本书以汽车各系统（车身、内外饰、底盘、三电系统等）的轻量化材料为主线展开，系统地介绍了新能源汽车轻量化涉及的各项材料与工艺技术知识，涵盖金属（高强钢，铝、镁合金等）、非金属（塑料、碳纤维复合材料等）材料体系，三电（电池、电机、电控）系统轻量化技术及连接工艺（焊接、机械连接、胶黏），等等。书中内容是编者多年工作经验的总结，是汽车整车和零部件开发设计的基础。 本书内容前沿，与国际发展同步，兼具理论深度与工程实用性，构建 “材料-工艺-设计-评价” 全链条技术图谱，建立了全生命周期成本模型与多目标验证体系，提供系统化的轻量化解决方案。 本书可供新能源汽车材料设计、工艺研发的技术人员阅读，也可作为新能源汽车相关专业高等/职业院校师生的教材。

第1章绪论001 1.1新能源汽车与轻量化001 1.1.1轻量化技术基本概念解析001 1.1.2新能源汽车轻量化技术路径002 1.1.3新兴领域应用中的轻量化需求（飞行汽车、无人机）004 1.2轻量化对新能源汽车成本及安全性的影响005 1.2.1轻量化技术的成本双向作用005 1.2.2轻量化与汽车安全性能006 1.3材料关键性能等多维度技术支撑007 1.3.1材料关键性能驱动轻量化创新（材料科学视角）007 1.3.2高强钢、铝合金与碳纤维的力学性能驱动应用场景008 1.3.3模具材料：轻量化制造的关键支撑009 1.4本章小结、创新点与思考题010 参考文献011 第2章汽车工程材料技术012 2.1汽车工程材料分类及性能012 2.1.1分类012 2.1.2性能012 2.2汽车零部件材料017 2.2.1金属材料017 2.2.2非金属材料053 2.3汽车模具材料061 2.3.1冷作模具材料及热处理061 2.3.2热作模具材料及热处理065 2.3.3塑料模具材料及热处理074 2.4本章小结、创新点及思考题080 参考文献081 第3章用于汽车的先进钢材082 3.1汽车轻量化与先进钢材发展的必要性082 3.1.1先进钢材对汽车轻量化的推动作用082 3.1.2钢材在汽车材料中的不可替代性：以宝马i3为例085 3.2汽车高强钢的分类与特性087 3.2.1第一代高强钢：双相钢（DP钢）、相变诱导塑性钢（TRIP钢）087 3.2.2第二代高强钢：孪晶诱导塑性钢（TWIP钢）088 3.2.3第三代高强钢：淬火配分钢（QP钢）与中锰钢089 3.2.4马氏体钢（MS钢）、多相钢（CP钢）等090 3.3热成型钢（PHS）技术090 3.4高强钢在车身系统的应用091 3.4.1安全笼结构强化（高强钢的强度-刚度协同设计）091 3.4.2高强钢防撞横梁（材料强度-吸能特性拓扑优化）092 3.5高强钢在内外饰系统中的应用094 3.5.1汽车内外饰材料的轻量化场景094 3.5.2高强钢座椅骨架（强度-密度平衡的刚度保障技术）095 3.6高强钢在底盘系统中的应用097 3.6.1新能源汽车底盘系统及簧下质量097 3.6.2高强钢控制臂（兼顾轻量化与热处理）099 3.6.3高强钢轮毂（兼顾轻量化与疲劳性能）100 3.7高强钢在三电系统中的应用（跨级别化与归一化）101 3.8新型高强钢的开发（强度与塑性、韧性的平衡）102 3.9车身结构安全部件材料匹配优化设计103 3.9.1车身结构安全部件材料匹配优化原则103 3.9.2车身结构安全部件材料匹配优化方法及案例104 3.9.3车身结构安全部件材料匹配的验证105 3.9.4提高安全性的汽车车门结构设计案例106 3.10汽车用钢的环保及回收技术106 3.11本章小结、创新点与思考题107 参考文献108 第4章铝合金、镁合金与轻量化应用110 4.1汽车铝合金和镁合金的分类及特点110 4.1.1汽车铝合金的分类110 4.1.2汽车铝合金的性能特点112 4.1.3可热处理强化铝合金及应用场景112 4.1.4汽车镁合金的性能特点114 4.2铝合金在车身上的应用115 4.2.1铝合金汽车覆盖件（轻量化与安全性的平衡）115 4.2.2铝合金汽车B柱加强板（热成型钢的塑性平衡）117 4.2.3铝合金防撞梁设计案例（作者团队的开发案例）118 4.3镁合金在内外饰上的应用119 4.3.1镁合金仪表板横梁（轻量化与设计灵活度）119 4.3.2镁合金座椅骨架（轻量化与集成化）120 4.4铝合金、镁合金在底盘上的应用121 4.4.1铝合金转向节（簧下质量的提升）121 4.4.2铝合金摆臂（强度与疲劳性能）121 