新能源汽车轻量化材料（减重降本又促安全）

当今汽车行业，电动化、智能化等新趋势正快速发展，在这一过程中，非金属材料因可提升汽车轻量化，优化汽车碰撞安全性能，以及提高舒适性，发展前景被广泛看好。

并非只是减重，非金属材料化身“多面手”

尽管如今传统燃油车在数量上仍有着绝对优势，但新能源汽车作为汽车产业的发展方向，正迎来爆发式增长。中汽协数据显示，2021年全年，新能源汽车产销分别达到354.5万辆和352.1万辆，同比增长均为1.6倍，市场占有率提升至13.4%，高于上年8个百分点。

新能源汽车增长势头迅猛；图片来源：盖世汽车

而就新能源汽车尤其是纯电动汽车而言，续航里程一直是消费者的关注焦点，亦是各生产厂商争夺市场的卖点。也正因如此，相关厂商对汽车轻量化的重视程度更甚此前。

相关研究发现，对纯电动汽车而言，整车重量降低10kg，续驶里程可以增加2.5km。另有数据显示，白车身重量仅增加10%，就会导致电动汽车单次充电续航里程减少8%。不仅如此，续航里程一旦降低，还可能会影响到消费者的智能化及舒适性体验。

不过，汽车轻量化并非易事，不仅要实现减重，还需兼顾碰撞、安全等多方面性能，是一项复杂的系统工程。而在这一方面，非金属材料恰恰极具潜能。

对于这一点，汉高很有发言权。

这家成立于1876年的公司，拥有超过100年专注粘合剂业务的独特实力，是全球领先的粘合剂、密封剂和功能性涂层解决方案供应商。多年来汉高在高精尖工业领域极具竞争力，为航空行业提供种类丰富的精密粘合剂产品，因此降维运用在汽车行业，汉高优势明显，做起来可谓得心应手。在汽车行业，汉高已经成为主机厂和零部件供应商开发与制造流程的重要合作伙伴，其高性能的粘合剂与密封剂助力相关厂商设计与制造高性能、轻量化的汽车，同时也积极致力于提升安全性、舒适性和附加值，为客户创造竞争优势。

而除了深厚的产品技术积累之外，为帮助下游厂商响应电动汽车、无人驾驶和轻量化等行业趋势，汉高还通过合作等方式不断强化自身的工程设计能力。

2018年，汉高与睿力科技（RLE International）组成战略联盟，共同推动汽车行业新能源理念与轻量化的创新。据悉，睿力科技全球核心业务主要为汽车整车开发和设计领域提供高效又先进的工程专业技术，涉及概念开发、车辆和安全工程、电气/电子系统、新能源和轻量化设计等，通过与睿力科技强强联合，汉高的工程设计能力大大提升，可从早期介入项目工程开发，评估相关性能并提供设计优化方案，更好地满足汽车轻量化、碰撞性能、NVH性能等方面的要求。正所谓“好钢使在刀刃上”，作为先进材料专家的汉高，材料性能的优势，通过有机结合卓越的设计和仿真能力，如虎添翼，使得产品不断优化升级，持续为客户带来多重收益，并降低成本。

汉高提供设计优化方案；图片来源：汉高

据盖世汽车了解，如今汉高非金属材料解决方案已能够将汽车白车身的重量减轻50公斤，同时在碰撞、安全性等方面提供相同甚至更高的性能。目前， 汉高已为国内多家新能源汽车头部企业的量产车型提供完整的结构解决方案。具体来看，汉高可提供综合性车身结构产品组合，包括结构增强件（增强骨架、结构泡沫）、增强贴片及结构胶带等。

汉高综合性车身结构产品组合；图片来源：汉高

就结构增强件而言，资料显示，汉高产品采用轻质高性能结构泡沫和增强尼龙骨架，适用于立柱、门槛、横梁、车架、发动机支座、车门、车身面板，经证实可减少白车身及开闭件重量40千克以上，达到或超过碰撞和NVH安全标准，同时使联结件减少6%。

汉高增强贴片则用于补强和加固车身面板、薄金属部分或高应力区域门板、引擎盖、翼子板、车身和车顶面板，膨胀率0-100%，可实现设计灵活性。据悉，增强贴片适用于铝板、超高强度钢板、传统钢板等各种不同基材，使用低密度、前期设计的增强贴片，可减少相应板材厚度，以达到减重目的。

