引言 | 穿衣显瘦，脱衣有肉。

姜文的《邪不压正》快上映了，他在窦文涛的节目中直言：彭于晏的身材比希腊雕像都完美，能练成那样肯定不是一般人。

汽车也在减肥，像我们现代人类一样有两种途径：一是节食，二是节食加锻炼。

如果你细心观察，会发现有的车安装散热器和冷凝器的前端模块已经逐渐从钢制转变为铝制甚至塑料制品，还有的车如日产奇骏采用了塑料尾门，而Jeep切诺基2014款的仪表板挡板变薄了1/3。

于是，相当一部分人会抱怨：现在的车不结实了。

但其实，塑料前端框架已经是世界潮流趋势，国内反而是迟疑了一阵子才跟上进化的脚步。至于奇骏塑料尾门，还让日产在美国塑料工程师协会汽车分会主办的汽车创新奖中获得车身外饰奖。同年获奖的还有2014款切诺基，因为它的仪表板挡板从3mm薄至了2mm。

如何评价这种变化？

于厂家来说：当然是好事。因为宁少10匹马力不多1斤重量，轻量化带来的好处不言而喻。但于用户来说可就不一定了，毕竟从肉眼看，轻量化与安全性似乎成反比关系。

乍看之下还确实如此。从以上的例子看，基本都是为了轻舍弃了强度，自然在碰撞后更容易发生破坏。但当你翻看E-NCAP或IIHS等历史数据，你会发现汽车轻量化与安全性并没有明显正相关性。甚至像马自达MX-5这种追求极致的小车，在越来越轻的同时，安全性一直能保持在相当高的水准。

为什么会出现这种矛盾的结论？这是因为在汽车轻量化设计中有一种“外薄内强”的概念，有点类似于“魔鬼精肉男”的意思－－你可以想像彭于晏的身材。

外覆盖件或溃缩区的部件要做到尽可能轻薄吸能，在关键结构件上则保证轻薄的同时还要有足够大的强度。看起来很瘦弱，但核心力量相当强大。

相比外覆盖件和非关键部件的塑料化，我想如何打造“精肉男”会是大家更为关心的，毕竟又轻又强壮还真不是一件容易的事。

关于这个问题，今年几家厂家推出的产品很有代表性，我们一起来看看。

一、日产高强度新型钢材（英菲尼迪QX50）

日产、新日铁和住友金属公司联合研发了一款新型钢材，这款产品的拉伸强度性能极高，达到980Mpa。虽然不及沃尔沃采用的超高强度硼钢（官方称1800Mpa），但市面上超过1000Mpa的基本上都是热成型钢，日产的这款产品可采用冷冲压成型工艺，加工难度更低，用时更短。

虽然这款产品的性能不是最突出的，但据官方所说，他们能将成本控制在很低的范围内，并最大化的使用该材料。以首次全面使用这款产品的英菲尼迪QX50为例，汽车前后侧以及其他车身框架零件中均采用了这种材料，使用占比达到27%。

相比多数热成型钢只会使用在A、B柱或地板纵梁上，日产无疑选择了另一条相对经济合理的路线。这就好比一把木筷子和一根铁筷子，虽然木筷子单个拎出来不出彩，但效果显著。

总结下日产这种做法，不难发现他们还是希望尽可能多的使用高强度钢板，不刻意追求个别地方的强大，而是强调整体性，使车身维持在很高的强度。

二、Polestar1使用碳纤维材料

作为沃尔沃旗下高端品牌，Polestar一直肩负着拉高品牌调性走高性能的重任。即将亮相的Polestar1为了对得起15.5万美元的高昂售价，很意外的将采用碳纤维增强车身结构，要知道早前的沃尔沃可是不待见碳纤维的（他们主打超高强度钢制车身，比如上文提到的硼钢）。

当然有了碳纤维就好比有了一把利刃，“比钢强度高5倍，比铝轻30%”，削铁如泥还挥舞轻便，谁用谁喜欢。

比如因碳纤维增强车身而大火的宝马7系，为此他们还很有逼格地在车身显眼处设计了Carbon Core标识。

他们把这种未来明星材料使用在A、B柱、车顶梁、中通道和后备箱通道等处，白车身重量相比上一代减重了40kg，扭转刚度也得到了很大提升（但未提供数据）。

不过相比于宝马7系相比上一代减重40kg，Polestar1的230kg才让人大呼惊奇。按理说一般白车身的重量不过400~600kg，减重230kg简直就是瘦脱相了。

