輕量化技術是橫跨汽車變革發展的一項基礎性技術。輕量化是指在保證安全的前提下減輕汽車自身重量，達到節能環保的目的。在新能源時代，車身及電池的輕量化，能夠有效提升新能源汽車續航里程及能量利用率。
對于新能源汽車而言，僅動力電池的重量就達到了數百公斤，只有輕量化才能減輕昂貴的電池重量，降低整車成本，從而接近市場需求。相關研究表明，新能源汽車每減少100Kg重量，續航里程可提升10%-11%。還可以減少20%的電池成本以及20%的日常損耗成本。
那么，新能源汽車可以通過哪些途徑實現輕量化？技術趨勢又在哪里？目前國內輕量化技術發展如何？新能源車企在輕量化技術上又有哪些應用及布局？
一、車身輕量化的技術及趨勢
車身輕量化技術不僅適用于傳統車，也適用于新能源汽車。總的來說，實現車身輕量化主要有三種途徑：結構、材料和工藝。輕量化車身結構的優化設計是前提，高強度輕質材料的應用是手段，先進輕量化成形和連接技術是保障，三者之間相互聯系、相互影響。
首先，結構輕量化是最容易實施也是花費成本最低的一種設計手段。不僅是車身，底盤動力等零件的設計都可以大量運用結構輕量化設計。而綜合考慮整車性能進行的多目標優化，是目前結構輕量化研究的一大熱點所在。如：模塊化集成設計、結構拓撲優化。
其次，輕量化材料的應用是汽車輕量化最基礎也是最核心的手段。從技術路徑看，碳纖維復合材料、鋁鎂合金、先進高強鋼是目前車企探索的三大方向，這三種材料替代當前的主流材料低碳鋼，可分別減重60%、40%、25%。
其中，碳纖維復合材料由于密度低、強度高、耐腐蝕、耐高溫等優秀特性，是認為是未來汽車材料的主要發展方向。但是目前國內車用碳纖維復合材料剛剛起步，還處于技術探索和積累階段，原材料成本高及加工效率低，依然阻礙著碳纖維復合材料的推廣應用。
同時，先進輕量化成形和連接技術是車身輕量化的保障。總的來說，先進的工藝主要包括成型工藝和連接工藝。而先進的成型技術也保證了整車結構的安全性。目前先進的成型工藝包括高強度鋼熱成型、內高壓成形、激光拼焊和液壓成型等。而先進的連接工藝包括鉚接、粘結、焊接等。
二、核心零部件輕量化技術及趨勢
汽車車身可以輕量化，動力電池系統同樣也可以實現輕量化。一般來說有三種方法，一是增加動力電池正極活性物質來提升動力電池能量密度，從而減輕電池重量；二是減少電池組配件重量；三是電池箱體以及結構件選用當下先進輕質材料。
其中，通過增加動力電池正極活性物質來減輕電池重量的方法，對當中相關材料的開發一直以來都在進行之中。但是遇到的問題也比較多，如安全性的下降和局部過熱等問題。
削減對發電無貢獻的電池組配件重量也可以有效減輕動力電池的重量，例如減少黏結劑、導電輔助材料等。不過這種方法并非所有電池組都適用，對現階段大部分動力電池而言，在出廠時已經盡可能輕裝上陣，其所能夠削減的部位則少之又少。
在運用新材料方面，目前大部分電池包的箱體采用的材料是高強度的鋼、輕金屬等。在滿足同等強度要求下，使用SMC和AMM等復合材料，其密度要比金屬輕，可以有效減輕箱體重量。
其次，結構件比如支架、框架、端板等也可以通過材料改進來減輕重量。當前結構件采用比較多的還是PC/ABS這樣的材料，而采用密度更低的PPO等材料，也能實現輕量化。
另外，在導熱墊片這樣的小零部件上，替換成導熱膠也可以實現一些重量的減輕，同時導熱性能得到加強，將電芯的熱失控概率降低，整個電池系統的安全性得到加強。
在電機電控方面，目前國內部分電機廠商正在不斷探索電機電控系統的集成化、小型化技術，最終實現輕量化。
其中，集成方面包括DCDC的集成、雙電機控制器的集成以及其他附件的集成等。而小型化主要可以通過電容與母排的集成，使用下一代寬禁帶半導體器件，入SIC等方法來縮減控制器的尺寸。
三、國內汽車輕量化發展現狀
目前，國內整車企業在電動汽車結構開發上仍沿用傳統汽車設計理念，在輕量化材料和新技術的應用方面也明顯落后于國外企業。
我國材料品種、數量、性能與國外還有很大差距。特別是合資品牌有自成體系的供應商鏈，國產材料企業進入非常困難，導致國內材料企業明顯滯后于汽車產業發展。而國內汽車企業和材料企業也融合得不夠。
