汽车轻量化技术创新战略联盟“十五五”技术发展规划(2026—2030年)
来源:汽车轻量化技术创新战略联盟 | 作者:榆镁网 | 发布时间: 1天前 | 23 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

汽车轻量化是世界汽车工业的发展方向,是实现“双碳”目标的重要技术路径,是推动汽车产业转型升级、增强我国汽车产品国际竞争力的关键要素。当前,我国汽车轻量化技术快速发展,已进入世界先进水平行列;但随着汽车智能化、电动化和低碳化进程加快,汽车轻量化发展已进入“深水区”和攻坚克难阶段,在大型铝、镁合金压铸件制造成品率和性能一致性、材料性能稳定性和一致性、异种材料连接以及轻量化与耐腐蚀、高可靠性平衡等方面,与国际领先水平仍存在差距。汽车轻量化技术正呈现集成化、用材多元化、架构创新化的发展特征,并向AI设计优化、轻量化新材料研发与调控、成形工艺一体化、全新汽车架构研发方向演进。为加强联盟技术工作顶层设计,推动我国汽车轻量化技术可持续、快速、健康发展,依据《节能与新能源汽车技术路线图3.0》和《汽车轻量化技术专题路线图3.0》(2026—2030第一阶段发展愿景和目标),结合汽车轻量化技术创新战略联盟发展实际,制定本规划。


   * * *本规划解释权归汽车轻量化技术创新战略联盟所有 * * *


一、总体要求

坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入贯彻党的二十大和二十届历次全会精神,完整准确全面贯彻新发展理念,加快构建新发展格局,锚定建设汽车强国目标,统筹发展和安全,以推动汽车轻量化技术高质量发展为主题,坚持创新驱动、协同攻关、开放合作、应用牵引的发展原则,聚焦国际汽车轻量化技术发展前沿,凝聚联盟优势资源,突破关键共性技术,促进产学研用深度融合,完善行业治理体系,巩固和扩大我国汽车轻量化技术发展优势,为实现中国式现代化提供有力支撑。


到2030年,建立汽车结构轻量化智能设计方法;研发出低密度、低碳排高强塑积新钢种,进一步提升高强钢生产的性能稳定性;研发出高强韧、高疲强比形变铝、镁合金与高流动性铸造铝、镁合金;进一步扩大高强度钢、铝合金、镁合金、高性能纤维增强复合材料及其先进成形工艺的产业化应用,掌握大型铝、镁合金压铸件、激光拼焊高强钢热成形双门环、热塑性复合材料大型零件、金属/复合材料一体化成形混合结构等零部件的集成设计、制造与评价关键技术。发展以高强度钢为主、轻合金和复合材料为辅的多材料汽车轻量化技术发展路线,补充完善高强钢应用技术体系,形成铝、镁合金材料应用技术体系,初步建立车用复合材料研发和应用能力,实现汽车轻量化材料自主可控。在本规划期内,实现电动乘用车轻量化系数下降15%、燃油乘用车轻量化系数下降5%、轻型载货汽车轻量化系数下降10%、重型牵引车轻量化系数下降4.7%、客车轻量化系数下降5%的目标,完成《汽车轻量化技术专题路线图3.0》第一阶段汽车轻量化技术目标。


二、重点任务

(一)提高技术创新能力

1.加快AI设计与优化技术研发。针对传统数值分析预测方法在求解汽车结构轻量化非线性结构抗撞性和疲劳寿命等大型复杂问题时存在收敛慢、预测精度差的问题,利用人工智能方法建立汽车轻量化AI设计模型,构建最佳AI结构设计垂直大模型,实现汽车复杂分析问题的准确、高效预测。构建多模态数据挖掘、清洗和标注方法,打通行业现有轻量化数据孤岛,生成AI设计模型的训练数据集;重点突破基于物理信息的神经网络(PINN)算法,确保AI预测结果的可信度,实现汽车结构抗撞性和疲劳寿命等非线性响应性能的高精度预测。制定CAE软件与AI设计融合替代的自主发展技术路线,逐步实现汽车产品开发设计软件的自主可控。构建基于强化和监督学习的AI多目标优化设计方法,解决传统优化方法精度差、效率低的瓶颈,显著提高汽车产品研发效率,缩短研发周期。