▲附：不过很显然由于Polestar1没有上一代对比产品，它这里的重量对比可能是考虑不使用碳纤维后，包含外覆盖件的白车身重量变化。

据官方称，Polestar1在引擎盖、后备箱、侧挡板、四门和整个车顶结构都采用了碳纤维嵌板结构。特别是在后通道和中底板后纵梁处采用的蜻蜓结构有着很强的结构强化作用，它能增强后端的抗扭刚度（提升约45%），给后排乘客更好的乘坐安全性。

▲附：这种蜻蜓结构，兰博基尼Huracán也用过类似手法。

相比遥不可及的全碳纤维车身，碳纤维增强车身的成本更低，虽然现在依然在豪华车中使用，但假以时日待碳纤维价格下降时，这种结构还大有可为。希望Polestar1和宝马7系能够起好头，让大家知道除全铝车身外，还可以选择碳纤维增强车身。

三、通用汽车拟用3D打印汽车零部件

据不完全统计，一辆汽车大约有1万个零件，除了车身外，它对车重贡献更大。如果能在这上面做做手术，肯定立竿见影。在我们的固有印象中，3D打印只能打印塑料制品，但其实现在科技已经高级到能hold住金属材质了。

比如为了增加旗下新能源汽车续航里程，通用计划与Autodesk合作生产3D打印轻型零部件。

你可能会觉得这不过是噱头，但他们已经向外展示了一个用Autodesk技术开发的3D打印不锈钢座椅支架。在3D打印支持下，这款不锈钢座椅支架重量减轻了40%，强度增加了20%。

据通用的计划，预计在一年左右的时间里，这些新的3D打印部件将会应用在赛车中。随着技术的改进，有希望五年内投入大规模生产。这么算起来，这类产品离我们并不远了。

其实不仅仅是通用，去年福特也宣布正在尝试使用3D打印制作零部件，他们希望这项技术能尽快应用到私人订制上面。

但不论是通用还是福特，大家的目的都很明确。尽可能降低零部件制作的流程，让“一个人”完成所有事情（以座椅为例，一般一个座椅可能涉及到好几家供应商），并通过整合零件减少不必要的材料重叠，以此减轻重量。

车聚小结

从以上我们聊到的看，汽车想要锻炼成魔鬼精肉男难度也不小。

一方面要尽可能降低非关键部件的质量，尽可能通过塑料取代钢或减少板材的厚度；另一方面要在内核上下足功夫。比如对传统材料的强化，或使用新材料与传统材料相结合的方式。更有甚者，还希望通过新工艺对零部件下手，把零部件这款硬骨头啃下来。

想一下，你练成彭于晏那样的身材有多难，厂家做出既轻又结实的汽车就有多难。

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引言 | 以后，塑料感太强不一定是贬义词

毋庸置疑，轻量化是汽车行业发展方向之一。理论上来说，车重每减轻100千克，百公里油耗会降低0.4升左右。在保证性能前提下，轻量化汽车既省油钱又环保，对消费者和环境都颇有益处。

通常汽车轻量化需要从材料和工艺入手。随着技术的发展，新材料、新结构和新工艺结合，诞生了一种特殊的轻量化车身结构：一体成型车身。

一、一体成型可减重60%

常见轿车车身一般是由车门外板、顶盖、前后翼子板、侧围盖板、地板等一系列零部件组成，经过了钢板冲压、板件焊接、白车身涂漆和总装四道工序形成整车。车身作为承载件，是轿车重量的主要来源，并对车内乘员的安全起着保护作用。在我们印象里它是下图这样的。

但是你有没有听过轿车车身还有别的制造方法？一种不需要焊接也不需要胶接的制造方法。这就是一体成型车身，它看起来则是下图这样。

其实，一体成型车身还有一个更加让人意外的称呼—全塑车身。顾名思议，车身主体部分采用的是轻质滚塑材料，即一种塑料。这种车身结构不同于传统的车身制造方法，用高分子材料替代了钢材，并采用滚塑整体成型工艺制造车身，由于原材料可以进行调色处理，车身就不再需要涂漆处理了，省略了冲压和喷涂等工序，这就是“一次成型”。

