20 世纪70 年代的发生的石油危机，推动了国外汽车轻量化材料技术的发展。发达国家在研究如何解决能源短缺和环境恶化的过程中，制定了一些非常严格的强制性法律和制度，目的是为了降低车辆的燃油消耗，减少汽车的尾气排放。

因此，汽车厂商为了满足政策法规的要求，投入了大量的人力及物力用于研发节能环保、轻量化、可回收的材料。此外，各国政府为企业、大学以及研究机构提供了大量的资金支持，用于研发汽车轻量化材料，从而进一步促进了汽车轻量化的发展。目前，我国汽车材料产业已经粗具规模，大量自主研发的新材料以及新技术已经成功实现商业化。

传统燃油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，氧化碳排放降低5~8克；对于纯电动汽车而言，整备质量每减少100公斤可以增加续驶里程10%，节约电池成本15%-20%。轻质材料的应用是实现汽车轻量化最直接有效的方法。

中国确定了2020年乘用车平均油耗降至5.0升/100公里的目标，《中国制造2025》提出节能与新能源汽车作为重点发展领域，并将轻量化作为汽车产业重点发展方向之一。轻量环保已成为当前汽车企业的迫切需求。

车用高强度钢材料及其技术发展趋势

为了在与其他种类竞争中保持优势地位，扩大高强度钢材料在汽车上的应用范围，巩固高强度钢在汽车用材中的主导地位，未来高强度钢的技术开发将紧密围绕汽车工业降低成本、减轻车辆自重的要求来展开。研究重点内容包括：

1.新一代先进高强度钢（板、管材）的开发

目前的高强度钢（比如双相钢、低合金高强度钢、TRP 钢和复相钢）的强度均在400~1200MPa 左右。而通过对化学成分的优化设计以及对冶炼技术的改进，可以减少或取消贵重合金元素的用量，开发出强度更高，且其他性能（塑性、韧性、成形性）优良的高强度钢。比如，高成形性的品种、高弹性模量的品种和成形后强化非烘烤硬化新品种等。

2.先进的成形技术研发

目前高强度钢的成形工艺主要有深冲、延展、拉伸翻边、弯曲等，由于这些工艺本身的局限性，先进成形技术的研发显得十分迫切。未来成形技术研发方向主要有：管件液压成形、板件液压成形、辊压成形、电磁成形与气体热成形等; 此外先进高强度钢的焊接高强度钢与其他合金连接的激光拼焊技术以及开发新的连接技术，也是未来研发的重点。

3.成形过程的CAE 分析

高强度钢在汽车工业中的应用遇到的难题是“成形”。由于强度的升高，必然造成成形困难且成形后可能发生开裂和回弹，用计算机进行成形的CAE 分析，对成形过程的变形路径进行优化，以保证成形而避免开裂;对回弹进行模拟分析，预测回弹，进而进行回弹补偿，可大大提高和改善高强度钢的成形性，从而大大节约模具调试时间和修模工作量。

4.进一步研发超细晶粒钢

超细晶粒钢是一种新的高强度钢板材料。这样的钢材料的主要经济指标得到了进一步提高，与现有的钢材相比较而言，其强度和韧性均超过了现有钢材的一倍以上。新型超细晶粒钢主要类型分为400MPa 级和800MPa级，具备了高均匀度、超细晶粒以及高洁净度等三大主要特征。

高分子材料在汽车轻量化中的应用

高分子材料在汽车工业中的应用的，主要体现在汽车的外饰和内饰对于金属材料的替换。常用的高分子材料有合成树脂复合材料、工程塑料、碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。随着中国化工产业对合成树脂的研究，“以塑代钢”成为了汽车工业重要的应用方向。

根据我们调查，合成树脂材料应用的主要产品，有聚乙烯、聚丙烯、工程尼龙塑料、聚甲醛、聚碳酸酯，以及合成树脂产品的改性材料。其中改性的方向，主要是复合改性、增强增韧改性、阻燃改性等。这些高分子材料，目前被广泛应用在汽车的动力系统、车窗零部件、内饰和外饰，以及安全性部件中，应用的范围多达40多个。

根据北京石油和化学规划院发布的“中国车用塑料量分析及预测”数据中，2017年我国车用塑料总消费量为 317.8 万吨，2020 年为 360 万吨左右，预计2025 年总消费量达到478万吨。根据2017年至2025年车用塑料的消费量变化趋势来看，车用塑料在汽车工业中的应用规模年均呈现了5.2%的增速在发展。

按照中国汽车协会公布的汽车产量数据测算，2017年每辆汽车所使用的塑料规模在109.52公斤，而至2020年，每辆车所使用的塑料规模提升至142.15公斤。预计至2025年，中国汽车产量将会达到3000万辆左右，而每辆汽车所使用塑料规模将会提升至159公斤左右。

在汽车工业中应用的塑料产品，聚丙烯是应用规模最大的品种。根据北京石油和化学规划院发布的“中国车用塑料量分析及预测”数据中显示，2017年聚丙烯在汽车中的应用规模达到了190万吨左右，2020年提升至210万吨。预计至2025年，聚丙烯在汽车中的应用规模将会提升至280万吨左右。

根据汽车工业协会发布的汽车产量数据来测算，2017年每辆汽车平均消耗37.7公斤聚丙烯，2020年这一数据提升至56.1公斤，预计至2025年，聚丙烯在每辆车中的消耗将会提升至93公斤左右。这一数据也说明，聚丙烯在汽车轻量化发展过程中的影响巨大。

聚丙烯在汽车中的应用，大部分以改性聚丙烯的形态存在。其中聚丙烯发泡的EPP，增强增韧后的TPO，以及阻燃PP和其他聚烯烃产品的共混改性PP等，被广泛应用在汽车的座椅、仪表盘、前后保险杠、防撞缓冲块等部件中。聚丙烯具有独特的材料特性，预计未来在汽车中的应用将会逐渐扩大，为汽车的轻量化发展提供必要的高分子材料。

另外，聚乙烯、ABS、尼龙、聚碳酸酯、POM、PBT等高分子材料，在汽车中的应用规模差距不大。根据市场的发展趋势和方向，可回收再用的单一化高分子材料，将会是未来汽车工业中应用趋势最为明显的材料产品。

文章来源： 盖世汽车，前沿材料PLUS，化工平头哥