中国汽车轻量化产业创新联盟备战会在北京召开

中国汽车轻量化产业创新联盟备战会在北京召开

13号。7月，中国汽车轻量化行业创新联盟在北京举行。中国汽车工程学会的专家和长期从事车用材料研发与应用研究工作的重庆汽车研究所副总工程师马鸣图为这个会已经准备多日,在他们看来,产业创新联盟可能是国家今后对车用材料研发支持模式转变的一次尝试。在会议间隙,记者在中国汽车工程学会所在的莲花大厦见到了马鸣图。作为一个从60年代就开始在车用材料技术领域耕耘的老专家,马鸣图向记者表达了他对国内车用材料研发和应用工作的独特见解。关于能源消耗和环境评价《新材料产业》:您如何看待材料的研发对汽车行业的促进作用?当前,车用材料的研发重点是什么?马鸣图:很久以来,汽车材料一直被重视程度不够,甚至是被人忽视的,国内很多汽车主机厂没有专门设立研究材料的部门,而材料企业与汽车主机厂的沟通又不是很顺畅,致使我国汽车材料的研发相对滞后。目前,汽车材料主要包括车身覆盖件材料和结构件材料,涉及到几大类:钢铁、铝合金、镁合金、工程塑料、复合材料、特种材料(电子、电器等)。对汽车材料行业来说,通过高新技术来改造和提升传统材料,是当前急需要做的。所谓利用高新技术就是利用信息技术的方法和手段赋予传统材料更高的功能,同时降低生产成本、提高生产力。在应用过程中,对材料的评估,主要考虑以下几个方面:首先就是材料本身的性能,对其性能了解之后,还要分析材料生成过程中的能源消耗和环境评价,然后看材料的性能是不是可以通过便捷、有效的方式形成零部件的工艺性能,接下来要考虑零部件的使用性能是否满足人们对其要求,最后还要看零部件是不是可以有效的循环再生。所以,对材料的评估应该形成一套具体、全面的评价体系,但是,这些工作,我们做的还不够详细,数据积累不多。多年来,中国的材料研发机构开发了很多种新材料,但是,在实际工作过程中,并没有把车用材料的四大要素即材料的成分、材料的合成,制造零件的工艺性能,材料的使用性能全部考虑进来,只是做了材料的组织和性能之间的关系,最多做了材料的制备或者说是合成,而材料的工艺性能、材料的使用性能,没有得到应有的重视,再好的材料,如果不能用一种方便快捷、经济有效的方式,制成人们所需要的构件,就意味着新材料开发出来后只能束之高阁,在生产实践中无法发挥应有的价值。所以我认为,当务之急就是用高新技术提升和改造传统材料,充分挖掘传统材料的工艺性能和使用性能优点。目前传统汽车仍在以惊人的速度发展,针对汽车应用改造传统材料大有搞头。拿传统汽车的发动机来说,在现有基础上仍然有11%-12%提高效率的空间。原来,汽车内燃机的效率最高只有35%,现在达到50%,在这个基础上还有提升的余地。我国急需的轿车用的柴油机,是欧洲的研究方向,在我国还没有得到足够的重视,自动变速箱也没有展开应有的研发工作,汽车电子更是被国外垄断。所以,未来能够做的工作还有很多。如果相关部门能够更加重视传统材料的使用性能研究,肯定会产生更大的效益。而对于当前发展很热的电动汽车来说,车上安装了电池、电动机,还有操作系统等装置,增加了汽车的质量,汽车能耗也随之增加,如果不能很好的应用轻量化材料减重的话,那就既没达到节省能源的目的,也没达到降低排放的目的。美国研发新型汽车的时候,大量应用高新材料,目的就是要把重量减轻,有效的发挥出新能源汽车的作用。但是,我们国家在研制电动汽车的过程中,在材料这方面考虑不多,如果质量增加太多,那么电动汽车的优势怎么体现出来?现在,很多研究电动汽车的科研工作者并没有关注轻量化,这将影响混合动力车和纯电动车的续驶里程、电池的使用寿命以及电池的循环再生,而这些都是推广电动力汽车现在面临的难题,电动汽车的发展还有很长的路要走,在关注其发展的同时,支持传统汽车材料的提升不能放松。企业需要研究汽车新材料《新材料产业》:在实际工作中,汽车材料的研发部门确定科研方向要参考哪些因素?马鸣图:车用材料的研发、攻关方向要结合企业的需求而确定,企业的需求才能催生新材料的研发和应用。举个例子,新车里面的内装饰污染问题、异味问题,是中国汽车行业长期存在的问题,汽车企业对此也是非常挠头,希望材料工作者能帮助解决这个问题,为此,材料的研发部门也开始有针对性地展开了研发工作,重庆汽车研究所拟同湖南大学共同开展一个课题,用有机纤维(植物纤维)代替原来的一些汽车内饰件,同时和中石油等单位一起做塑料用材的单一化项目,提出大量应用PB塑料,并通过釜内合金化来降低成本,PB塑料既可以回收,又没有污染,所以,只要企业提出了这些技术性问题,研究机构是可以找到办法进行解决的。特别是出于环境及资源的压力,轻量化成为汽车工业发展的一个急迫要求,是汽车企业必须要考虑的实际问题。中国汽车产量增加很快,去年中国汽车销量排在世界第二,产量是世界第三,这几年产销量都是连续以两位数的速度在增长。数据显示,今年上半年,全国汽车商品累计出口总值达到了177.67亿美元,同比增长37.55%,在汽车出口产品中,整车出口24.12万辆,同比增长71.30%。像奇瑞、吉利、长城等国产汽车厂商为了抢占海外市场商机,都纷纷计划在俄罗斯建厂。