须寻求多种技术措施。

 

　　根据日前电动车网从合肥新能源汽车产业政策实施促进沙龙上获得的消息，国内将来可能引入碳排放交易制度，目前准备先在合肥和北京进行试点。如果新车碳排放超标，无论是罚款还是交易以取得碳排放权，对于车企来说都将是直接的经济损失。因此国内车企必须未雨绸缪，积极降低碳排放。根据测算，车重降低10%，废气排放可以降低5-6%，碳排放可以降低7-8%。因此，轻量化也是降低废气排放和碳排放的有效手段。

 

　　电动车续航。近年来国内新能源汽车行业蓬勃发展，电动车销量节节攀升。但电动车车主大都有里程焦虑症，而更多的消费者还在观望是否选择电动车，这些都是因为电动车的续航里程问题。目前一般内燃机车加满油的续航里程都在500公里以上，而主流电动车续航里程只有100-200公里左右，和内燃机汽车差距巨大，而且还会随着时间推移和电池老化而慢慢减少。

 

　　为了增加续航里程，汽车厂商纷纷增加电池容量。但增加电池的同时也增加了整车质量，使得续航里程的改善达不到预期效果。因此光增加电池很难解决续航里程问题，必须同时降低整车质量。除了高速工况下空气阻力占比较大外，一般行驶工况下电动车耗费的能量都和整车质量正相关。宝马i3采用了碳纤维复合材料制造车身，整体减重约250-350千克，以较小的22千瓦时电池容量，实现了160-180公里的续航里程。

 

　　纯电动车的整车成本结构中，电池约占30%~50%。在相同的续航里程下，采用轻量化技术的电动车可以减少电池数量，从而大幅度降低电池成本和整车成本。

 

　　内燃机汽车的燃油经济性和排放控制、电动车的续航里程是当今汽车工业面临的三大主要问题，而轻量化对这三大问题都有非常好的改善作用，也是为数不多的解决办法。由此看来，轻量化是未来汽车技术发展的必然方向。

 

　　碳纤维是汽车轻量化佳选择

 

　　汽车行业很早就开始探索轻量化技术，主要手段包括选用轻质材料、优化结构设计和选择先进制造工艺等。优化结构设计和先进制造工艺带来的减重效果相对较小，因此目前轻量化研究的主要方向是轻质材料，包括高强度钢、铝合金和碳纤维复合材料等。

 

　　整车零部件中重量大的是车身和底盘，约占总重的60%，轻量化潜力大。而对于车身底盘材料的选择，重要的性能指标是强度和模量。对比各种材料的比模量和比强度，我们就会发现碳纤维性能优势明显，远优于其它材料。

 

　　除了力学性能，我们还必须从成本、工艺等多种角度来选择材料，对比如下。

 

　　综合各种材料的优劣来看，碳纤维的轻量化潜力大，应用前景广。随着宝马i3等车型的大批量生产，碳纤维的成本和工艺已不再是不可逾越的障碍。我们有理由相信，碳纤维是汽车轻量化的未来。