轻量化是减少汽车燃油油耗的关键技术手段。同时，在新产品和新技术研发方面，轻量化的前提是必须确保汽车的动态行驶性能、经济性、安全性和舒适性等不打折扣。为了实现这些目标，ZF公司越来越多地采用了综合性的轻量化技术和方法。

减轻轿车的重量在提高电动驱动轿车的行驶里程、赢得客户的认可方面有着重要意义。别小看只是减少了几千克的质量，它对所有的汽车都有着非常重要的影响，包括对传统的以内燃机为动力的普通轿车。例如，若一辆轿车的质量减轻100kg则其百公里油耗可减少0.3L；相当于每公里减少CO2排放7.5kg。下面介绍的发展趋势集中说明了轻量化设计在未来汽车制造中的重要作用：

（1）过去几年里，汽车中与安全性和舒适性有关零部件的重量在不断减轻；

（2）法律法规制定者出台了更加严格的CO2排放的国际标准，而贯彻落实这些减排法规离不开减轻汽车的重量；

（3）车辆非簧载重量越小，车辆的安全性、舒适性和行驶动态性能也就越好。

对ZF公司来讲，这也就意味着：要在底盘技术中采用不同的方法和技术来减轻相关零部件的重量。其中，选用合适的金属材料以及正确的金属材料组合发挥着重要作用。除了钢材和铝合金材料之外，ZF公司目前越来越多地使用FKV纤维增强复合材料。在设计这种材料制造的零部件时，设计师们必需采用新的设计方法以便使纤维增强材料能够最佳地发挥其增强特性，让纤维走向与受力方向保持性能上的匹配。

符合加工工艺技术的零部件设计与功能性、结构优化的完美结合反过来又能节约材料的用量、减轻零部件的重量，从而也成为轻量化设计的一个重要方法。

符合加工工艺技术的零部件结构

在功能集成技术中，多个零件或者部件的功能都汇总到一起。结构优化、功能集成和符合加工工艺技术的零部件结构就成为节约资源的使用原材料的一个重要突破口。在尝试减轻重量的实验中，OEM厂商们都观察得非常仔细。他们对任何一点点减轻重量的零部件设计和研发都表示欢迎，因为每个零件减少一点点重量后，整车减轻的重量就会是一个相当可观的数字。

目前，ZF公司设计的SMiCA（板金集成式控制臂）是一种能够量产的轻量化设计零部件。这种横向导臂没有一个铆钉或者连接螺栓。它比传统的板材横向导臂的重量减轻了23%。另外，它比传统结构型式的横向导臂零部件数量减少了很多，为车辆的底盘设计提供了更大的自由空间。

ZF公司利用所谓的有机板（Organoblech）和压力铸造技术开始批量生产的轻量化制动踏板清楚地告诉世人：如何在不影响承载能力的情况下把制动踏板的重量做得比传统钢制制动踏板减轻了50%。Organoblech有机板是一种连续的长纤维增强的热塑性塑料材料，有着很高的强度和刚性。它的生产加工工艺技术是热成形和压铸技术相结合的新技术。因此，这种轻量化制动踏板的生产工艺步骤比传统钢制制动踏板更少，只需不多的几个生产步骤就能够制造出来。同时，它所使用的材料也是完全可以回收再利用的材料。ZF公司这种有机复合板材制造的制动踏板获得了碳纤维增强塑料大会CFK颁发的综合创新奖。

ZF公司进一步研发生产的、带车轮横拉杆的轿车后桥悬架也改用了纤维增强材料，使得整个后桥系统都成为轻量化材料设计制造的零部件。这一轻量化设计的后桥系统比传统的钢制后桥的重量减轻了15%，而它的优点不止这些。与传统的多种材料后桥的设计方案相比较，这里惟一的一个部件——横拉杆——不仅承担了车轮导向的任务，而且也承担着减轻上下和俯仰晃动的任务。通过车辆后桥的集成，降低了整个后桥的复杂性，减少了OEM厂商的安装工作量，同时也减少了安装空间的占用，与此同时，零部件数量的减少也意味着车辆重量的减轻。