此外，由于技術限制，國內企業在材料和加工成本控制難度大，導致整車成本上升，制約了汽車輕量化的發展。
同時，我國還沒有完整的汽車輕量化零部件技術和產品標準，包括技術方面的測試標準，還存在缺失。
四、國內新能源車企輕量化布局及應用情況
1、上汽集團
在新能源汽車輕量化領域，上汽集團在榮威E50純電動轎車車身上廣泛運用超高強度鋼結構，尾門采用SMC復合輕量材料；充電口及小門、PEB橫梁等零件也采用新興合成材料替代。
2、北汽新能源
2016年11月，北汽新能源攜手德國未來交通公司在德國柏林正式簽署“中德汽車輕量化技術工程中心有限公司”合資合同，雙方將共同開發全新的輕量化多材料整車，實現全新的輕量化設計和材料應用技術。
3、長安汽車
長安汽車牽頭承擔的《輕量化純電動轎車集成開發技術》項目，被列入2016年首批國家重點研發計劃“新能源汽車”試點專項，執行周期至2020年。長安汽車將與12家團隊共同研發，將開發一款碳纖維車身純電動轎車，實現車身與底盤共計減重≥30%、最高車速≥150km/h等目標。
4、奇瑞新能源
2016年2月，奇瑞在蕪湖市高新技術開發區投建新能源汽車輕量化生產線，項目總投資15.6億元。新生產線將主要生產鋁車身骨架純電動乘用車，年產能可達6萬輛。規劃投產包括小螞蟻電動車在內的3款新電動車產品。
5、江淮汽車
江淮汽車在新能源汽車輕量化集成設計、輕量化材料和工藝應用、開發體系建設等方面也取得了一定的進展，開發出專用的鋼制輕量化平臺和鋼鋁混合輕量化平臺，并已運用到公司iEV系列車型上。
6、吉利
吉利輕量化團隊自2013年開始組建，隨著新能源汽車的戰略確定，吉利也將輕量化技術成果運營到新能源汽車上。目前，吉利新能源汽車的前艙主體主要采用鋼鋁混合+塑料件車身，局部匹配三電開發。
7、車和家
2016年8月，車和家具備鋼、鋁混合車身制造能力的新能源汽車生產基地在江蘇常州武進奠基，整體投資達50億元人民幣，投產后年產能將達30萬輛。
對于新能源汽車而言，僅動力電池的重量就達到了數百公斤，只有輕量化才能減輕昂貴的電池重量，降低整車成本，從而接近市場需求。相關研究表明，新能源汽車每減少100Kg重量，續航里程可提升10%-11%。還可以減少20%的電池成本以及20%的日常損耗成本。
那么，新能源汽車可以通過哪些途徑實現輕量化？技術趨勢又在哪里？目前國內輕量化技術發展如何？新能源車企在輕量化技術上又有哪些應用及布局？
一、車身輕量化的技術及趨勢
車身輕量化技術不僅適用于傳統車，也適用于新能源汽車。總的來說，實現車身輕量化主要有三種途徑：結構、材料和工藝。輕量化車身結構的優化設計是前提，高強度輕質材料的應用是手段，先進輕量化成形和連接技術是保障，三者之間相互聯系、相互影響。
首先，結構輕量化是最容易實施也是花費成本最低的一種設計手段。不僅是車身，底盤動力等零件的設計都可以大量運用結構輕量化設計。而綜合考慮整車性能進行的多目標優化，是目前結構輕量化研究的一大熱點所在。如：模塊化集成設計、結構拓撲優化。
其次，輕量化材料的應用是汽車輕量化最基礎也是最核心的手段。從技術路徑看，碳纖維復合材料、鋁鎂合金、先進高強鋼是目前車企探索的三大方向，這三種材料替代當前的主流材料低碳鋼，可分別減重60%、40%、25%。
其中，碳纖維復合材料由于密度低、強度高、耐腐蝕、耐高溫等優秀特性，是認為是未來汽車材料的主要發展方向。但是目前國內車用碳纖維復合材料剛剛起步，還處于技術探索和積累階段，原材料成本高及加工效率低，依然阻礙著碳纖維復合材料的推廣應用。
同時，先進輕量化成形和連接技術是車身輕量化的保障。總的來說，先進的工藝主要包括成型工藝和連接工藝。而先進的成型技術也保證了整車結構的安全性。目前先進的成型工藝包括高強度鋼熱成型、內高壓成形、激光拼焊和液壓成型等。而先進的連接工藝包括鉚接、粘結、焊接等。
二、核心零部件輕量化技術及趨勢
