⑴ 鋁的密度是多少克每立方厘米
經常關注車圈的朋友應該都發現了，鋁作為一種車身材料，其強度一點不比發動機、變速箱、底盤這三大件差。要是哪台新車用了鋁合金車身，那廠家不僅PPT得吹上好幾頁，而且平時沒事就會拉著白車身去車展、4S店、商場瞎轉悠。除了廠商，消費者對鋁的關注度同樣不低，誰家新車要敢比海外版少用一塊鋁，網友就會義憤填膺地舉起鍵盤，分分鍾將論壇佔領。那麼問題就來了，鋁到底能比鋼強多少呢？除了輕，鋁還有哪些獨門絕技呢？為啥好車偏偏對鋁材情有獨鍾呢？請往下看！
與便宜車型上使用的鋼材相比，鋁合金最大的優點就是重量足夠輕！要知道，鋼材的密度為7.8g/cm3，而鋁的密度卻僅為2.7g/cm3。這就意味著在同等體積下，鋁的重量只有鋼材的三分之一左右，甚至比大家印象中重量超輕的鈦合金的4.5g/cm3還要更輕。
所以在車身上使用鋁合金材料，或者將原本鋼制車身上包括車門、引擎蓋、翼子板在內的覆蓋件替換成鋁制，目的就是為了減重。在目前國內市場中，寶馬5系可以說是採用鋁制覆蓋件的代表車型。這里我們不妨做個對比，與5系同級別的國產賓士E級因為覆蓋件「鋁換鋼」，所以最低配車型的整備質量達到了1780kg，而同樣最低配的5系則只有1705kg，相當於E級天生就比5系多拉了一個體重150斤的人！
為車輛使用鋁合金減重的好處頗多。在駕駛層面，重量越輕的車，所擁有的慣性就越小，所以無論是在加速、減速，還是過彎時，車輛改變當前狀態的阻力就會越小，響應速度就能得到提升。這也會讓那些花大錢買好車的人，切身感受到他的車要比那些便宜車更「好開」。
此外，更輕的重量還可以顯著降低車輛的油耗。根據國際研究機構實驗表明，汽車整備質量每減少100kg，車輛的百公里油耗就可以降低0.3~0.6L，這對於如今嚴苛到「慘無人道」的油耗、排放法規來說，無疑有著重要的意義。
黃線為車輛重心高度
除了能降低慣性和油耗外，使用更輕的鋁合金覆蓋件還可以起到降低車輛重心高度，以及優化前後配重的目的。如上圖所示，一般燃油車的重心高度在550mm-580mm左右（上圖黃線高度），所以如果能對這個高度以上的部位，像是引擎蓋、車頂進行減重，那就相當於降低了車輛的重心高度。而車輛的重心越低，車輛過彎時所產生的側傾也就越小，駕駛員的主觀操控感受也就越好。此外，對於一些車頭較重的車型來說，將車頭的引擎蓋、翼子板等車身覆蓋件更換成鋁合金材質後，還可以在一定程度上降低車輛前橋的承重，進而起到優化車輛前後配重的作用。
路虎攬勝全鋁車身
除了車身覆蓋件以外，越來越多的豪華品牌還開始在白車身上通過使用鋁合金替代原本的鋼材，盡最大可能去減輕車重。像是第四代路虎攬勝在使用了全鋁車身以及大量鋁合金覆蓋件後，就比使用鋼制車身的第三代攬勝直接輕了420公斤，相當於減去了5個170斤的成年男性！
凱迪拉克CT6白車身
當然啦，由於全鋁車身的成本過於高昂，所以大多數豪車採用的只是通過提高白車身鋁合金材料佔比的方法來減重。比如凱迪拉克CT6，通過在白車身上將鋁合金佔比提升至64%，外加使用各種鋁合金覆蓋件，大幅降低了整車重量，最終幫助這台車長5米2，尺寸跟標軸賓士S級一樣大的全尺寸轎車將整備質量控制在了1663kg，比體型小一號的國產長軸賓士E級還輕了100kg左右！
而要說到如今最需要通過鋁合金減重的車型，那無疑就是逐漸成為主流的電動車了。這是因為電動車每重10%，車輛電耗就會增加5.5%。我們以一台使用鋁合金車身，整備質量1800kg，續航500km的電動車來舉例。由於鋼制車身通常比鋁合金車身重200kg，所以如果將這台電動車的車身換成鋼制，那它的重量將會達到2000kg。相應的，續航里程則會從原來的500km降低到472.5km。此時，如果鋼制車身電動車要想通過增加電池容量的方式將失去的續航補回來，那這台車則需要增加4.5Kw·h的電池容量才能重新做到500km續航，相當於要為電池多花6000塊左右的成本。