塑料在汽车中应用很广泛，但是全塑料制成的车身是不是出乎意料呢？这样的工艺和材料，能够让车辆大幅减轻。

由于质量轻、结构简单等特点，这类车身结构主要使用在电动轿车中，也是顺应了新能源车发展趋势。以丹麦节能电动车ECOmove QBEAK为例，车身尺寸为3,000×1,750×1,630mm，整备质量仅为425Kg。而同尺寸的传统轿车车身重量基本在1,000千克以上，即使是尺寸更小的Smart，车身尺寸2,695×1,663×1,555mm，整备质量也有920-963千克。

毫不夸张地说，一次成型车身采用简单结构和轻质塑料，比规格相近的金属车身减重60%以上。

二、滚塑整体成型工艺：新车开发更快

上文我们知道了这种成型工艺带来的好处，那么什么是滚塑整体成型工艺呢？简单来说就是将塑料原料加入到特定模具中，然后使模具沿着两垂直轴不断地旋转并加热，模具内的塑料会在重力和热能的作用下，均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表面上，成型为所需要的形状，再经过冷却定形，脱模等工序后获得一体成型制品。下图是简化后的工艺原理图。

滚塑整体成型工艺的一大特点是：可以一次性制备出具有复杂曲面的大型或者超大型的中空塑料制品。这正好满足了轿车车身体积大，外观线条流线、曲面圆滑的要求。

有些人可能会混淆滚塑整体成型工艺和一体式冲压成型工艺，其实后者是出于简化焊接工艺、提高结构强度、增强美观性的目的，多见于车门冲压中，但这并没有脱离传统的车身制造方法，而前者则是一种颠覆性的方法，将车身的制造一次性完成。

虽然这项技术还不是很成熟，仍处在起步发展阶段，但是这类技术仍具备很多优势。比如说：

▎传统整车开发大约需要1亿元人民币左右，这在很大程度上会制约汽车的发展，而这种新工艺简化了车身结构，降低了零部件制造难度和成本，缩短了产品制造周期；

▎相比于传统车身，全塑车身重量降低了一倍以上，这十分有利于实现车身轻量化，降低油耗的目的；

▎一般一次成型技术具有多种模块套件，设计自由度大，可以实现定制生产，提高了车身个性化程度；

▎由于车身使用了环保型塑料，制备中不会对环境产生污染，车身日常使用不会受到腐蚀，耐久度高；

▎可以通过对原料调色的方法直接获得A级表面的车身，与传统涂装工艺相比可以节省磷化、电泳工艺的巨大投入，使得生产过程更加环保、能耗减小。

三、塑料车身也可以安全

我们知道车身对安全的要求是很高的，这种一次成型车身真的能够达到强度要求吗，它能保护我们的安全吗？它的优点在哪里呢，缺点又在哪里呢？

以某国产电动汽车为例，车身采用了一次成型技术，割除车门后车身质量约为71千克，整车质量也仅为500千克，但是限定安全车速不能超过60公里/小时。那么一次成型的塑料车身就真的没法保证强度了吗？No，这里有几个补强方案。

由于塑料天然的强度缺点，而且容易产生收缩变形，单纯的塑料结构不足以满足强度要求。为了解决这一问题，很多一体成型车身会采用内置钢网结构或者添加强化材料如玻璃纤维等，来增强车身的结构强度。

以内置钢结构为例，具体做法是将钢网内嵌入模具内部，在滚塑加热过程中使原料包覆钢网，这就好像钢筋混凝土结构一样，钢网抵消了塑料的收缩变形，提高了车身强度。此外，有的厂商为了进一步加强车身强度，还会在车身内侧增加铝制骨架，虽然重量增加了一部分，但可以有效地保证安装在骨架上面动力系统的安全。

当然了，由于一次成型全塑车身对模具的加工精度、开合模速度、制品统一性有更高的要求，工艺难度大，如果单纯地采用纤维增强，无论是预先混合还是后混合都无法使纤维与原料均匀地混合，这直接导致了车身制品的力学性能不是很稳定。

车聚小结：

一次成型从材料和结构角度大幅减轻了车身重量。虽然现阶段来说这种车身还存在着诸多缺点，仍处在起步阶段，但是已有提升强度的方案。

目前该工艺还只限于低速电动汽车市场领域，未来则有望拓宽使用范围。安全性的提高将是大范围推广的关键所在。

未来倘若你在街上看到一辆电动车，别人也许只能说：“看哪，那车是塑料的。”你大可逼格满满地说：“亲，那是一次成型车身。”

