美国飓风致轻型车销量下滑 轻量化难脱干系？

　　飓风“艾尔玛”在当地时间9月10日上午登陆美国佛罗里达群岛，作为大西洋历年来最危险的风暴之一，“艾尔玛”挟带时速210公里强风侵袭佛罗里达州，佛州东部城市迈阿密当日出现强风暴雨天气。而在此前不久，8月25日，12年来最强的飓风“哈维”也登陆美国德克萨斯州，对8月份最后一周的汽车市场造成严重冲击。美国第四大城市“河湾之城”休斯顿成为一片泽国，而该城市是轻型卡车的主要市场之一，SUV销量因此走低，8月份SUV在美国销量同比下滑3.8%至14.5万辆。

　　在8月份第三个周末，哈维飓风登陆德克萨斯州之前，LMC、Edmunds和凯利蓝皮书都曾预测，美国8月份轻型车销量将实现同比上涨1%。然而一场台风“哈维”，刮走了美国汽车行业今年首次增长的希望。最终，8月美国轻型车销量为148.5万辆，同比下滑1.8%，今年前8个月累计售出1,135.8万辆，同比下跌2.7%，本预期增长的车市再度告跌。

　　在当前全球环境对节能减排的迫切要求下，各国燃油经济性政策不断收紧。实验证明，汽车整车重量每降低10%，燃油效率可提高6%-8%，汽车整备质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3-0.6升。因此，轻量化作为车辆实现节能降耗的重要途径，受到各大车企关注和推崇。在国家部委联合发布的《中国制造2025》中，已把轻量化当成汽车产业发展的重要方向。而此次受飓风影响美国轻型车销量下滑，不由引起我们的思考，轻量化在成功实现节能降耗的同时，是否也存在一些弊端？车辆安全性是汽车制造的核心要素和前提，也是车企能稳健运营的生命线，轻量化对车辆安全性又有怎样的影响？今天我们就来一探究竟。

　　车辆越轻越不安全？

　　当前有观点认为车辆越轻越不安全，据相关媒体报道称，国外相关领域专家在97年、03年和04年分别进行了三次针对汽车重量和安全性的相关性分析，通过对历史车辆的事故率及伤亡率做逻辑回归分析，最后得出结论为，汽车若减少100磅的重量，一年将会导致额外1000人的死亡。事实真是如此吗？是否车辆越轻，安全系数就越低呢？具体情况我们来看图1。

　　图1. 汽车重量对不同车型风险因数的影响

　　在图1中，横轴为汽车重量，纵轴为风险因数（即每年每一百万辆车中的事故死亡率）经分析可见，不同级别车型的风险因数和汽车重量并没有直接线性的关系，感觉安全的车辆其实并没有想象中那么安全。为更进一步了解，我们再来看图2。

　　图2. 横轴为车辆尺寸和重量比，纵轴为每百万人的死亡率

　　在图2中，横轴为车辆尺寸和重量比，纵轴为每百万人的死亡率。由图2可见，随着车辆尺寸和重量比值的增大，每百万人的死亡率越低。这就说明，车辆的安全性并不单独取决于车身重量，而是和车辆的尺寸也密切相关。车辆的安全系数需要基于车辆结构的差异性方面来进行考虑，并根据尺寸和重量来分级验证。

　　对同时代车型的普遍情况而言，车身更重的车辆普遍级别更高，车身尺寸更大，在发生碰撞时可以提供更大的缓冲和吸能区域，更加安全。同时由于车身质量更大，发生碰撞时运动状态的变化比较轻的车辆更小，车内人员受到的冲击也就更小。据美国IIHS统计，小/微型车的事故死亡率相比过去十年已经有了很大程度的降低，但相比同时代的更大的车型来说仍然处在劣势。

　　在汽车制动方面，由于轻量化所致车重降低，在相同速度减速时，减速系统所消耗的能量就会降低，相同的制动器条件下，制动效果就更大，制动距离也会缩短，制动性能则有明显的提升，汽车在轻量化之后，主动安全性能反而会得到提升。

