中國汽車輕量化產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟備戰(zhàn)會在北京召開

中國汽車輕量化產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟備戰(zhàn)會在北京召開

13號。7月，中國汽車輕量化行業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟在北京舉行。中國汽車工程學會的專家和長期從事車用材料研發(fā)與應用研究工作的重慶汽車研究所副總工程師馬鳴圖為這個會已經(jīng)準備多日,在他們看來,產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟可能是國家今后對車用材料研發(fā)支持模式轉(zhuǎn)變的一次嘗試。在會議間隙,記者在中國汽車工程學會所在的蓮花大廈見到了馬鳴圖。作為一個從60年代就開始在車用材料技術(shù)領(lǐng)域耕耘的老專家,馬鳴圖向記者表達了他對國內(nèi)車用材料研發(fā)和應用工作的獨特見解。關(guān)于能源消耗和環(huán)境評價《新材料產(chǎn)業(yè)》:您如何看待材料的研發(fā)對汽車行業(yè)的促進作用?當前,車用材料的研發(fā)重點是什么?馬鳴圖:很久以來,汽車材料一直被重視程度不夠,甚至是被人忽視的,國內(nèi)很多汽車主機廠沒有專門設(shè)立研究材料的部門,而材料企業(yè)與汽車主機廠的溝通又不是很順暢,致使我國汽車材料的研發(fā)相對滯后。目前,汽車材料主要包括車身覆蓋件材料和結(jié)構(gòu)件材料,涉及到幾大類:鋼鐵、鋁合金、鎂合金、工程塑料、復合材料、特種材料(電子、電器等)。對汽車材料行業(yè)來說,通過高新技術(shù)來改造和提升傳統(tǒng)材料,是當前急需要做的。所謂利用高新技術(shù)就是利用信息技術(shù)的方法和手段賦予傳統(tǒng)材料更高的功能,同時降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)力。在應用過程中,對材料的評估,主要考慮以下幾個方面:首先就是材料本身的性能,對其性能了解之后,還要分析材料生成過程中的能源消耗和環(huán)境評價,然后看材料的性能是不是可以通過便捷、有效的方式形成零部件的工藝性能,接下來要考慮零部件的使用性能是否滿足人們對其要求,最后還要看零部件是不是可以有效的循環(huán)再生。所以,對材料的評估應該形成一套具體、全面的評價體系,但是,這些工作,我們做的還不夠詳細,數(shù)據(jù)積累不多。多年來,中國的材料研發(fā)機構(gòu)開發(fā)了很多種新材料,但是,在實際工作過程中,并沒有把車用材料的四大要素即材料的成分、材料的合成,制造零件的工藝性能,材料的使用性能全部考慮進來,只是做了材料的組織和性能之間的關(guān)系,最多做了材料的制備或者說是合成,而材料的工藝性能、材料的使用性能,沒有得到應有的重視,再好的材料,如果不能用一種方便快捷、經(jīng)濟有效的方式,制成人們所需要的構(gòu)件,就意味著新材料開發(fā)出來后只能束之高閣,在生產(chǎn)實踐中無法發(fā)揮應有的價值。所以我認為,當務(wù)之急就是用高新技術(shù)提升和改造傳統(tǒng)材料,充分挖掘傳統(tǒng)材料的工藝性能和使用性能優(yōu)點。目前傳統(tǒng)汽車仍在以驚人的速度發(fā)展,針對汽車應用改造傳統(tǒng)材料大有搞頭。拿傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機來說,在現(xiàn)有基礎(chǔ)上仍然有11%-12%提高效率的空間。原來,汽車內(nèi)燃機的效率最高只有35%,現(xiàn)在達到50%,在這個基礎(chǔ)上還有提升的余地。我國急需的轎車用的柴油機,是歐洲的研究方向,在我國還沒有得到足夠的重視,自動變速箱也沒有展開應有的研發(fā)工作,汽車電子更是被國外壟斷。所以,未來能夠做的工作還有很多。如果相關(guān)部門能夠更加重視傳統(tǒng)材料的使用性能研究,肯定會產(chǎn)生更大的效益。而對于當前發(fā)展很熱的電動汽車來說,車上安裝了電池、電動機,還有操作系統(tǒng)等裝置,增加了汽車的質(zhì)量,汽車能耗也隨之增加,如果不能很好的應用輕量化材料減重的話,那就既沒達到節(jié)省能源的目的,也沒達到降低排放的目的。美國研發(fā)新型汽車的時候,大量應用高新材料,目的就是要把重量減輕,有效的發(fā)揮出新能源汽車的作用。