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  • 車用材料輕量化成為當(dāng)前新材料發(fā)展戰(zhàn)略重點

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    2017年01月19日 11:04:46
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    【鋁博士網(wǎng)】去年和前年連續(xù)兩年新能源汽車,以電動汽車為代表的新能源汽車增速都非???,2016年幾乎達(dá)到百分之百。到2016年底新能源汽車的保有量已經(jīng)超過100萬輛,連續(xù)兩年位居全球第一。

      汽車輕量化從字面上就能理解,是在保障汽車強度和安全性能的前提下,盡可能地降低汽車的重量,從而提高汽車的動力性,減少燃料消耗、降低排氣的污染。它的意義主要集中在兩點,一個是體現(xiàn)對能源消耗的經(jīng)濟性,就是節(jié)能和減排。第二個是車輛性能的優(yōu)化,主要包括舒適的體驗性、駕乘性和智能化。這些數(shù)據(jù)大家可能都熟悉,輕量化以后,重量每降低10%,燃料效率可以提高6-8%,汽車重量每減輕100公斤,百公里油耗能降低0.3-0.6升,二氧化碳排放可以降低5-8克。在加速性能方面,加速到60公里的時速,1.5噸的車大概需要十秒,如果減重25%就可以減少到8秒。

      去年和前年連續(xù)兩年新能源汽車,以電動汽車為代表的新能源汽車增速都非??欤?016年幾乎達(dá)到百分之百。到2016年底新能源汽車的保有量已經(jīng)超過100萬輛,連續(xù)兩年位居全球第一。在這方面電動汽車百人會起到了很重要的作用。對電動汽車來說,因為電池300公斤,所以輕量化的需求更為迫切,通過材料的輕量化,把300公斤的重量再減下來,這就是很現(xiàn)實的需求。

      目前輕量化的途徑有三個方面,一個是結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化,一個是采用輕量化的材料,第三個方面是通過輕量化材料的呈現(xiàn)技術(shù)來提高,來突破,從這三個方面來促進(jìn)汽車的輕量化。

      汽車輕量化最開始以鋼為主,比較重,后來變成鋼和鋁。輕量化的材料主要包括碳纖維復(fù)合材料、鋁合金、鎂合金、高強度鋼、塑料及非金屬復(fù)合材料,主要用來改善和替代車身的材料。

      國際上幾個主要汽車生產(chǎn)國家實行輕量化材料的占比,德國是占比最高的,它的要求也最高,其次是美國、日本。德國由于歐盟的關(guān)系,它的能耗和排放政策很嚴(yán)格,而且德國的工業(yè)結(jié)構(gòu)上,高端車、豪華品牌最多,汽車工業(yè)很發(fā)達(dá),同時它的新材料工業(yè),特別是化工性材料方面,也集中了世界上最優(yōu)秀的幾個企業(yè)。另外一方面,它的機械制造企業(yè)也很強。所以這樣的工業(yè)結(jié)構(gòu)使得在推動汽車輕量化方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。所以它的輕量化比重也是全球最高的,對未來的發(fā)展要求也同樣是最高的。美國也一樣,豪華品牌車型也比較多,而且電動汽車發(fā)展也很快,以特斯拉為代表,它的輕量化也做得比較好。日本是在碳纖維方面全球最好,以動力公司為代表,目前全球遙遙領(lǐng)先第一名。波音公司和寶馬汽車上用的碳纖維基本上都是日本的碳纖維。這是它很大的優(yōu)勢。另外一個,它的結(jié)構(gòu)設(shè)計上優(yōu)勢也很大。

      目前在車用輕量化材料方面存在的問題,有這樣幾個,一個是品種數(shù)量和性能存在較大的差距。比如說塑料可能也是在汽車上用得相對比較少的原因,第二個是各個跨國汽車集團的材料標(biāo)準(zhǔn)和支撐體系,國內(nèi)的供應(yīng)商實質(zhì)上是很難進(jìn)入跨國汽車集團的供應(yīng)鏈。中國目前的車輛還是合資品牌、外資品牌占比較多,特別是高端的車。也可能是因為這個原因,所以國內(nèi)車用新材料技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展明顯地滯后于汽車行業(yè)的發(fā)展。中國汽車行業(yè)現(xiàn)在是絕對的全球第一大生產(chǎn)大國,現(xiàn)在每年產(chǎn)銷量都在2600萬輛以上,今年到2600萬輛以上。但是我前面有一張幻燈片沒講,在車用新材料方面,專業(yè)的新材料方面只有幾個公司做得比較好,而且和德國、日本的公司相比,差距還非常大。

      第三是材料和加工成本控制難度大,國內(nèi)的車企還無法承受。材料的成本固然有差異,比如說碳纖維復(fù)合材料,加工的成本可能表現(xiàn)得更為突出,因為傳統(tǒng)的材料的加工技術(shù)很成熟,自動化設(shè)備都很成熟。用了像碳纖維復(fù)合材料這樣的新材料以后,相應(yīng)的加工自動化設(shè)備沒有跟上,這樣使得加工部件的勞動生產(chǎn)力大大降低,也提高了汽車使用的成本。

      第四個差距,國內(nèi)還沒有完整的汽車塑料的零部件技術(shù)和材料標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)支持標(biāo)準(zhǔn),就是國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)沒有跟上汽車工業(yè)的發(fā)展。

      第五個差距,汽車企業(yè)和材料企業(yè)的融合度不夠,所以就發(fā)現(xiàn)汽車企業(yè)對國內(nèi)的材料企業(yè)技術(shù)和材料發(fā)展情況都不太熟悉,材料企業(yè)也不太清楚汽車行業(yè)對材料有什么樣清晰的需求。其實中國最大的化工企業(yè)——中石化,他們對汽車輕量化也一直很關(guān)注,但是和汽車行業(yè)還是沒有很好地互動起來。這個方面德國是表現(xiàn)得非常好的,我10月份去德國,它的化工新材料企業(yè)在汽車新材料方面占比非常高,互動得非常好。

      去年12月份國家正式成立了一個國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)小組,因為新材料也是《中國制造2025》重點突破的領(lǐng)域之一,和新能源汽車是一樣的,馬凱副總理擔(dān)任領(lǐng)導(dǎo)小組的組長,這個領(lǐng)導(dǎo)小組的規(guī)格和制造強國領(lǐng)導(dǎo)小組的規(guī)格是完全一樣的。在周一的時候,領(lǐng)導(dǎo)小組召開了第一次會議,馬凱副總理對新材料的發(fā)展提出了四點要求,一是堅持需求牽引、戰(zhàn)略導(dǎo)向。聚焦國家重大戰(zhàn)略亟需和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸,加快發(fā)展一批關(guān)鍵基礎(chǔ)材料和前沿新材料。汽車輕量化的材料毫無疑問就屬于國家重大戰(zhàn)略亟需和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點。二是堅持驅(qū)動創(chuàng)新、重點突破。三是堅持產(chǎn)用結(jié)合,軍民融合。四是堅持市場導(dǎo)向,政府推動。

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