汽车轻量化的理论和意义
汽车轻量化概念其实就是在有效保证车体刚度、强度、碰撞性能以及模态等各方面性能的基础之上，尽量降低汽车的整备质量，以有效提升汽车的安全性能和动力性能，降低能耗和给环境所造成的污染。
现如今各个国家都在倡导甚至强制执行降低汽车油耗的政策，根据相关调查研究表明，如果汽车整体重量降低10%的话，就可以降低6%~8%的油耗，同时还可以减少5 g/km的CO2排放量。由此不难看出，汽车车身轻量化对于能耗和环保都起着至关重要的作用，这一研究课题也逐渐成为各制造商所重点关注的话题。但是在具体执行过程中需要注意的是，不能只是一味降低能耗，而且还应该有效确保汽车行驶过程的安全性能。现如今对汽车轻量化处理主要以减轻自重手段为主，可是车身是整个汽车最为主要的承载件，首先应该保证其强度、刚度和耐久性，同时还应该对其振动噪声、行驶安全以及耐久性进行充分的考虑。

汽车车身轻量化方法
1.轻量化的设计和分析 
在最初的设计阶段就应该对轻量化引起足够的重视，可以充分利用计算机CAD/CAE技术来对新能源汽车进行最优布局和结构方面的设计，在对一些关键零部件进行设计的时候，可以充分结合汽车车身的实际情况来进行适当的调整。
随着新能源汽车的不断发展，其对汽车发动机的要求也越来越高，要求发动机拥有高效率、高可靠性、体积小、质量轻的同时，也要求其有低燃油消耗率和低排放等，因此减轻发动机的重量对汽车轻量化也至关重要。
从总体趋势上看，发动机一直在向着轻量化的方向发展。ＣＡＥ技术在发动机设计领域也得到广泛应用，采用ＣＡＥ技术的拓扑优化方法，可以在刚度不变的情况下减轻重量， 或重量不变的情况下提高刚度。目前，拓扑优化方法主要应用于连杆盖、主轴承盖等的优化设计，并取得了不错的效果：福特应用拓扑优化使连杆应力降低了１７％而保持重量不变；奥迪应用拓扑软件进行发动机支架优化， 在自振频率提高３０％的情况下重量减轻了２０％， 而在进行主轴承盖优化设计中，重量减轻了２２％。
在设计初期还应该对零部件的强度实施CAE 分析，当然也可以从已有数据库当中直接提取相应的强度和刚度，从而有效提升设计效率；另外还应该充分结合多目标全局优化和参数反演技术来进行具体的设计，主要包括对各零部件的优化分块和轻量化材料的具体匹配，最终实现对零部件数量的减少以达到有效减轻车身重量的目的。
在设计初期对车身轻量化引起重视可以有效避免后期制造过程中的频繁更改，不仅有效降低了制造成本，而且还大大减少了工作人员的工作量，但是其也存在一定的缺陷，即需要对数据库进行及时的更新，否则便不能获取最新的数据和最真实的验证。
2.采用材料替代或采用新材料  
在对新能源汽车车身轻量化设计过程中，各种新型材料扮演着越来越重要的角色。就我国目前的情况来看，这些新型材料的使用可以有效减轻车身的重量，主要包括两大类，一类是轻质材料，例如镁合金、铝合金、塑料、钛合金以及一些复合材料或者是陶瓷等；另一类是高强度材料，例如高强度不锈钢和高强度钢等。
现如今各种新型材料在新能源汽车车身轻量化设计和制造过程中的应用已经非常广泛。根据2017年中国国际铝工业展期间发布的《汽车轻量化调研报告》来看，镁、铝、钛合金原材料是使用最多的轻量化材料；其次是高强度钢；第三位是复合材料。其中，镁、铝、钛合金也是汽车轻量化技术路线中的重要材料之一，以铝合金及镁合金尤为突出。铝合金因其良好的成形性、抗时效稳定性、光鲜性及涂装工艺性等被作为轻量化材料的首选。但是其本身的强度低、价格高也是阻碍其发展的首要问题。镁合金由于密度小、阻尼性能好、铸造流动性能好，因此有着良好的应用前景，目前在北美及欧洲被广泛应用。但对国内整车企业来说，由于受成本和成型技术的限制，目前主要应用在变速器壳体以及铸造镁合金零件方面。
复合材料在汽车中的应用也越来越广泛，目前主要用于车身内、外饰及车用管材、带材及车身部件。碳纤维不仅具有很好的高扭转刚度和整合度，而且还具有非常高的安全性和轻量化等多种使用优势。虽然，材料和制作成本极大地制约了碳纤维在汽车上的广泛应用，但其在豪华车上的应用已相当成熟，而实现大规模应用碳纤维，已经实现商业化的汽车当属宝马。据悉，宝马7系730Li的车重只有1 830 kg，甚至比全铝车身的奥迪A8L 30FSI还要轻90 kg。
用现代化的新型材料来替代以往传统的制造材料可以有效实现汽车车身的轻量化，因为这些材料本身就具有高强度和轻质量的特点，从而更好地满足汽车各方面的使用性能。但是在具体应用过程中也存在一定的缺陷：新型材料的成本要比以往传统材料高出很多，而且结构也相对比较复杂。
3.采用先进的制造工艺 
我国目前的汽车车身轻量化制造工艺主要包括激光拼焊技术和热成型技术，激光拼焊制造技术最早开始于20世纪，最初使用该项技术主要是为了有效解决钢板宽度不足的现象，随着汽车行业的迅猛发展，这项技术被越来越广泛地应用到各国汽车制造过程中，其在具体使用过程中可以利用焊接来组建一个非常完整的零件，然后再将其压制成所需要的形状，很大程度上降低了能耗。和以往传统的制造工艺相比较而言，这项技术更好地发挥出板材的使用优势，不但有效提升了车身的强度，而且还通过零部件数量的减少降低了制造成本。除此之外，对激光焊接技术进行合理的应用还可以对搭接缝进行很好的消除，从而有效提升汽车车身的抗腐蚀性能。虽然已经得到了广泛的应用，但是由于技术还不是非常成熟，所以还没有发现非常适合激光拼焊板的材质，所以目前也只是局限于在铝板和钢板的焊接。而热成型技术主要是利用冲充压，将高强钢板材加热到接近奥氏体温度上，然后再将其快速转移至具备冷却系统的模具当中进行冲压，最后对其开展保压与冷却工作，有效提高该材料的整体强热成形。该项技术的利用可以将材质的抗拉强度增至1 700 MPa甚至更高，从而使得汽车车身重量有效降低的同时还增强了车身的强度，进一步使得汽车车身具有更好的安全性。通过各种新型材料的合理组合可以使得新能源汽车更好地实现轻量化车身结构，如表所示。 