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引言 | 听上去就很“脆弱”的铝车身，究竟安不安全？维修方便吗？

如何让汽车跑得更快更省油？除了给出更加先进的动力总成以外，车厂们还有一招：减重。其中，更轻质的铝材，在汽车上的运用就显得尤为重要。

最为普遍的例子应该是轮毂——许多15万以内的车型，铝合金轮毂是车厂们区分高低配的重要手段。

实际上，奥迪A6L的车门、沃尔沃车型的引擎盖，都采用了铝合金材质，现在更有无数新款中级车采用了铝合金下摆臂，甚至在诸如捷豹XE和新款福特F-150车型上，已经采用了全铝车身。

那么，铝制车身和部件，安全性究竟如何？维修成本是不是会很高？今天我们就来八一八。

一、铝制车身，会不会不安全？

作为铝制车身最受关注的一点，车聚君采访了全球领先的铝压延产品制造商诺贝丽斯（Novelis）汽车业务亚洲副总裁刘清，他表示，铝合金材质对于汽车安全性的提升有以下几点好处：

▎铝材对于车身结构设计的优势

相比于钢材，铝材在设计环节更加容易预测碰撞结果，这样就可以充分考虑到一旦发生碰撞后可能出现的情况，保证结构和预留的空间等等，提升车辆安全性。

▎铝材在汽车生命周期中的性能更加稳定

铝的耐腐蚀性减少了车辆生命周期中车辆结构遭到的破坏，以此延续了吸收碰撞能量的能力。

▎更轻的铝车身，对于制动成绩的提升

众所周知，车辆越轻，惯性力越小，制动距离越短。带来的好处是显而易见的——主动避开事故总比被动减轻事故好。

福特2015款F-150的全铝车身是体现轻量化优势很好的例子。和2014款车身相比，新款车身“瘦身”高达318公斤，可以帮助F-150拖运、牵引更多重量，同时缩短刹车距离。该车型获得了美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）最高水平的五星安全评级，也是唯一一款在所有碰撞测试模式和驾驶室配置中均获得最佳安全等级的全尺寸轻型卡车。

目前，一些铝合金（如诺贝丽斯7000系）的抗屈服强度可达500-600MPa以上，虽然铝合金已可替代很多一般强度钢的部件，但与高强度钢相比还有差距。

因此，即使采用全铝车身的车型，在重要受力处也采用了高强度钢。比如2015款F-150除了采用全铝车身外，车架的高强度钢使用比例却从上一代的23%提升到了77%。

在下图路虎揽胜的铝制车身中，使用了4%的高强度钢和1%的PHS（热成型超高强度）钢。

“目前新材料的强度只能代替200MPa-300MPa的软钢部分，对于高强度钢的地位，还是很难撼动的”，上海汽车集团乘用车质保部主任工程师付玉生此前对媒体表示。

二、铝制车身成本如何？

目前来说，铝材已经是全世界各大主机厂广泛接受的材料，因为它可以支持大批量的工业生产，这对汽车行业来说很重要。

美国科学院在2011年做过一个调查，实现汽车轻量化有几十种技术路径和手段。从成本来考虑，铝车身轻量化，包括结构轻量化是最具有经济性的一种轻量化办法和手段，这也是为什么铝得到非常广泛的应用的原因。很多专家称，铝将成为仅次于钢的第二大汽车用材。

▲ 基于奥迪100的铝板概念车（1985年）

也有资料显示，一般铝板件材料成本将比普通钢板增加2-5倍。这个成本差异对于普通车型来说显得有些可怕，但对于不吝成本的豪华车和电动汽车来说，此成本增幅是可接受的。

现在，甚至一些专家说，没有轻量化就没有电动车，这可以看出未来电动汽车对轻量化的需求更大。相对于宝马i8和新7系所采用的碳纤维材料，铝材在电动车上的应用将会更广泛，成本更低。

据欧洲铝业协会（EAA）做出的统计，对于大众高尔夫这样大小的电动车，全铝车身和全钢车身相比，成本会多出1015欧元（约合人民币7259元）左右。

但是如果用在电动车上，由于使用钢材使得汽车整备质量加重，因此需要更大的电池组来驱动，电池成本会高出1650欧元（约合1.18万元），抵消1015欧元用铝成本后，整体仍然贵出635欧元（约合4541元）。