2.强化轻量化材料共性技术攻关。围绕高强度钢稳定性生产控制、成形工艺控制、表面处理技术、连接技术、性能测试与评价方法构建,以及高强塑/韧、低密度、低碳排新钢种研发及其在汽车安全件和疲劳件上应用的技术难题,突破超高强度钢冷冲压成形和三维辊弯成形回弹预测和控制方法、氢致延迟断裂控制方法、疲劳损伤作用机制与承载件疲劳寿命提升、1.5GPa及以上超高强钢低碳冷成形等关键技术,补充完善高强钢应用技术体系。围绕高强韧、高疲强比铝、镁合金材料稳定生产和性能调控、成形性提升、零部件集成设计、性能分析、连接和测试评价等核心技术,突破车用低成本铝、镁合金新材料研发、大型复杂薄壁镁合金压铸结构件集成设计、铝镁合金焊接与异种材料连接、铝镁合金汽车零部件分类回收等关键技术,逐步形成铝、镁合金应用技术体系。聚焦玄武岩纤维增强复合材料和碳纤维增强复合材料的低成本、高效成型与回收技术,以及高性能工程塑料自主研发、薄壁和低密度发泡等工艺技术,突破连续纤维增强复合材料承载和冲击损伤机理与性能评价、热塑性复合材料低成本制备、快速固化树脂体系及即时固化成型、高性能工程塑料与低密度发泡工艺、低成本玻璃纤维复合材料等关键技术,推动复合材料和工程塑料在汽车上的规模化应用。


3.提升创新体系效能。依托联盟与成员单位,组织产业链力量,在中国汽车轻量化大数据平台基础上,构建更加完善的高强度钢、铝合金、镁合金、复合材料和工程塑料材料及其静、动态力学性能、典型零部件设计、成形和连接的轻量化数据库,嵌入汽车多模态数据挖掘智能体模块,广泛挖掘和收集汽车轻量化数据资源,强化数据中心管理团队,拟定管理、共享和实施办法,形成持续动态完善机制,发挥数据系统对汽车轻量化AI设计垂直大模型和轻量化技术研发应用的支撑作用,服务联盟单位和相关产业。组织成员单位中在汽车轻量化设计、热成形高强钢、高强韧耐蚀铝合金、玄武岩纤维成形和异种材料连接等方面具有较强技术优势的高校研究团队,以成果转化与产业化为目标成立创新基地,开展先进轻量化设计方法、高性能轻量化材料、成形与连接技术研发与成果转化工作。


专栏1 轻量化关键共性技术攻关工程

1.AI设计与优化。建立汽车轻量化AI设计垂直大模型,构建多模态数据挖掘、清洗和标注方法,生成高质量AI设计模型训练数据集;重点突破基于物理信息的神经网络(PINN)算法,确保AI预测结果的可信度,实现汽车结构抗撞性和疲劳寿命等非线性响应性能的高精度预测;制定CAE软件与AI设计融合替代的自主发展技术路线;构建基于强化和监督学习的AI多目标优化设计方法,实现高精度、高效优化。

2.高强钢。研发高强塑/韧、低密度、低碳排新钢种,探索其典型应用场景;构建超高强度钢零件成本模型,建立超高强钢材料稳定生产和应用的控制方法和工艺,提升同一牌号、不同批次高强钢性能稳定性;构建超高强度钢冷冲压成形和三维辊弯成形回弹预测和控制方法,提高零部件制造精度;研究超高强度钢氢致延迟断裂的影响因素、作用机制和控制方法;揭示超高强度钢疲劳损伤的作用机制,大幅提升屈强比、疲屈比,提高承载件疲劳寿命;深入研究超高强钢焊接技术,提高高强度钢焊接性能和焊接质量;强化1.5GPa及以上超高强钢低碳冷成形关键技术研发;研发动力传动系统驱—传—控一体化设计、成形和评价关键技术。

3.铝、镁合金。研发出车用低成本铝、镁合金新材料,建立高性能铸、锻、轧和挤压铝、镁合金材料设计优化和性能调控方法;研究铝合金型材高精度扁挤压成形技术,掌握型材强度均匀化控制方法;研发新型低成本、耐蚀、高强韧车用铸造镁合金和变形镁合金,制定镁合金腐蚀标准;掌握大型、复杂、薄壁镁合金压铸结构件集成设计方法,建立缺陷预测、性能控制与评价方法;深入研究铝、镁合金同种材料焊接工艺参数对焊缝和母材力学性能的影响机制,重点研发镁合金异种材料连接参数选择、接头设计和性能评价方法,掌握防止异种材料连接电化学腐蚀的方法;研究铝、镁合金汽车零部件分类回收技术,建立全生命周期使用成本评估方法。

