2.1 有效减重、节能减排

根据美国铝业学会的报告，汽车中每使用1 kg铝，可以获得2.2 kg的减重效果[1]，且服役期内将减少20 kg尾气排放；铝合金在汽车中的使用带来轻量化效果外，又使得制动器等零部件实现减重，即产生二次轻量化，据美国铝业公司的研究，汽车典型零件用铝的一次轻量化效果可达30%～40%，二次轻量化效果可提高至50%[2]。此外，汽车的油耗与整车质量有着很大关系，而二氧化碳排放量与油耗呈正相关。大量数据表明，汽车质量每减轻1%，可节省燃料消耗0.6%～1.0%；自重每降低100 kg，每行驶100 km可节约0.7 L的汽油消耗，二氧化碳排放可减少约5 g/km；若整车质量降低10%，燃油效率可提高6%～8%，尾气排放将减少5%～6%；当汽车质量减轻50%，二氧化碳排放减少13%的同时，硫化物、氮化物等其他有害物质的排放也会相应减少[3-4]。

2.2 行驶性能、安全性能提高

在汽车上使用铝合金能够减轻汽车质量，且其安全性能和行驶性能可以得到提高。据美国铝业协会研究，铝合金在汽车中实现25%的轻量化效果，那么汽车加速到96.56 km/h的时间就能够缩短4 s[5]。同时，铝合金的轻量化效果使得汽车动力传动系统负荷降低，因此在较低的牵引负荷状态下，汽车就能得到同样甚至更好的行驶性能。此外，在同样设计要求条件下，铝合金不仅能有效减轻汽车自身质量，而且吸收碰撞的性能比钢材优异。当汽车发生碰撞时，与钢材相比，铝合金材料更容易形成褶皱和变形，会多吸收50%～70%的冲击力，从而在实现车身轻量化的同时提高了汽车安全性[6]。另外，铝合金在汽车上使用通常会使得汽车整体重心降低，汽车驾驶的舒适性及稳定性相应得到提高。

2.3 装配效率高、易回收

铝合金整体车身只有部分需要点焊，焊点少，加工工序缩短，且不需要做防锈处理，因此可显著提高汽车的装配效率。此外，铝合金熔点低，在使用期间腐蚀率低且程度轻微，因此便于回收利用。由于生产零件采用再生铝耗能远低于原生铝所用能量，因此再生铝材料在未来汽车上的应用将得到提高。

4.2 连接技术

乘用车车身大部分的工件都是通过焊接连接而成，而铝材的焊接技术难度远大于钢材，因此如何改善汽车铝合金覆盖件的焊接性能，提高焊接质量成为了扩大铝合金在汽车覆盖件上应用的难点。此外，未来汽车发展朝着多材料结构方向，这就要求对不同种类的材料进行连接（如钢-铝、镁-铝、碳纤维材料-铝等）。虽然Yan[9]和Badu等[10]分别通过冷金属过渡焊接和激光焊接技术在一定程度上实现了异种金属连接，但都没有得到广泛地应用，因为冷金属过渡焊接时，熔滴一旦接触到熔池将会发生短路，导致焊接过程不稳定；而激光焊接在焊接时焊缝内气体不易溢出，焊缝质量不理想。此外，传统的焊接技术不能满足异种材料连接时存在的变形和应力、界面硬脆相、电化学腐蚀评价检测问题，因此探究连接新技术尤为重要。

4.3 涂装性能

铝合金材料的涂装前处理工艺与钢材基本相同，但传统的钢板磷化处理时，磷化液中游离的氟离子含量较低，不能对铝板进行腐蚀，导致铝板生成的磷化膜质量不高。正常情况下，板材涂装后的耐蚀性及附着性与磷化膜质量息息相关，磷化膜质量过厚，板材涂装后的耐水二次附着力会显著下降；而磷化膜质量过低，则板材耐蚀性下降[11]。有学者研究发现，铜和镁的添加能够改善铝材的磷化膜质量,但是添加后铝材的耐腐蚀性能都会变差。此外，铝合金种类不同时，其磷化膜的大小、质量和附着状态、电泳漆膜及面漆的外观、附着力、硬度、光泽、耐水、耐腐蚀、耐冲击性能都有所区别，需要对其全面测试才能满足汽车涂装的性能要求[12]。可见，铝合金材料涂装前处理工艺的多样化和复杂化将成为铝合金在汽车上应用的一大挑战。

4.4 冲压成形技术

汽车车身构件的主要成形方式为冲压成形，相较于已广泛研究应用的钢，铝合金板材的冲压成形技术还不成熟，存在着大量问题。铝板塑性及延伸率较钢板差，弹性模量也只为钢的三分之一，在冲压成形时会因为倒角和间隙偏小使得金属流动困难，因而板材各处受力不均匀，极易产生裂纹和起皱缺陷，且成形后出现回弹现象，将导致板材成形精度出现偏差[13]。另外，铝板表面氧化膜较钢板塑性差、易破碎，在成形过程中不具有润滑作用，并且铝合金修边时料屑难以控制。此外，2系、6系及7系可热处理合金在室温放置时不可避免的存在自然时效现象，这将影响板材的成形性能且使得人工时效效果降低[14]。因此，未来应当综合考虑影响铝合金板材冲压成形性能的主要因素，比如工艺参数、圆角大小、材料属性、压边力、摩擦系数、润滑情况等因素；同时重视对铝合金先进加工制造工艺的研究，改善并解决铝合金的成形缺陷，提高成形铝的合格率。

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