　　
轻量化设计评价
汽车的轻量化设计是在尽量不增加制造成本的前提下改进结构、优化使用性能并尽量降低车重。所以，单纯地降低车重并不足以衡量汽车的轻量化水平，必须与汽车的各项性能相结合。虽然，当前汽车轻量化已成为大势所趋，但其评价方法一直未随其同步发展，主要方法参见以下内容。
1.车身总量
车身总量是轻量化的评价参量。宝马公司提出了轻量化系数的概念，作为评价车辆轻量化的参量，其定义为：
    

 在该公式当中，MGer ——白车身重量，L ——轻量化系数，Ct——车身静扭刚度，——为轮距与轴距相乘的面积。在具体使用过程中，一定要对风窗玻璃载荷承受力进行有效的保障，否则高拉应力有可能会造成风窗玻璃的损坏。在汽车轻量化过程中，最为主要的就是对其覆盖件、车身以及悬架系统的重量减轻，如果从不同的角度来对其轻量化进行评价的时候，Ct会取值不同，具体取值应该充分结合实际需求来对其进行最为科学合理的取值。
轻量化系数能较直观地反映汽车车身本体的轻量化水平，它适合于车身本体的轻量化效果评价。
2.性能满足各类碰撞法规
新能源汽车的静态刚度、动态刚度以及其他一些特性都和车辆的安全有着非常紧密的联系，同时也是对车身各种碰撞法规和抗冲击能力提升的前提和基础，当汽车发生侧面或者是正面碰撞的时候，车身自己可以吸收一定的能量，并且还应该尽可能确保车内人员可以打开车门。

总结
总而言之，在对新能源汽车车身进行轻量化设计过程中，不仅要尽可能降低车身的总体重量，同时还应该有效确保车辆行驶过程的安全性和耐久性。很多学者已经对这一问题进行了大量的研究，结果表明最好的方法就是采用现代化的新型轻量化制造材料，同时结合其他一些方法来有效提升汽车各个方面的性能，最终达到节能减排的目的，更好地确保了我国新能源汽车未来的发展前景。