但是,我們國家在研制電動汽車的過程中,在材料這方面考慮不多,如果質(zhì)量增加太多,那么電動汽車的優(yōu)勢怎么體現(xiàn)出來?現(xiàn)在,很多研究電動汽車的科研工作者并沒有關(guān)注輕量化,這將影響混合動力車和純電動車的續(xù)駛里程、電池的使用壽命以及電池的循環(huán)再生,而這些都是推廣電動力汽車現(xiàn)在面臨的難題,電動汽車的發(fā)展還有很長的路要走,在關(guān)注其發(fā)展的同時,支持傳統(tǒng)汽車材料的提升不能放松。企業(yè)需要研究汽車新材料《新材料產(chǎn)業(yè)》:在實際工作中,汽車材料的研發(fā)部門確定科研方向要參考哪些因素?馬鳴圖:車用材料的研發(fā)、攻關(guān)方向要結(jié)合企業(yè)的需求而確定,企業(yè)的需求才能催生新材料的研發(fā)和應用。舉個例子,新車里面的內(nèi)裝飾污染問題、異味問題,是中國汽車行業(yè)長期存在的問題,汽車企業(yè)對此也是非常撓頭,希望材料工作者能幫助解決這個問題,為此,材料的研發(fā)部門也開始有針對性地展開了研發(fā)工作,重慶汽車研究所擬同湖南大學共同開展一個課題,用有機纖維(植物纖維)代替原來的一些汽車內(nèi)飾件,同時和中石油等單位一起做塑料用材的單一化項目,提出大量應用PB塑料,并通過釜內(nèi)合金化來降低成本,PB塑料既可以回收,又沒有污染,所以,只要企業(yè)提出了這些技術(shù)性問題,研究機構(gòu)是可以找到辦法進行解決的。特別是出于環(huán)境及資源的壓力,輕量化成為汽車工業(yè)發(fā)展的一個急迫要求,是汽車企業(yè)必須要考慮的實際問題。中國汽車產(chǎn)量增加很快,去年中國汽車銷量排在世界第二,產(chǎn)量是世界第三,這幾年產(chǎn)銷量都是連續(xù)以兩位數(shù)的速度在增長。數(shù)據(jù)顯示,今年上半年,全國汽車商品累計出口總值達到了177.67億美元,同比增長37.55%,在汽車出口產(chǎn)品中,整車出口24.12萬輛,同比增長71.30%。像奇瑞、吉利、長城等國產(chǎn)汽車廠商為了搶占海外市場商機,都紛紛計劃在俄羅斯建廠。所以,未來中國汽車出口是必然趨勢,在出口過程中也要求國產(chǎn)汽車提高輕量化技術(shù)水平。同時在輕量化的推進過程中中國汽車工業(yè)也有可能把握住一些自主創(chuàng)新的機會。對于企業(yè)來說,采用輕量化材料、高強度材料并不一定會提高成本。美國把全世界34家鋼鐵企業(yè)和著名的汽車企業(yè)聯(lián)合起來,做了超輕鋼車身的一個工程項目,結(jié)果,白車身重量減輕了20%,而且價格沒有上升,碰撞符合2004年的碰撞法規(guī)標準,還有很多的例子都可以說明,由于汽車減重帶來的性能改善所節(jié)省的成本和使用新材料帶來的成本增加完全可以平衡,甚至還有結(jié)余,這樣的結(jié)果,企業(yè)何樂而不為呀?但是,如果想讓一種新的材料進入配套渠道,僅僅繞開技術(shù)阻礙還不行,還要受到許多非技術(shù)層面因素的制約,材料企業(yè)要在準確把握需求的基礎(chǔ)上,提高自身的競爭能力。中國汽車工業(yè)的“十一五”發(fā)展規(guī)劃中(等待發(fā)改委審批)規(guī)定,同2003年比,汽車的油耗要下降15%,汽車自重減輕10%,由此看來,輕量化是符合汽車工業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策的,我國著名石油化工專家兩院院士侯祥麟在主持完成“可持續(xù)發(fā)展油氣資源戰(zhàn)略研究”的過程中,在預測2020年國內(nèi)總石油消耗量的時候,將原定的6.3億噸,果斷地減到4.7億噸,其中主要的依據(jù)就是汽車輕量化的節(jié)油,所以,輕量化牽涉到國家的能源戰(zhàn)略,汽車工業(yè)自主創(chuàng)新能力的提升,同時推廣輕量化材料還會帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)如鋼鐵、鋁合金、鎂合金和塑料復合材料這些技術(shù)的提升、性能的改進、產(chǎn)品的更新?lián)Q代。汽車新材料與材料發(fā)展的必要性,對于汽車《新材料產(chǎn)業(yè)》:您認為汽車實現(xiàn)輕量化存在哪些難點?如何推進汽車輕量化的進程?馬鳴圖:輕量化首先涉及到的就是材料,然后是結(jié)構(gòu)。