雖然算上這6000塊，鋼制車身+額外電池的方案依然能比同續航里程的鋁制車身省去幾千塊生產成本。但對於購買20萬以上，追求電動車體驗的消費者而言，一台車在整個使用周期中更好的能耗表現，以及更好行駛質感的吸引力，肯定是要大於幾千塊差價的。這就跟中端以上燃油車要想成為爆款，更多比拼的是產品力，而非是誰比誰的終端售價便宜幾千塊一樣。並且由於在中高端電動車的最大續航版本上，電池包都會盡可能將空間用盡，所以也沒有留給鋼制車身去追平鋁合金車身續航的額外電池空間。這便是稍微貴點的電動車，都會不遺餘力在車身上增加鋁合金佔比的原因。
除了車身和覆蓋件外，車輛的行走部分也是鋁合金可以大放光彩的地方。其中換用鋁合金材質後效果最明顯的就是懸架的各種擺臂。這主要是因為，作為簧下質量的懸架擺臂變輕以後，它的運動慣性也會隨之減小，所以在運動時會更容易被推動。那在遇到路面顛簸時，就能以更快的速度化解顛簸並歸位，提升輪胎在顛簸路面的貼地性了。
而更好的輪胎貼地性不僅可以讓車輛在顛簸路段更加可控，同時還能有效提升車輛經過顛簸時的舒適性。這是因為，當車輪在被顛簸彈起後，車輛會因為失去支撐產生向下運動的趨勢。此時，如果車輪能在慣量更小的懸架擺臂帶動下迅速歸位，那車輪的離地時間就會越短，也就能越早地支撐住車輛，縮短車輛向下墜的距離，從而降低車輛經過顛簸時的俯仰程度。
對於增強車身剛性來說，最簡單有效的辦法就是堆料。比如通過增加拉桿去製造三角形，以及使用直徑更粗的車架來增加抗扭剛性。但無論採用哪種方案，都會不可避免地造成金屬材料增多。這時，鋁合金的材料優勢便顯現出來了。雖然為了達到同等的強度，鋁合金要比鋼材多出40%的體積，但由於同等體積下，鋁合金的重量僅為鋼材的三分之一，所以經過計算就可以得出，在達到同等強度的體積下，鋁合金的重量僅為鋼材的40%。憑借著單位強度輕一倍還多的優勢，所以使用鋁合金材料的白車身就可以進行「肆無忌憚」的堆料，最終在抗扭剛性方面碾壓鋼制車身了。
以使用全鋁車身的蔚來ES8為例，其在車頭部分使用了超硬的7系鋁合金，以此來保證車頭的剛性，提升車輛對於方向盤的響應靈敏度。而在車尾和B柱位置，ES8則使用了汽車上應用更為廣泛，擁有更好抗疲勞性的6000系鋁，以避免車架在長時間使用中因為顛簸出現變形。而在車尾窗位置，ES8則使用了不容易出現形變的5000系鋁合金，以提高車輛的抗追尾能力。最終，在5000、6000和7000系鋁合金的合力工作下，蔚來ES8的車身抗扭剛性達到了31100Nm/°，如果加上電池更是可以達到44140Nm/°，甚至超過了雷克薩斯旗艦超跑LFA的39130Nm/°。更重要的是，在這樣優秀的數據之下，蔚來ES8的白車身裸重只有335kg。
沃爾沃XC90車身用料
為了讓大家對這組數據更有概念，我們找來了和ES8體型相似，且同為中大型SUV的沃爾沃XC90進行一場對比。從上圖可以看出，XC90僅在防撞梁和塔頂位置使用了鋁合金（圖上綠色區域），其餘部分均為鋼材，因此它的白車身重量達到了誇張401.3kg，比採用全鋁車身的蔚來ES8重了足足65kg，相當於多了20%的重量。而在這樣的重量差距下，XC90的抗扭剛性卻僅有25000Nm/°，比不帶電池的ES8還低了6100Nm/°，相當於XC90在白車身重量多20%的前提下，抗扭剛性還差了20%。這也再次印證了上面所說的，在達到同等強度的體積下，鋁合金的重量僅為鋼材的40%。由此可見，鋁合金確實可以讓白車身在重量更輕的前提下，擁有更高的抗扭剛性，並提供更好的操控感受。
眾所周知，像是可口可樂這種飲料的聽裝版本，採用的都是鋁制材料。所以無論我們從哪個方向對其施加壓力，瓶身都會很輕易地出現潰縮。而這種較軟、具備一定彈性，甚至還有一定延展性的特性，也賦予了鋁合金可以更好利用自身形變來進行吸能的本領。
根據實驗顯示，鋁在碰撞中所吸收的能量是同等重量鋼的兩倍。這也就意味著，如果兩台相同的車，一台在車頭負責碰撞的縱梁處使用鋁合金，一台使用鋼的話，那在同樣的碰撞速度下，使用鋁合金縱梁的車型由於縱梁吸能效果更好，所以其A柱受到的沖擊就會明顯小於縱梁使用鋼材的車型。