　　因此，在面对潜在事故和潜在威胁时，更轻的车辆可以凭借更好的加速、制动以及操控性能进行规避，但当发生避无可避的碰撞时，更重的车辆会略占优势。值得注意的是，相同条件下车身重的一般车型级别越高，由车身尺寸及质量带来的变化不能忽视。当车辆在车身长宽高、轴距等尺寸一定的情况下，从图2可以看出，轻量化将有利于安全性提升。

　　由此可见，汽车安全性并不能简单地通过车重来衡量，汽车本身安全设计的碰撞吸能结构、高强度材料和受力载荷传递能力，以及碰撞后乘员舱的完整程度都对安全性有影响，而这些因素其实都与汽车重量的大小没有直接关系。目前轻量化技术也并非简单减重，而是目前汽车工业各类尖端制造科技和工艺的汇聚，确保安全性也是轻量化实现的前提。

　　轻量化材料的利弊一览

　　通常，主机厂工程师们主要从轻量化材料、车辆结构设计和制造工艺三方面进行优化配置，来实现车辆安全轻量化。其中，轻量化材料包括高强度钢材（热成型钢材）、轻合金（铝合金、碳纤维、镁合金）、记忆金属（微晶钢）、工程塑料、陶瓷、玻璃纤维等。这些材料有利有弊，在不同程度上影响到汽车轻量化进程，下面我们就具体来看下。

　　钢铁材料

　　高强度钢在抗碰撞性能、加工工艺和成本方面与铝、镁合金、碳纤维相比具有明显的优势，可满足减重及提升碰撞安全性能的需要。同样结构设计下，高强钢纵梁会吸收更多能量，实现A柱B柱坚固不易变形。

　　其缺点在于与铝、镁合金及碳纤维相比，不如后三者那么轻质。

　　铝合金

　　铝合金的优点主要包括质轻耐磨、弹性好耐腐蚀、优异的抗冲击性能、加工成型出色以及100%可回收，是车企热衷使用的轻量化材料。

　　缺点在于抗承载能力较弱，铝合金的抗承载能力较钢有很大的差距，所以即使是全铝车身的汽车，其底盘一般仍为钢铁材料。此外，铝合金制备工艺复杂，成本相对较高。目前使用铝合金的车型比较多的是中高档汽车。

　　镁合金

　　镁合金的优点在于镁合金是出色的汽车轻量化材料，也是工程应用中最轻的结构材料。纯镁密度为铝的2/3，钢的1/4，和工程塑料的密度非常接近。而且镁合金的比强度高于铝合金和钢铁。在不降低零部件强度条件下，镁合金铸件能比铝铸件减重约25%。镁合金还有优异的焊接和铸造性能、对振动与冲击的吸收性能好，抗凹陷性能好，易于机械加工。

　　缺点在于价格较高和高温抗蠕变问题尚未得到有效解决，因此目前主要应用于仪表盘基座、风扇架、方向盘轴、灯托架等汽车零部件中。

　　碳纤维

　　碳纤维优点在于超轻质和高强度，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。宝马在i3纯电动和i8混动超跑上就大面积应用了碳纤维材料。

　　致命的缺点在于成本高昂，目前只能用于应用于超豪华车型，高昂的造价制约了该材料的普及，不过随着技术的发展，碳纤维的成本有望降低。同时，由于碳纤维是脆性材料，受力过大直接断裂，损坏后基本无法修复，因此难以回收使用。此外，碳纤维高强度只限于轴向，径向强度较低。

　　工程塑料

　　工程塑料优点在于轻质、防锈、吸震、可灵活设计，在汽车零部件特别是内饰件上应用广泛。缺点在于强度及外观质感不够。

　　总而言之，只有实现车辆的安全、性能、成本和重量四者之间的最佳平衡，才是汽车制造的终极目标。相信随着整车轻量化发展和科技进步，轻量化技术日趋完善，汽车工程师们一定会有完美的解决方案。