汽車輕量化的內(nèi)涵和途徑 
汽車輕量化不但可以提高車速，還能降低油耗、減少?gòu)U氣排放量和改善安全性（縮短剎車距離和減少碰撞慣性）。然而，汽車輕量化絕非是簡(jiǎn)單地將其小型化而已。首先應(yīng)保持汽車原有的性能不受影響，既要有目標(biāo)地減輕汽車自身的重量，又要保證汽車行駛的安全性、耐撞性、抗振性及舒適性，同時(shí)汽車本身的造價(jià)不被提高，以免給客戶造成經(jīng)濟(jì)上的壓力。 
汽車輕量化技術(shù)包括汽車結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)和輕量化材料的使用兩大方面。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面可以采用前輪驅(qū)動(dòng)、高剛性結(jié)構(gòu)和超輕懸架結(jié)構(gòu)等來(lái)達(dá)到輕量化的目的，在用材方面可以通過(guò)材料替代或采用新材料來(lái)達(dá)到汽車輕量化的目的。世界各汽車生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)都十分重視并競(jìng)相開展了各種形式的汽車輕量化研究計(jì)劃和合作研究。 
上個(gè)世紀(jì)末，由來(lái)自18個(gè)國(guó)家的35個(gè)鋼材生產(chǎn)商組成的“超輕鋼結(jié)構(gòu)汽車車身 ”聯(lián)盟（Ultra Light Steel Auto Body，ULSAB），聯(lián)合制定了新的汽車車身設(shè)計(jì)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，其目標(biāo)是減少汽車鋼結(jié)構(gòu)車身的重量并且維持汽車的性能和造價(jià)不變。有些研究計(jì)劃還致力于提出新的輕量化設(shè)計(jì)概念，其中包括超輕的鋼車架（ULSAC）及超輕的鋼懸掛系統(tǒng)（ULSAS）等研究項(xiàng)目；中國(guó)一些科研部門和高校也在研究激光拼焊板制造車身零部件、用變截面彈簧鋼梁設(shè)計(jì)、制造車身懸架系統(tǒng)迭板彈簧，以達(dá)到保持車身抗振性能、節(jié)省材料、降低造價(jià)的目的。 
實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的主要途徑 
據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車車身、底盤（含懸掛系統(tǒng)）、發(fā)動(dòng)機(jī)三大件約占一輛轎車總重量的65％以上。其中車身外、內(nèi)覆蓋件的重量又居首位。因此減少汽車白車身重量對(duì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功耗和減少汽車總重量具有雙重的效應(yīng)。為此，首先應(yīng)該在白車身制造材料方面尋找突破口。具體說(shuō)來(lái)可以有如下幾種方案： 1）使用密度小、強(qiáng)度高的輕質(zhì)材料，像鋁鎂輕合金、塑料聚合物材料、陶瓷材料等； 2）使用同密度、同彈性模量而且工藝性能好的截面厚度較薄的高強(qiáng)度鋼； 3）使用基于新材料加工技術(shù)的輕量化結(jié)構(gòu)用材，如連續(xù)擠壓變截面型材、金屬基復(fù)合材料板、激光焊接板材等。 
方案1）和2）是通過(guò)更換車身材料種類來(lái)達(dá)到汽車輕量化的目的。其中鋁合金具有高強(qiáng)度、耐侵蝕、熱穩(wěn)定性好、易成型等一系列優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在車身、底盤及懸掛系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪等部件的制造上得到成功地應(yīng)用，但是由于鋁合金中有較高含量的硅和鐵，使之回收再利用成為新的難題，從而影響鋁合金的更大規(guī)模使用。鎂比鋁更輕，可以作為鋁的最佳替代用品，隨著汽車輕量化技術(shù)的發(fā)展，已有60多種汽車零部件開始用鎂合金制造，世界上鎂材料的消耗日益攀升，然而在地球上，鎂恰恰是一種比較稀缺的金屬，其價(jià)格昂貴自不待說(shuō)，再加上鎂合金在加工成型方面的困難，更限制了其被廣泛應(yīng)用。塑料聚合物，如連續(xù)玻璃纖維與熱塑性樹脂改性聚丙烯復(fù)合材料（Glass Mat Reinforced Thermoplastics，GMT）是最佳的車用輕質(zhì)材料，其密度僅為金屬的1/5。用塑料制造汽車零部件所消耗的能量?jī)H為鋼材能耗的1/2，還具有加工容易、成型性好、耐腐蝕等特性。目前轎車上使用GMT材料的零部件有800多種，主要有發(fā)動(dòng)機(jī)罩、儀表板骨架、蓄電池托架、座椅骨架、轎車前端模塊、保險(xiǎn)杠、行李架、備胎盤、擋泥板、風(fēng)扇葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)底盤、車頂棚襯架等。除了可用來(lái)制造零部件之外，還有望應(yīng)用在整個(gè)車身制造上，即所謂“全塑車身”。但是，不同種類的塑料聚合物材料的性能千差萬(wàn)別，塑料的強(qiáng)度、耐沖擊性、耐蠕變性及抗老化性也是其難以克服的弱點(diǎn)；且方案2）還將導(dǎo)致車身造價(jià)提高。 
相比之下，至少在目前及至今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，鋼仍然是汽車車身制造用材的最佳選擇：鋼材不僅具有優(yōu)異的性能價(jià)格比，還有長(zhǎng)期積累起來(lái)的冶金技術(shù)和成型加工經(jīng)驗(yàn)，使之在汽車行業(yè)中仍然坐擁不可撼動(dòng)的霸主地位。而方案3）正是從材料加工的角度出發(fā)，使經(jīng)過(guò)特殊加工后的鋼板材料的承載性能、成型性能或者其他方面的性能大大提高。 
變截面薄板及其在車身制造中的應(yīng)用 
用于車身制造的變截面薄板分為兩種，一種是激光拼焊板（Tailor Welded Blanks，TWB），另一種是通過(guò)柔性軋制生產(chǎn)工藝得到的連續(xù)變截面板（Tailor Rolling Blanks，TRB）。 
TWB生產(chǎn)工藝及其應(yīng)用 
TWB是根據(jù)車身設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和剛度要求，采用激光焊接技術(shù) 把不同厚度、不同表面鍍層甚至不同原材料的金屬薄板焊接在一起，然后再進(jìn)行沖壓。這樣，沖壓工程師可以根據(jù)車身各個(gè)部位的實(shí)際受力和變形的大小，預(yù)先為某車身部件定制一塊理想的拼接板料，從而達(dá)到節(jié)省材料、減輕重量且提高車身零部件性能的目的。在一些汽車制造強(qiáng)國(guó)，TWB已經(jīng)成為汽車制造業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)工藝，主要用來(lái)制造汽車車身側(cè)框、車門內(nèi)板、車身底盤、電機(jī)間隔導(dǎo)軌、中間立柱內(nèi)板、擋泥板和防撞箱之類的車身零部件。 
由于TWB可以根據(jù)需要任意進(jìn)行拼接，因而具有極大的靈活性，并且能按照等強(qiáng)度的概念優(yōu)化設(shè)計(jì)一些原來(lái)是等厚度的車身零部件，把它們由原來(lái)的鍛造加工轉(zhuǎn)換為沖壓加工，既提高加工效率，又節(jié)省加工能源。