企业的复合材料技术中心

为了实现新研发零部件的批量化生产，ZF公司于2013年在德国施魏因富特市（Schweinfurt）总部所在地建立了自己的复合材料技术中心。这一研发中心开发纤维增强复合材料零部件批量生产的工艺技术，从而满足许多轻量化设计零部件大批量生产。

有着铝合金套管的轻量化设计的减振器已经在几年前就可以批量化生产了。ZF公司研发的铝合金材料轻量化结构减振器和钢制轻量化设计的减振支柱也都接近批量化生产。铝合金材料轻量化结构减振器将会减轻25%的重量。这是一种铝合金－纤维增强材料组合而成的单管减振器。

在前桥的钢制轻量化减振弹簧系统设计中，ZF公司采用了钢－复合材料相结合的设计方案：空心连杆和变壁厚套管的轻量化设计方案。所用材料的厚度随着功能要求的提高而加厚；减振套管其他部位的壁厚都设计地尽可能薄一些。这一措施实现的减重高达20%。

不仅是轻量化设计的铝合金减振器，轻量化设计的钢制减振支柱都是在创新性的连接技术帮助下得以实现。

小型轿车使用的创新性概念车

ZF公司的轻量化设计方案并没有停留在今天已经能够批量化生产和接近批量化生产的产品品种框架内。在自己多种多样的轻量化设计零部件基础上，ZF公司又瞄准了未来的轻量化轿车行驶机构。ZF公司创新性的概念车就清楚地告诉人们：未来的电动轿车又有多少轻量化设计、减轻重量的可能性。在这一轻量化设计的电动轿车底盘中，电驱动装置加上逆变器对减轻整车重量起到了很好的补充和帮助作用，也提高了电动轿车的行驶里程和驾驶动态性能。

创新性概念车的电驱动系统是按照未来的城市行驶要求设计的——安装在车桥中部的驱动模块能够提供90kW的动力，在低速时就有着很高的驱动转矩。电驱动模块既可以是纯电动驱动的微型轿车和小型轿车的高效驱动动力系统，也可以是轴混合动力型轿车的电驱动后桥。

在ZF公司开发的创新性概念车中，底盘的零部件也都进行了轻量化设计：重量的减轻直接提高了电驱动轿车的行驶里程，提高了蓄电池的载重性能。减轻车辆的重量、减少未减振支承零部件的质量也提高了车辆的机动性能，因为减重能够节约燃油消耗、提高车辆的机动性能。

在这一概念车的前桥中，由纤维增强材料设计的减振器和车轮转向拉杆构成了轻量化设计的悬架支柱模块。创新性的FKV纤维增强复合材料设计保证了零部件的表面非常光滑。减轻的重量也是非常明显的：与传统的钢制标准结构件相比较重量减轻了40%。在这一轻量化设计概念车的前桥中也用混合动力自动对中支承取代了传统的钢制稳定连接件。在使用了碳纤维增强材料、聚合物压铸技术和更强大钢材之后，这一零部件的重量减轻了16%。

重量很轻、减振性能很好

利用新的轻量化设计后桥连接拉杆，ZF公司的工程师们不仅降低了创新性概念车的重量，而且也提高了它的减振性能。借助于稳定器－逆变器相互结合的设计方案实现了按照用户希望的晃动状态保持车辆行驶中的平稳性。这一技术方案也提供了使用纤维增强材料制造行驶稳定装置的可能性，提供了进一步减轻车辆重量的可能性。据ZF公司介绍，CFK纤维增强材料稳定器的重量可以减重50%左右，正如ZF公司在其概念车中所实现的那样。

ZF公司的横置板簧后桥系统是利用钢材和复合材料设计的。与铝合金材料和压铸复合材料轻量化设计的减振器配套使用是最理想的配套使用方式。它们总体的结构优化后的重量比传统的减振器减轻了25%。