轻量化材料对新能源汽车节能与减排的改善潜力

轻量化材料对新能源汽车节能与减排的改善潜力

为减少CO2排放量，设计者可以采取很多措施，如改善车辆材料，优化汽车传动系统，提高发动机效率，减小空气阻力（风阻系数）、滚动阻力和轻量化等方式。材料对汽车的整车性能有很大影响，如材料的最高工作温度、拉伸强度和摩擦系数等。材料的选取还会对其上游和下游材料结构产生影响。最常用的材料为传统的钢制材料，但目前如铝、镁、复合材料等作为轻量化材料越来越具有竞争力。

在传统的钢制内燃机上采用零排放轻量化材料后将会改变运输业的能源和材料的消耗状况。开发的轻型车系列使用自底向上的动态计算模型，包括车辆生产和应急情况处理以及车辆动力系统和材料运用情况。用此模型研究零排放轻型材料对能源消耗和CO2排放的改善潜力。主要计算2010～2050年哥伦比亚乘用车的产品计划和预估的数据。至2050年，车辆保有量将比2010年增加6.6倍，能源消耗和CO2排放分别增加5.5倍和4.9倍。对比表明，轻量化材料在控制能源消耗和CO2排放方面起到很大作用。

电动汽车相比传统车辆能源消耗减少48%，CO2排放降低61%。新车使用最多的是钢铁材料，但目前铝材料的比例日益增多，如新款奥迪A8车型就是全铝车身框架结构，碳纤维增强复合材料则主要应用在燃料电池混合动力电动车辆中。

网址：http://www.sciencedirect. com/science/article/pii/ S0360544212007190

作者：Juan C.González Palencia et al

编译：张聪