4.复合材料和工程塑料。揭示连续纤维增强复合材料试样、层合板和三维编织结构的承载和冲击损伤机理、失效模式和吸能特性,建立复合材料零部件冲击吸能、抗疲劳结构设计与性能评价方法;建立大型、复杂复合材料零部件集成设计、高效制造和性能评价方法,研究在线涂装和共线涂装关键技术;研究热塑性纤维增强复合材料的低成本制备方法,攻克连续纤维织物热塑性预浸料的高效铺放与成型技术;重点研发快速固化树脂体系及融合光、热转换即时固化成型新工艺,实现典型部件成型周期缩短50%以上;自主开发适合汽车产业应用的高性能工程塑料,掌握薄壁工程塑料注射成型模具设计与流动规律,建立低密度发泡工程塑料零部件结构设计和制造工艺方法,开展全塑轻量化车身研发与评价方法研究;研究铝陶和碳陶复合材料配方、成形工艺在汽车上的应用;研发低成本、高性能玻璃纤维复合材料,提升比模量并赋予电磁屏蔽等新功能。


(二)推进产业体系优化升级

4.加快轻量化成果转化与产业化。以满足汽车行业对汽车轻量化新技术不断增长的需求为导向,坚持成果转化与产业化并重,组织成员单位中具有较强技术优势的高校研究团队成立创新基地,推进先进轻量化设计方法、高性能轻量化材料、成形与连接技术研发与成果转化;在继续聚焦汽车轻量化共性关键技术攻关的同时,重点关注联盟成立以来积累的可转化轻量化科研成果的转化和产业化,通过寻求优势资源、引进资金支持或股份制合作等多种形式,鼓励优秀技术成果转化落地、形成生产力,为我国汽车轻量化技术发展服务。


5.促进绿色低碳发展。落实“双碳”目标要求,加强汽车产品绿色低碳技术创新和推广应用,提升生产制造和产品运行绿色化、低碳化水平,带动产业链绿色低碳转型。研发出低碳排、低密度高强塑积新钢种,降低高强钢生产过程中的碳排放量;加快新能源汽车轻量化技术应用,有效控制智能电动汽车配置增加和动力电池增重导致的整车质量过度增大,降低整车能耗;推动复合材料、轻合金等轻量化材料在新能源汽车上的广泛应用,助力汽车低碳化、电动化与智能化快速发展。


专栏2 轻量化成果转化与产业化行动

1.联盟新建创新基地成果转化。组织在汽车轻量化设计、热成形高强钢、高强韧耐蚀铝合金、玄武岩纤维成形和异种材料连接等方面具有较强技术优势的高校研究团队,以成果转化与产业化为目标成立5个新的创新基地。目前各创新基地已经制定2026年创新成果研发、转化的计划进度安排,并由联盟有针对性地组织与汽车产业对接和成果推广与转化工作,有望建立新的公司或企业,逐步实现成果的落地与产业化实施。

2.联盟长期积累成果的转化与产业化。汽车轻量化联盟成立近20年来,已经积累了一些可转化的轻量化科研成果。在“十五五”规划期内,联盟除继续聚焦汽车轻量化共性关键技术的攻关外,还要重点关注现存轻量化技术成果的转化和产业化,通过寻求优势资源、采用引进资金支持或股份制合作等多种形式,鼓励轻量化优秀技术成果转化落地,形成生产力,为我国汽车轻量化技术发展服务。


(三)促进开放合作与交流

6.深化汽车轻量化产业动态研究。研究国内外汽车工业轻量化技术发展现状和趋势,利用汽车整车轻量化评价方法团体标准,对比分析国内外乘用车和商用车、尤其是新能源汽车轻量化技术水平,掌握汽车工业发达国家在汽车结构轻量化设计、高强度钢、铝合金、镁合金、复合材料和工程塑料新材料研发应用以及连接技术等方面的发展动态,发扬优势、弥补短板,发挥联盟平台作用,集中产业链资源,聚焦关键技术,有效推动我国汽车轻量化技术可持续、健康、快速发展,缩短与国际领先水平的差距,力争在规划期末使我国汽车轻量化水平跻身世界一流水平行列。组织联盟专家委员会和行业力量开展汽车轻量化先进技术跟踪研究,在规划中期和期末撰写发布汽车轻量化技术发展研究报告。