有了材料,其性能才能用計算機進行結(jié)構(gòu)模擬,經(jīng)過實驗后,將結(jié)果與計算機模擬出來的效果進行對比,如果達不到計算機的效果,就要看是結(jié)構(gòu)需要改進,還是材料需要改進,當然這是一個循環(huán)過程。對于造型部分的研究,國外有大量的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫,從材料的性能到做成的零部件的性能數(shù)據(jù),非常詳細;以美國為例,他們在建立數(shù)據(jù)庫時,把全世界各種類型的典型轎車一一拿過來進行拆解,對每個零件的用材情況都進行了解和分析,這樣對零件的形狀認識也有了積累,通過激光掃描、測試、三座標測量儀等建立相關(guān)數(shù)模,在這個基礎(chǔ)上設(shè)計車型就非常方便了。在車型設(shè)計的時候,看造型和哪款車接近,就把相應零部件的數(shù)據(jù)調(diào)出來進行參考,而我們連起碼的數(shù)據(jù)都沒有,所以做設(shè)計時難度非常大。缺乏基本的數(shù)據(jù)庫——這是我國汽車行業(yè)同國外最大的差距,而數(shù)據(jù)庫屬于共性技術(shù),應該得到國家相關(guān)部門的關(guān)注和支持,但是,現(xiàn)在看來重視力度和關(guān)注程度還不夠。材料是工業(yè)的基礎(chǔ),它的重要性不言而喻,沒有材料的進步,汽車工業(yè)也不可能有很大的提升,汽車輕量化材料的標準,要從能源消耗到循環(huán)再生進行綜合評價,輕量化講究的是各種材料性能優(yōu)勢的集成,是從設(shè)計到工藝到材料各個專業(yè)優(yōu)勢的集成,更是一個集成創(chuàng)新的系統(tǒng)工程,不是哪一個專業(yè)可以單獨完成的。如果只解決材料問題而不能和汽車專業(yè)結(jié)合起來考慮,材料肯定無法發(fā)揮最大的性能優(yōu)勢,并且材料研發(fā)工作如果沒有進入設(shè)計環(huán)節(jié),應用研究就很難展開,設(shè)計要想改變,就要和計算機模擬分析結(jié)合在一起,材料環(huán)節(jié)要為設(shè)計人員提供足夠的數(shù)據(jù)支持來進行計算機模擬分析,再進行實驗,在這個過程中,零件數(shù)據(jù)庫就會逐步建立起來了。過去,我們沒有這些數(shù)據(jù),設(shè)計人員不清楚有哪些材料可以用、怎么用,而設(shè)計單位本身對材料工藝也不夠重視,材料研發(fā)人員單純對材料做了很多工作,但是新材料在汽車上應用的真實情況如何呢?且不談我們很多技術(shù)工作都沒有做,只是把這一概念炒一炒,更為重要的是,對材料本身性能大家沒有一個深刻的理解和認識,能真正發(fā)揮作用的材料寥寥無幾。以鎂合金為例,國家在“十五”期間投入資金進行了科技攻關(guān),但現(xiàn)在要使主機廠真正用上鎂合金還有大量工作要做。所以,輕量化是一個系統(tǒng)工程,需要政府引導和產(chǎn)、學、研的相互配合。汽車聯(lián)盟的發(fā)展,帶動材料的持續(xù)發(fā)展《新材料產(chǎn)業(yè)》:針對車用材料國家是否有新的支持方案出臺?馬鳴圖:科技部正在探索一種新的對科技項目的支持模式,先后成立了幾個聯(lián)盟,其中包括籌備中的汽車輕量化聯(lián)盟,也就是說,對車用材料的支持已經(jīng)由過去對一個單項的支持逐漸轉(zhuǎn)變成對行業(yè)共性技術(shù)的支持。現(xiàn)在科技部還在起草出臺一些新的政策,考慮如何支持聯(lián)盟的運作,項目的運作。中國汽車輕量化聯(lián)盟籌備工作會已經(jīng)召開,初步預計一個月后聯(lián)盟能夠成立起來,正式運作,聯(lián)盟成員都是計劃申報科技部項目(支撐項目)有關(guān)單位,參與單位有:一汽、東風、奇瑞、吉利、重慶紅巖商用車,上海寶鋼,安徽馬鋼,中石油化學研究院,東北大學研究院,湖南大學汽車學院、重慶汽車研究所等,既有主機廠又有研究單位和材料生產(chǎn)企業(yè)。聯(lián)盟成立以后,每個汽車主機廠都拿出一款具有知識產(chǎn)權(quán)的車型,在這個車型的基礎(chǔ)上,通過各種材料的優(yōu)勢集成,來完成減重10%的目標。其中,第一個課題是關(guān)于汽車輕量化材料的應用研究,包括鋼鐵材料、鎂合金、鋁合金和塑料復合材料行業(yè)要做哪些工作。第二個課題就是車型的具體輕量化研究,使有關(guān)的乘用車減重10%,第三個課題就是共性技術(shù)的研究,包括輕量化的實施方法,輕量化計算機模態(tài)分析,傳統(tǒng)材料的提升,低密度材料代替高