在此之外，汉高结构胶可有效地粘接不易焊接的材料，实现轻量化设计。美国化学理事会研究表明，使用1千克（2.2磅）胶就可以使汽车减重25千克（55磅）。另根据密封胶协会数据，在北美市场，每辆车使用超过26米（87延长英尺）的结构胶。不仅如此，汉高指出，不只是实现轻量化，相比焊接，粘接的法兰面可以均匀分布载荷，可使能量吸收增加多达25%，以提高碰撞性能。此外其还可减少结构性振动。

可以看出，在汽车轻量化的过程中，非金属材料已化身“多面手”，可玩出不少“花样”，后续随着汉高等相关厂商的推动，潜能有望进一步释放。

满足舒适性高要求，非金属材料成关键角色

在电动化、智能化趋势发展的同时，汽车舒适性要求也在快速提升，已成为影响汽车消费者购车决策的关键因素。

汉高粘合剂技术汽车OEM亚太工程总监Dale Jamieson指出，影响乘客舒适度的因素有些是显而易见的，例如座椅加热器、多区域空调、一键启动等，但有些则不太明显，比如NVH（噪声、振动与声振粗糙度）。具体来看，这主要可分为两方面，首先是结构噪声，这是指车身本身产生的噪声，其次是风和空气的噪声，这是指汽车在行驶时，通过车身的噪声和空气。

这对非金属材料提出了更高要求，不仅要在兼顾碰撞、安全等性能的前提下实现汽车轻量化，还要满足更高的NVH的要求。事实上，从前文我们已可以看到，在相关材料解决方案中，NVH已经是关键考虑因素之一。

而就汉高而言，在这方面已经具备了诸多解决方案。据悉，汉高的解决方案可以减小结构噪声与风噪，帮助提高乘客的舒适度。例如可提高车辆弯曲与扭转刚度的结构增强件以及有助于在高速行驶时吸收车顶或车门面板振动的高阻尼泡沫。此外，为了帮助减小风与空气噪声的影响，汉高可提供密封膨胀胶块，作为有助于抑制噪声传播的3D零件，汉高还拥有可泵送的立柱发泡密封材料，可以在焊装车间内使用填充钣金间隙，以阻止噪音的传播。

汉高高阻尼泡沫可取代隔振胶泥；图片来源：汉高

具体来看，汉高高阻尼泡沫(HDF)，可取代隔振胶，淘汰丁基橡胶垫，同时达到或超过原有NVH性能，可显著减少轰鸣、雨滴、路面噪声。另据了解，其膨胀率为10%至30%，具备减重和降本的潜力，可泵送，支持全自动生产线，可支持有效的胶珠和轻触应用，以减少试错。

汉高隔音密封膨胀胶块和胶带，则可填充型腔间隙，防止空气和噪音进入。两者均具备可变膨胀率，实现灵活设计。其中，膨胀胶块可密封25毫米以上的大型腔，膨胀率为400%到2500%，支持可泵送应用，隔音胶带可密封1.4至22毫米的间隙，膨胀率为200%至1000%。

此外，汉高可泵送和挤压密封剂，可防止水、风和烟气侵入，密封接缝和焊缝，膨胀率从0到300%，应用于仪表板，车顶集管、门槛板、尾灯开口等。

汉高可泵送和挤压密封剂应用范围；图片来源：汉高

以上虽只是部分产品案例，但已可见相关产品对提升整车NVH以及乘客舒适度的关键作用。而在这些产品背后，是汉高多年来对新材料开发的重视，试图降低或消除噪声源并优化车内噪声传递路径。据了解，汉高遍布全球的声学中心，可以提供工程与物理评估服务，帮助相关企业在正确的位置选择正确的材料。

Dale Jamieson表示：“汉高有能力通过CAE仿真分析帮助实现这一目标。我们可以确定需要将材料分配到车辆的哪些部位，并且能够利用材料特性来确定将哪些适合的材料添置到车辆的哪些部位。我们还能够通过广泛的定性与定量分析设备帮助实现这一目标，包括激光测振仪、混响室和消音室，以便最准确地确定改进这些方面的方案。通过充分利用我们的NVH产品组合，我们可以真正帮助提高未来车辆的乘客舒适度。”

综合以上，非金属材料不仅可减轻车重、降低成本，在提升安全性、改善舒适性等方面也极具优势。不仅如此，在汉高这类头部厂商的带动下，相关产品持续创新，如上优势正变得更为明显。也正因如此，当电动化、智能化等新趋势愈演愈烈，非金属材料有望以前所未有的速度被应用在汽车中，扮演着越来越重要的角色。