汽车用轻质材料的研究

轻质材料的采用改善了汽车的燃油经济性，提高了汽车的安全性和性能，为提高车辆效率提供了巨大的潜力。车辆质量减轻10%，可改善6%～8%的燃油经济性。代替传统铸铁和钢铁部件的轻质材料，如高强度钢、镁合金、铝合金、碳纤维及其复合材料可达50%。

采用轻质结构材料的汽车可以携带额外的附属设备，如先进的排放控制系统、安全装置和综合电子系统。使用轻质材料对插电式混合动力汽车和电动汽车是尤其重要的，可以抵消电力系统（如电池）的质量，提高效率并增加车辆的全电动行驶里程。另外，轻质材料的研究与开发是降低成本的基础，增加其回收利用空间，并且使燃油经济效益最大化。

车辆技术办公室（VTO）从以下4个方面改进轻质材料：①通过建模和计算材料学，增强对轻质材料本身的理解；②改善轻质材料的性质，如强度、刚度和延展性；③改善轻质材料生产成本、生产效率或产量；④开发先进的合金材料。

在短期内，随着材料如高强度钢、铝或玻璃纤维增强的聚合物复合材料代替重钢组件，可以减轻组件质量10%～60%。研究人员已经明确了轻质材料的性能及相关的制造工艺，正努力实现降低成本、改善工艺、建模并回收这些材料。

网址：http://energy.gov/eere/ vehicles/vehicletechnologies-officelightweight-materialscars-and-trucks

编译：祁祥