車車身作為汽車的骨架結(jié)構(gòu)，在進行輕量化設(shè)計的前提是保證車身的強度，保證乘客的駕駛安全，而不是為了輕量化而放棄車身強度，置乘客安全于不顧。在對車身骨架零件進步設(shè)變，如材質(zhì)變化、料厚變化、造型變化，在有設(shè)變的時候，都是要進行CAE分析車身剛度、強度、零件的成形性。

隨著人們對生活環(huán)境質(zhì)量要求越來越高，國家對汽車的環(huán)保節(jié)能也要求越來越高。國六的實施，車身輕量化的課題也越發(fā)重要。據(jù)試驗證明：汽車重量降低1%，油耗可降低0.7%；汽車重量降低100 kg，CO2排放量可減少約5 g/km；此外車身輕量化對提升加速性能、操控性能、安全性能等方面也起到很大的作用。而汽車車身占整車重量30%左右，所以車身輕量化在整車輕量化上占據(jù)非常重要的位置。

目前，進行車身輕量化的措施主要有三個方面。一是材料輕量化，如高強鋼、鋁合金、碳纖維等輕質(zhì)材料的使用；二是車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化，利用CAE軟件對車身進行分析優(yōu)化從而實現(xiàn)零件重量、數(shù)量、結(jié)構(gòu)優(yōu)化；三是制造工藝的創(chuàng)新，如熱成型沖壓制造工藝、輥壓成型工藝、液壓成型工藝、使用激光拼焊板等。下面就這三個方面進一步說明。

材料輕量化

目前汽車輕量化常用的輕質(zhì)化材料有：高強度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維復(fù)合材料。據(jù)中國汽車技術(shù)資料顯示，至2020年，高強度鋼在汽車應(yīng)用比例達到50%以上，單車用鋁量達190kg，用鎂量達15kg。另據(jù)美國汽車研究中心發(fā)布的《技術(shù)路線圖：材料和制造》資料顯示，未來第三代先進高強鋼（Gen-3 Steel）、5系6系鋁合金、7系鋁合金、工程塑料以及復(fù)合材料的使用將會大比例提升。具體數(shù)據(jù)請查閱上圖。

我們常說的高強度鋼（HSS）一般屈服強度在210Mpa-550Mpa之間，抗拉強度在270Mpa-700Mpa。目前來講高強度鋼是車身零件使用最為廣泛的材料。如上汽大眾途昂高強度板的使用比例超過80%，JEEP大指揮官高強度板的使用比例為76%，而WEY VV7 PHEV 高強鋼使用比例也達到了75%。

鋁合金比強度高，在保證車身強度的同時能夠有效降低車身重量。鋁車身一般在高檔車中使用如我們熟知的奧迪A8L、捷豹XEL、福特F-150，作為造車新勢力的蔚來在其ES8上也使用了全鋁車身架構(gòu)，而ES8在2019年的C-NCAP碰撞測試中也獲得了五星級評價 。

碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料，密度比鋁輕30%、比鋼輕50%，而強度是鋼的7-9倍。碳纖維的應(yīng)用主要在賽車、超跑上，像布加迪、法拉利、蘭博基尼、寶馬等，前途汽車的K50的車身覆蓋件則采用了碳纖維。

車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化

利用CAE軟件對車身數(shù)字化模型進行分析，計算汽車車身結(jié)構(gòu)剛度、強度、模態(tài)等參數(shù)，在保證車身碰撞安全性的前提下優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)、去除零件冗余部分、減少零件數(shù)量，從而實現(xiàn)車身重量的降低。

通過減少零件數(shù)量優(yōu)化結(jié)構(gòu)重量，有一個很好的案例的就是：SUV車型側(cè)圍內(nèi)板后段（C柱、D柱）三個沖壓單件整合成一個零件，既減少車身重量，又減少工裝開發(fā)成本、生產(chǎn)成本和原材料成本。類似此種模塊化設(shè)計在B柱加強板也存在，有些車型的B柱加強板可能是分成上下兩段以便降低模具開發(fā)的難度，但是隨著模具供應(yīng)商對高強板開發(fā)經(jīng)驗的積累，目前是完全能滿足要求的。

制造工藝創(chuàng)新

我們都知道一輛車設(shè)計的再好，那也得有能實現(xiàn)量產(chǎn)的制造加工工藝，不然也只是虛無的海市蜃樓。目前車身輕量化制造工藝的創(chuàng)新應(yīng)用，主要有熱成型沖壓制造工藝、液壓成型工藝、激光拼焊板等。

熱成型工藝在車身結(jié)構(gòu)件上應(yīng)用越來越廣泛，如A柱、B柱、側(cè)圍上邊梁、中央通道等。

液壓成形是指用液體的壓力代替剛性的凸模或凹模對板料進行沖壓加工的方法。液壓成形主要用于截面線為圓形、矩形或者不規(guī)則形狀空心零件的成形。如我們常見的車架梁如果不是使用液壓成形的話，則需要內(nèi)板和外板兩個零件焊接成盒狀總成，運用液壓成型則可以減少零件數(shù)量降低總成的重量。

激光拼焊板是將不同材質(zhì)、不同料厚的沖壓板材通過激光拼焊到一起之后再進行沖壓加工的板材。在需要強度的部位使用強度高、板料厚的板材，在強度需求小的部位適當(dāng)選擇強度低、板料薄的板材，并將它們焊接在一起，激光拼焊板能有效降低車身重量、減少零件數(shù)量、減少工裝開發(fā)成本等。常用拼焊板的車身零件有門內(nèi)板、縱梁等。

轎車前縱梁拼焊產(chǎn)品數(shù)模