汽車車身可以輕量化，動力電池系統同樣也可以實現輕量化。一般來說有三種方法，一是增加動力電池正極活性物質來提升動力電池能量密度，從而減輕電池重量；二是減少電池組配件重量；三是電池箱體以及結構件選用當下先進輕質材料。
其中，通過增加動力電池正極活性物質來減輕電池重量的方法，對當中相關材料的開發一直以來都在進行之中。但是遇到的問題也比較多，如安全性的下降和局部過熱等問題。
削減對發電無貢獻的電池組配件重量也可以有效減輕動力電池的重量，例如減少黏結劑、導電輔助材料等。不過這種方法并非所有電池組都適用，對現階段大部分動力電池而言，在出廠時已經盡可能輕裝上陣，其所能夠削減的部位則少之又少。
在運用新材料方面，目前大部分電池包的箱體采用的材料是高強度的鋼、輕金屬等。在滿足同等強度要求下，使用SMC和AMM等復合材料，其密度要比金屬輕，可以有效減輕箱體重量。
其次，結構件比如支架、框架、端板等也可以通過材料改進來減輕重量。當前結構件采用比較多的還是PC/ABS這樣的材料，而采用密度更低的PPO等材料，也能實現輕量化。
另外，在導熱墊片這樣的小零部件上，替換成導熱膠也可以實現一些重量的減輕，同時導熱性能得到加強，將電芯的熱失控概率降低，整個電池系統的安全性得到加強。
在電機電控方面，目前國內部分電機廠商正在不斷探索電機電控系統的集成化、小型化技術，最終實現輕量化。
其中，集成方面包括DCDC的集成、雙電機控制器的集成以及其他附件的集成等。而小型化主要可以通過電容與母排的集成，使用下一代寬禁帶半導體器件，入SIC等方法來縮減控制器的尺寸。
三、國內汽車輕量化發展現狀
目前，國內整車企業在電動汽車結構開發上仍沿用傳統汽車設計理念，在輕量化材料和新技術的應用方面也明顯落后于國外企業。
我國材料品種、數量、性能與國外還有很大差距。特別是合資品牌有自成體系的供應商鏈，國產材料企業進入非常困難，導致國內材料企業明顯滯后于汽車產業發展。而國內汽車企業和材料企業也融合得不夠。
此外，由于技術限制，國內企業在材料和加工成本控制難度大，導致整車成本上升，制約了汽車輕量化的發展。
同時，我國還沒有完整的汽車輕量化零部件技術和產品標準，包括技術方面的測試標準，還存在缺失。
四、國內新能源車企輕量化布局及應用情況
1、上汽集團
在新能源汽車輕量化領域，上汽集團在榮威E50純電動轎車車身上廣泛運用超高強度鋼結構，尾門采用SMC復合輕量材料；充電口及小門、PEB橫梁等零件也采用新興合成材料替代。
2、北汽新能源
2016年11月，北汽新能源攜手德國未來交通公司在德國柏林正式簽署“中德汽車輕量化技術工程中心有限公司”合資合同，雙方將共同開發全新的輕量化多材料整車，實現全新的輕量化設計和材料應用技術。
3、長安汽車
長安汽車牽頭承擔的《輕量化純電動轎車集成開發技術》項目，被列入2016年首批國家重點研發計劃“新能源汽車”試點專項，執行周期至2020年。長安汽車將與12家團隊共同研發，將開發一款碳纖維車身純電動轎車，實現車身與底盤共計減重≥30%、最高車速≥150km/h等目標。
4、奇瑞新能源
2016年2月，奇瑞在蕪湖市高新技術開發區投建新能源汽車輕量化生產線，項目總投資15.6億元。新生產線將主要生產鋁車身骨架純電動乘用車，年產能可達6萬輛。規劃投產包括小螞蟻電動車在內的3款新電動車產品。
5、江淮汽車
江淮汽車在新能源汽車輕量化集成設計、輕量化材料和工藝應用、開發體系建設等方面也取得了一定的進展，開發出專用的鋼制輕量化平臺和鋼鋁混合輕量化平臺，并已運用到公司iEV系列車型上。
6、吉利
吉利輕量化團隊自2013年開始組建，隨著新能源汽車的戰略確定，吉利也將輕量化技術成果運營到新能源汽車上。目前，吉利新能源汽車的前艙主體主要采用鋼鋁混合+塑料件車身，局部匹配三電開發。
7、車和家
2016年8月，車和家具備鋼、鋁混合車身制造能力的新能源汽車生產基地在江蘇常州武進奠基，整體投資達50億元人民幣，投產后年產能將達30萬輛。
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