4.4.3镁合金轮毂（比强度与抗阻尼）122 4.4.4铝合金副车架（强度与轻量化平衡）123 4.5铝合金、镁合金在新能源三电系统的应用（案例见第6章）125 4.5.1铝合金在三电系统的应用125 4.5.2三电用铝合金技术的发展127 4.5.3镁合金赋能三电革命：轻量化撬动能量效率的杠杆130 4.5.4三电用镁合金技术发展关键技术130 4.6一体化铝合金压铸技术与集成计算材料工程132 4.6.1一体化铝合金压铸技术132 4.6.2压铸铝合金的ICME133 4.6.3模拟预测不同合金元素添加对铝合金微观结构的影响133 4.6.4压铸铝合金凝固过程模拟与缺陷预测134 4.6.5压铸铝合金工艺参数与工艺性能关联分析134 4.7铝合金、镁合金的环保与回收技术134 4.8本章小结、创新点与思考题136 参考文献137 第5章非金属材料及轻量化138 5.1非金属材料及轻量化应用138 5.1.1汽车用非金属材料种类138 5.1.2汽车用塑料及复合材料主要类型139 5.2非金属材料在车身系统的应用141 5.2.1塑料后尾门（轻量化与成本优势）141 5.2.2塑料前端框架（轻量化与集成化）143 5.2.3塑料翼子板（轻量化与在线涂装）145 5.2.4结构胶的轻量化应用（提升刚度和模态）147 5.2.5水性阻尼材料轻量化技术（轻量化与汽车舒适性）148 5.2.6薄壁低密度PP材料的开发与应用（作者团队的开发案例）149 5.3非金属材料在内外饰系统的应用150 5.3.1塑料仪表板横梁（轻量化与集成化）150 5.3.2复合材料顶棚（轻量化与环保性）151 5.3.3新型塑料玻璃（轻量化与安全性兼顾）152 5.4非金属材料在底盘系统的应用154 5.4.1非金属材料底盘（轻量化与耐腐蚀）154 5.4.2新能源汽车底盘车架轻量化（轻量化与高性能）155 5.5碳纤维复合材料及轻量化应用156 5.5.1碳纤维复合材料的性能与应用156 5.5.2车用碳纤维复合材料成型方法157 5.5.3车用碳纤维复合材料成本分析159 5.5.4汽车用纤维吸声材料研究（轻量化与吸声性能兼顾）160 5.5.5碳纤维复合材料在电池包壳体的应用（轻量化与高强度）162 5.5.6碳纤维复合材料汽车件设计与验证（作者团队的开发案例）163 5.5.7碳纤维复合材料汽车前车门轻量化设计（作者团队的开发案例）168 5.5.8碳纤维复合材料发展方向174 5.6汽车塑料和碳纤维复合材料的环保与回收技术177 5.7本章小结、创新点与思考题178 参考文献180 第6章新能源汽车三电系统轻量化181 6.1三电系统结构及轻量化发展181 6.1.1三电系统结构181 6.1.2三电系统的轻量化发展181 6.2动力电池系统的轻量化方案182 6.2.1电芯（单体电池）的轻量化183 6.2.2电芯结构的轻量化185 6.2.3电池包热管理系统的轻量化186 6.2.4电池箱的轻量化187 6.3电机系统的轻量化方案191 6.3.1结构优化191 6.3.2采用高功率电机191 6.3.3集成化电机192 6.4电控系统的轻量化方案193 6.4.1新能源汽车的电控系统简介193 6.4.2新能源汽车的电控系统的轻量化193 6.5新能源汽车高压线束的轻量化194 6.6结构创新：电池与车身一体化技术197 6.7三电系统零部件的回收技术199 6.8本章小结、创新点与思考题201 参考文献202 第7章轻量化材料连接工艺203 7.1焊接203 7.1.1电弧焊203 7.1.2激光焊207 7.1.3电阻焊208 7.1.4搅拌摩擦焊209 7.1.5超声波焊211 7.2机械连接212 7.2.1无铆钉铆接技术213 7.2.2自冲铆接技术213 7.2.3流钻螺钉连接技术215 7.2.4高速射钉连接技术216 7.3胶黏剂连接216 7.3.1胶黏剂连接技术简介216 7.3.2胶黏剂在金属材料连接中的应用218 7.3.3胶黏剂在非金属复合材料连接中的应用219 7.4新能源汽车连接技术案例221 7.4.1一体化压铸铝合金连接技术221 7.4.2A356/6005A异种铝合金MIG焊焊接接头（作者团队的开发案例）223 7.4.3钢铝混合后地板总成的自冲铆连接性（作者团队的开发案例）224 7.4.4“碳纤维复合材料/DC04钢”胶接技术（作者团队的开发案例）225 7.4.5电池包箱体焊接226 7.5本章小结、创新点与思考题227 参考文献228