所以,未来中国汽车出口是必然趋势,在出口过程中也要求国产汽车提高轻量化技术水平。同时在轻量化的推进过程中中国汽车工业也有可能把握住一些自主创新的机会。对于企业来说,采用轻量化材料、高强度材料并不一定会提高成本。美国把全世界34家钢铁企业和著名的汽车企业联合起来,做了超轻钢车身的一个工程项目,结果,白车身重量减轻了20%,而且价格没有上升,碰撞符合2004年的碰撞法规标准,还有很多的例子都可以说明,由于汽车减重带来的性能改善所节省的成本和使用新材料带来的成本增加完全可以平衡,甚至还有结余,这样的结果,企业何乐而不为呀?但是,如果想让一种新的材料进入配套渠道,仅仅绕开技术阻碍还不行,还要受到许多非技术层面因素的制约,材料企业要在准确把握需求的基础上,提高自身的竞争能力。中国汽车工业的“十一五”发展规划中(等待发改委审批)规定,同2003年比,汽车的油耗要下降15%,汽车自重减轻10%,由此看来,轻量化是符合汽车工业的产业政策的,我国著名石油化工专家两院院士侯祥麟在主持完成“可持续发展油气资源战略研究”的过程中,在预测2020年国内总石油消耗量的时候,将原定的6.3亿吨,果断地减到4.7亿吨,其中主要的依据就是汽车轻量化的节油,所以,轻量化牵涉到国家的能源战略,汽车工业自主创新能力的提升,同时推广轻量化材料还会带动相关产业如钢铁、铝合金、镁合金和塑料复合材料这些技术的提升、性能的改进、产品的更新换代。汽车新材料与材料发展的必要性,对于汽车《新材料产业》:您认为汽车实现轻量化存在哪些难点?如何推进汽车轻量化的进程?马鸣图:轻量化首先涉及到的就是材料,然后是结构。有了材料,其性能才能用计算机进行结构模拟,经过实验后,将结果与计算机模拟出来的效果进行对比,如果达不到计算机的效果,就要看是结构需要改进,还是材料需要改进,当然这是一个循环过程。对于造型部分的研究,国外有大量的结构数据库,从材料的性能到做成的零部件的性能数据,非常详细;以美国为例,他们在建立数据库时,把全世界各种类型的典型轿车一一拿过来进行拆解,对每个零件的用材情况都进行了解和分析,这样对零件的形状认识也有了积累,通过激光扫描、测试、三座标测量仪等建立相关数模,在这个基础上设计车型就非常方便了。在车型设计的时候,看造型和哪款车接近,就把相应零部件的数据调出来进行参考,而我们连起码的数据都没有,所以做设计时难度非常大。缺乏基本的数据库——这是我国汽车行业同国外最大的差距,而数据库属于共性技术,应该得到国家相关部门的关注和支持,但是,现在看来重视力度和关注程度还不够。材料是工业的基础,它的重要性不言而喻,没有材料的进步,汽车工业也不可能有很大的提升,汽车轻量化材料的标准,要从能源消耗到循环再生进行综合评价,轻量化讲究的是各种材料性能优势的集成,是从设计到工艺到材料各个专业优势的集成,更是一个集成创新的系统工程,不是哪一个专业可以单独完成的。如果只解决材料问题而不能和汽车专业结合起来考虑,材料肯定无法发挥最大的性能优势,并且材料研发工作如果没有进入设计环节,应用研究就很难展开,设计要想改变,就要和计算机模拟分析结合在一起,材料环节要为设计人员提供足够的数据支持来进行计算机模拟分析,再进行实验,在这个过程中,零件数据库就会逐步建立起来了。过去,我们没有这些数据,设计人员不清楚有哪些材料可以用、怎么用,而设计单位本身对材料工艺也不够重视,材料研发人员单纯对材料做了很多工作,但是新材料在汽车上应用的真实情况如何呢?且不谈我们很多技术工作都没有做,只是把这一概念炒一炒,更为重要的是,对材料本身性能大家没有一个深刻的理解和认识,能真正发挥作用的材料寥寥无几。以镁合金为例,国家在“十五”期间投入资金进行了科技攻关,但现在要使主机厂真正用上镁合金还有大量工作要做。所以,轻量化是一个系统工程,需要政府引导和产、学、研的相互配合。汽车联盟的发展,带动材料的持续发展《新材料产业》:针对车用材料国家是否有新的支持方案出台?马鸣图:科技部正在探索一种新的对科技项目的支持模式,先后成立了几个联盟,其中包括筹备中的汽车轻量化联盟,也就是说,对车用材料的支持已经由过去对一个单项的支持逐渐转变成对行业共性技术的支持。现在科技部还在起草出台一些新的政策,考虑如何支持联盟的运作,项目的运作。中国汽车轻量化联盟筹备工作会已经召开,初步预计一个月后联盟能够成立起来,正式运作,联盟成员都是计划申报科技部项目(支撑项目)有关单位,参与单位有:一汽、东风、奇瑞、吉利、重庆红岩商用车,上海宝钢,安徽马钢,中石油化学研究院,东北大学研究院,湖南大学汽车学院、重庆汽车研究所等,既有主机厂又有研究单位和材料生产企业。联盟成立以后,每个汽车主机厂都拿出一款具有知识产权的车型,在这个车型的基础上,通过各种材料的优势集成,来完成减重10%的目标。其中,第一个课题是关于汽车轻量化材料的应用研究,包括钢铁材料、镁合金、铝合金和塑料复合材料行业要做哪些工作。第二个课题就是车型的具体轻量化研究,使有关的乘用车减重10%,第三个课题就是共性技术的研究,包括轻量化的实施方法,轻量化计算机模态分析,传统材料的提升,低密度材料代替高