另外，随着各国政府对车企油耗和排放的要求愈来愈严，轻量化对车企的必要性越来越大，以及电动汽车产销量不断增长，汽车用铝市场将继续增长，从而推动成本进一步降低。

当然，除了铝材自身的成本较高以外，铝材的焊接也会存在一些难度，并增加一些成本。

目前，铝材的焊接技术主要有几种。一是非常成熟的焊接技术，包括激光焊接等等。比如宝马5系或7系的一扇车门可能有上百个焊点，都是通过这样的焊接技术实现的。

铝材自身或跟其他材料连接，还有一种非常普遍的工艺：自攻铆，通过铆接铆在一起，冷连接而不是热连接，也已经非常成熟。

铝在跟不同材料连接时候，还有一种技术粘胶连接，在汽车行业应用非常广。粘胶连接，不光要保证铝的机械性能，铝的表面要经过一些很特殊的表面处理技术，通过跟汽车后道工序兼容材料的薄膜生成，这种方式对于工艺和技术的要求较高，不过目前也已经在中国常州的诺贝丽斯工厂实现。

目前，诺贝丽斯通过焊接两块厚度不同的钢板可减少材料的浪费，2014年，这项技术得到了汽车制造商的认可，并已投入生产。经测试，该技术可使车门总重降低15%，成本减少39%。这一技术进展不仅有助于优化铝材的使用，也有助于汽车制造商在汽车制造中用铝替代钢。

三、铝制车身的维修成本高不高？

对于广大消费者而言，铝制车身最大的问题除了成本，还有后期的不易维修。

以铝合金车门为例，如果是小的擦碰，还是可以进行刮腻子喷漆这样的处理。不过，一旦受到较大的碰撞变形，在大部分4S店内，碍于铝合金材质的焊接和修复难度极大，只能进行整体的更换。

去年美国公路安全保险协会IIHS在给福特全铝车身版的F-150做碰撞测试时发现，全铝车身版的F-150在碰撞时的受损范围更大，前端和后端的维修总成本比上一版本的F-150高26%。其中，前端受损的维修时间较高，后端受损的维修所需配件费用较高。

对于铝制车身的维修问题，诺贝丽斯未正面回答，只说“后续维修处理以及技术环节有着自身的技术要求和原则，诺贝丽斯一直致力于同合作伙伴共同进行技术创新，为消费者提供更好的使用体验及服务。”车聚君认为，这相当于是默认了铝制车身的维修成本比较高。

四、中国市场有哪些铝制车身的新车？

在欧洲，从上世纪90年代就出现全铝车身。近年来，欧美市场在汽车节能减排方面的法规日益严格，也让车企加快轻量化步伐，欧美汽车市场对铝的应用明显增加。

在我国，四五年前铝开始应用于白车身。比如，一汽-大众奥迪A6、A3、Q5、Q3都在使用铝制白车身系统，单车用铝量比较高。近期上市的新车，以凯迪拉克CT6为代表——其车身近57%的材料采用了诺贝丽斯铝材。北京奔驰E级轿车的翼子板和现代汽车IONIQ混合动力车型的发动机罩及尾门也采用了铝材。

中国品牌中第一个真正开始将铝材应用于白车身的是上汽，其荣威950采用了铝发动机罩内外板。

另外一个有意思的现象是，SUV市场的用铝非常普遍。根据2015年北美轻型汽车铝材研究报告，SUV是诸多车型中单车平均用铝量第三多的车型，平均每辆车用铝达到410.3磅，仅次于平均用铝548.9磅的皮卡及546.9磅的E级车。数据显示，到2020年底， SUV车型的车身和汽车覆盖件中铝材应用率将达到22%。

新奥迪Q7、新一代路虎揽胜轻量化SUV、奥迪R8跑车等SUV都采用铝材来降低车身重量，并保障汽车质量和耐用性。

由此也可以看出，在中国近年增长最快的细分市场——SUV市场，其发展也会推动铝材在中国汽车上的应用。

车聚小结：

更轻、更坚固、更省油，说了这么多铝材的好，但铝材成本较高、不易修复的缺点也是十分明显。

我们不妨脑洞大开——以后铝车门上的坑坑洼洼，会不会像下图一样，成为牛人们的创作素材，催生新的汽车文化？

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