不過也正是因為鋁合金較軟的特質，所以它並不適合應用在A柱、B柱這種需要時刻堅挺的地方。更何況，隨著鋼鐵製造技術的進步，如今已經可以打造出具有1800MPa的超高強度熱成型鋼了。由於這種超高強度熱成型鋼的強度已經達到了鋁合金的4倍，但重量卻沒到鋁合金的4倍，所以即使鋁合金採用堆料的方式，效果也比不上超高強度的熱成型鋼。
全新奧迪A8鋼鋁混合車身
那麼根據鋁更適合吸能，超高強度熱成型鋼更結實的特性，我們便可以推斷出一台碰撞性能優異的車型應該採用怎樣的車身材料分布了。像是在車頭和車尾這些負責潰縮、且擁有較大潰縮空間的地方，車身應使用吸能效果更好的鋁合金材料，最大程度降低傳遞到駕駛艙的沖擊力。而在A柱、B柱這種在劇烈碰撞中負責為車內人員撐起生存空間的位置，則應該使用不容易變形的超高強度熱成型鋼。事實上，像是賓士S級、新款奧迪A8和凱迪拉克CT6等車型便都採用了這種車身設計理念，以保車內乘員在碰撞時的安全。
上代奧迪A8的全鋁車身
在上述幾台車中，新款奧迪A8更是用「打臉」的方式印證了鋼鋁混合車身結構的合理性。要知道，上代奧迪A8的全鋁車身可是奧迪引以為傲的作品，新車上市時對全鋁車身的大肆宣揚也沒缺席。可就在2017年全新一代奧迪A8上市之際，這台車卻轉投了鋼鋁混合車身的陣營......由此可見，如果全鋁車身的碰撞性能足夠傲視群雄的話，那奧迪自然是沒有理由將全鋁車身取締的！
雖然汽車製造商都會使用防銹效果非常好的雙面鍍鋅鋼板作為鋼制車身的覆蓋件，但對於不少地處東北的朋友來說，下雪後市政部門撒的融雪劑，依然會對車輛各個地方的覆蓋件造成一定的腐蝕，進而引起鋼板表面生銹這種會喪失強度的問題。相比起鋼板來說，鋁合金就沒有這種顧慮，因為它可以與空氣中的氧氣發生反應，形成一層緻密的氧化鋁薄膜，進而阻止鋁合金與外界繼續發生反應。所以相比起鋼板而言，鋁合金的耐腐蝕性明顯更勝一籌。
至於很多朋友關心的底盤抗腐蝕方面，雖說鋁合金車身的底盤抗腐蝕性同樣更好，但由於廠家十分重視底盤這個曾經的銹蝕重災區，所以絕大部分車型在生產時都會被噴上可以防腐的底盤裝甲。如此一來，即使大家的車是鋼制車身，也無需對底盤防銹能力產生過多擔心。
一個公認的好東西沒能得到普及，原因往往只有一個，那就是貴，鋁合金也不例外。在目前的市場環境下，一噸鋼的價格在5000元左右，而一噸鋁的價格在2萬元左右，是鋼的4倍，那對於汽車這種體量的產品而言，用鋁合金和用鋼的成本自然會相差甚遠。
捷豹XE白車身
除了原材料的價格差距外，鋁材的加工也要比鋼材費勁（錢）許多。由於鋁的熔點只有660°C，而鋼的熔點為1400°C上下，所以如果用焊接鋼板的電阻焊去加工鋁，那鋁就會瞬間變成液態，並失去形狀。因此，鋁板焊接只能使用成本高昂的鋁電焊、冷金屬過渡弧焊，以及激光焊接。此外，由於鋁與其它金屬的受熱膨脹比不一樣，所以當把鋁和其它金屬連接時，還需要使用大量成本極高的結構膠，或者鉚釘來進行固定，以避免兩種金屬在環境溫度改變時出現斷裂問題。像是採用全鋁車身的捷豹XE就使用了2000多顆鉚釘來拼接車身。
鋁制車身除了製造成本高以外，用戶的後期使用成本也同樣不低。由於鋁的修復難度和它的焊接難度一樣高，所以一旦車身發生碰撞，無論是路邊的二類修理廠還是4S店通常都會直接建議車主進行零件的更換，而非鈑金噴漆。那這部分多出的費用要不就由車主自己直接承擔，要不就只能通過繳納更高的保險費將一部分成本轉嫁給保險公司了。
好車為什麼都用鋁？相信大家在看過本文後一定知曉了其中的奧秘。但對於日常大家購買的20萬以內主流家用車來說，鋁並不是一個主流的材料，畢竟它成本過高，無法壓低車輛的售價，而且高昂的修復開支對於普通家用車來說更是難以接受。因此，即便好車、豪車都喜歡用鋁，那也不意味著沒用鋁的車就不是好車，畢竟對於老百姓來說，產品力均衡，性價比高的車，就是屬於人民的好車。