7.加强国内外技术交流。针对汽车轻量化AI设计以及高强度钢、铝合金、镁合金、复合材料和工程塑料轻量化研发、生产、评价和应用的技术难点和关键核心问题,由联盟秘书处负责组织、联盟专家委员会提供技术支撑,采取线下、线上、巡展、展览和会议等多种形式相结合的方式开展国内外学术和技术交流,拓展组织联盟专家和供应商到整车和零部件企业开展现场巡展与实地技术交流的新模式,更好地为联盟单位做好汽车轻量化技术服务。进一步加强联盟举办的国际汽车轻量化大会(ALCE)和中国轻量化车身会议(SinoCarBody)的国际化,以我国汽车产品大批量出口为契机,扩大国际轻量化考察学习、学术交流与科研合作的力度和频度,充分发挥联盟成立的中德、中日技术委员会的外联内引作用,加速推进轻量化技术的国际进程。力争在规划期内举办国内学术交流不少于10次、国外学术交流不少于5次。


8.强化轻量化人才培养。聚焦高强度钢、铝合金、镁合金、复合材料和工程塑料新材料研发应用的行业需求与基础共性关键技术突破,组织联盟单位和产业链内专家,开展线上、线下多种形式、内容丰富的技术培训,重点开展对汽车整车和零部件企业从事轻量化技术研发的一线工程师的技术培训。以国汽轻量化(江苏)汽车技术有限公司作为轻量化人才实训基地,每年召集国内高校和企业从事轻量化的优秀本科生、研究生和工程师开展暑期夏令营轻量化学术交流和技术培训。构建汽车产业轻量化人才供需对接、互动交流、成长服务等专业特色平台,建立轻量化技术人才数据库,构建跨学科、跨产业的复合型轻量化人才队伍,建立高校与企业共同培养人才战略,实施积极开放的轻量化人才引进政策,推进国际化轻量化人才培养进程,不断完善汽车轻量化人才培养体系。预计在规划期内组织各种形式的轻量化技术人员培训不少于10次。


专栏3  技术交流与人才培养行动

1.深化国内外学术与技术交流。采取线下、线上、巡展、展览和会议等多种形式相结合的方式开展国内外学术和技术交流,拓展组织联盟专家和供应商到整车和零部件企业进行现场巡展与实地技术交流的新模式;进一步加强联盟举办的国际汽车轻量化大会(ALCE)和中国轻量化车身会议(SinoCarBody)的国际化,扩大国际轻量化考察学习、学术交流与科研合作的力度和频度,充分发挥中德、中日技术委员会的外联内引作用,加速推进轻量化技术国际化进程;力争在规划期内举办国内学术交流不少于10次、国外学术交流不少于5次。

2.强化轻量化人才培养。组织多种形式、内容丰富的技术培训,重点开展对整车和零部件企业从事轻量化技术研发的一线工程师的技术培训;依托国汽轻量化(江苏)汽车技术有限公司实训基地,每年召集国内高校和企业从事轻量化的优秀本科生、研究生和工程师开展暑期夏令营轻量化学术交流和技术培训;构建人才供需对接、互动交流、成长服务等专业平台,建立轻量化技术人才数据库;构建跨学科、跨产业的复合型轻量化人才队伍,推进国际化轻量化人才培养进程;预计在规划期内组织各种形式的轻量化技术人员培训不少于10次。


(四)构建科学高效的标准治理体系

9.强化标准制订与评价能力建设。围绕AI设计,高强度钢、铝合金、镁合金、复合材料和工程塑料材料的稳定性生产和控制,金属零件的冷、热冲压、辊压、热气胀、挤压、铸锻成形,复合材料和工程塑料的模压、袋压、拉挤、RTM、注射等成形方式,金属/复合材料混合结构一体化注塑成型以及零件间同种和异种材料连接技术的研发、性能评价和应用,构建从轻量化新材料研发与性能调控、零件高精度和高效设计与成形、零部件性能评价和应用的标准体系,补齐短板,引导汽车轻量化技术的高质量研发和应用。计划在规划期末新制定汽车轻量化技术标准20项以上,其中AI设计标准不少于2项、高强钢技术标准不少于5项、铝、镁合金技术标准不少于8项、复合材料和工程塑料技术标准不少于5项。


专栏4  标准体系建设工程

1.构建全链条标准体系。围绕轻量化新材料研发与性能调控、零件高精度和高效设计与成形、零部件性能评价和应用,以及同种、异种材料连接技术,构建覆盖研发、设计、成形、连接、评价和应用全过程的标准体系,补齐短板,引导汽车轻量化技术高质量研发和应用。

2.加快重点领域标准研制。加快AI设计、高强度钢、铝合金、镁合金、复合材料和工程塑料等重点领域标准研制,推动轻量化技术研发成果及时转化为标准。

3.完成量化标准目标。计划在规划期末新制定汽车轻量化技术标准20项以上,其中AI设计标准不少于2项、高强钢技术标准不少于5项、铝、镁合金技术标准不少于8项、复合材料和工程塑料技术标准不少于5项。


(五)组织实施重点攻关项目

10.组织实施“十五五”重点攻关项目。通过向联盟单位和行业征集汽车轻量化技术需求,经过分类、汇总、合并和筛选,并组织联盟专家委员会讨论与评审,确定汽车结构AI设计垂直大模型研发、模块化装配式多材料车身研发、CTC/CTB架构设计及评价体系、1500—2200MPa级别热成形钢(镀层)双门环、1500MPa及以上超高强钢成形新工艺、800MPa及以上级非调质钢在商用车上的应用、大型镁合金一体压铸集成设计、服役性能与变形控制技术、500MPa形变铝合金与成形工艺、车用玄武岩和低成本碳纤维复合材料产业化技术、异种材料连接关键技术及数字化连接在线质量检测系统等10个项目,作为轻量化联盟“十五五”期间重点技术攻关项目,组织产学研用力量分项实施、联合攻关,突破关键共性技术,实现预期成果。


专栏5 “十五五”重点攻关项目清单

三、加强组织实施

为保障本规划顺利实施,建立联盟技术发展规划执行委员会,包括领导小组、工作小组和秘书处,从组织上保证规划的顺利实施;制定明确的阶段目标和考核评价办法,由秘书处负责协调和组织,由工作小组带领以联盟单位为主组建的各项目团队分别实施,联盟专家委员会结构设计、高强钢、轻合金和非金属材料专家组负责技术支持。按照规划内容,形成以汽车企业轻量化技术需求为中心,结合行业上下游产业以及高等院校、科研院所和检测单位研发能力,以产学研用分工合作方式开展轻量化共性关键技术攻关、技术标准制定、数据体系构建、技术交流、人才培养和轻量化发展动态研究的推进实施机制。


由联盟秘书处向各联盟单位广泛征集轻量化技术需求,经过分类、汇总和提炼,以企业需求为牵引动态调整规划期间(2026—2030年)部分轻量化技术主攻方向;鼓励针对各技术难题组建产学研用相结合的技术团队开展项目研发与技术攻关,满足联盟单位对轻量化技术的不同需求,更好地服务于汽车行业。


组建汽车轻量化AI设计技术攻关团队,建立汽车轻量化AI设计垂直大模型,进行不同用途数据集的挖掘和模型训练,实现汽车零部件强度、刚度和模态等线性响应性能以及抗撞性和疲劳寿命等非线性响应性能的高精度预测,实现不同应用场景和性能要求的结构轻量化设计方案的智能优化。组建汽车高强度钢技术攻关团队,开展新型热成形高强钢、高强塑积和高疲强比高强钢的研发、成形和应用技术研究,探索低密度、低碳排高强钢新材料的研发和应用,显著提高汽车碰撞安全件和承载疲劳件的轻量化水平,进一步完善高强钢应用技术体系。组建铝、镁合金技术攻关团队,开展新型高强韧、高疲强比形变铝、镁合金和铸造铝镁合金研发及材料性能稳定性调控与评价,掌握铝、镁合金大型压铸件集成设计、铸造成型和性能评价关键技术,提高大型压铸件的成品率、性能稳定性和一致性水平,探究高强韧形变铝、镁合金的冲压、锻造成形关键技术,实现成果转化和应用。组建复合材料和工程塑料技术攻关团队,重点研究玄武岩和碳纤维复合材料零件的低成本设计和制造技术,掌握复合材料零部件多尺度建模、高精度仿真分析与性能评价方法,研发低密度微发泡高性能工程塑料新品种,扩大复合材料和工程塑料在汽车轻量化领域的应用,不断提高汽车轻量化水平。


由轻量化联盟牵头,引导并推动联盟成员单位跨学科、跨产业相互协作,吸纳联盟外部优质资源,建立以轻量化共性关键技术研发为主导的团队,引导国家重大专项资金向汽车轻量化领域不断投入,改善行业内轻量化技术研发资金投入不足问题;组织团队更多争取国家和地方政府立项的轻量化科研项目,以项目为纽带,凝聚项目团队力量解决汽车轻量化领域的技术难题,满足国家对轻量化共性技术的需求。由联盟秘书处负责组织、联盟专家委员会提供技术支撑,组织联盟单位和产业链内专家开展线上、线下多种形式、内容丰富的轻量化技术交流和培训,为行业培养更多高水平轻量化技术人才,并向政府及相关部门持续推荐汽车轻量化高端人才,不断完善汽车轻量化技术交流和人才培养体系,保证我国汽车轻量化技术可持续健康发展。