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                車用材料創新為汽車業可持續發展打基礎

                發布日期:2019-05-09

                        材料是汽車產品的基礎,我國汽車行業在關鍵的材料研發、性能評估、先進加工工藝、基礎數據支撐等方面都與國際先進水平存在著較大差距,嚴重制約著我國汽車工業轉型升級和向汽車工業強國邁進的發展步伐。怎樣合理應用汽車材料,汽車材料技術如何發展?這些都是擺在各類汽車從業人員面前的現實課題。  


                  5月12日,由中國汽車技術研究中心(以下簡稱中汽中心)主辦、中汽中心數據資源中心承辦,并由歐洲汽車工業協會、國際鋼鐵協會、國際化學品制造商協會、日本汽車零部件工業協會等支持舉辦的“2015(第四屆)車用材料技術國際研討會”在北京召開。本次會議以“材料技術創新”為主題,圍繞宏觀政策趨勢、材料關鍵技術、車內空氣質量和汽車有害物質等方面展開了深入的探討和交流。 


                  嚴把環保關是車企可持續發展必由之路 


                  在新常態經濟形勢下,汽車產業如何走出一條綠色循環的健康道路?來自工信部節能與綜合利用司的副司長畢俊生在會上指出,中國汽車產業的可持續發展受環境污染、能源緊缺、交通堵塞等因素的嚴重制約,在汽車產業綠色低碳循環發展方面工信部開展了包括積極推進生態設計、開展有毒有害原料替代、加強過程污染控制、大力推進新能源汽車的推廣應用、加強乘用車燃料消耗管理等幾方面的工作。其中,在加強過程污染控制方面,由工信部組織定期發布的《汽車行業綠色發展報告》,公布汽車有害物質使用和可回收利用率等信息,對汽車生產企業制度建設、綠色供應鏈管理等情況進行總結評估,促進汽車行業生產方式、消費模式向綠色低碳節能安全轉變,提高了企業相關產品的國際競爭力。 


                  打造綠色供應鏈,加快構建以資源節約、環境友好導向的采購、生產、營銷、回收及物流體系,是當前整個汽車產業和許多汽車相關企業正在積極推進的工作。中汽中心副主任張建偉表示,汽車產品是一個復雜的系統工程,包含種類繁多、性能各異的成百上千種材料,大量汽車核心技術的突破,根源在材料。他指出,近年來,關于汽車有害物質、車內空氣質量、汽車的油耗、排放、產品生態設計等方面的政策法規標準陸續頒布實施,汽車企業如何從高處著眼,在產品的設計、生產全過程充分貫徹環保理念,嚴把環保質量關,已經成為企業滿足國家法規要求、履行社會責任、實現可持續發展的必由之路。 


                  汽車輕量化是重要方向 


                  提起汽車材料技術,總離不開輕量化。國際清潔交通委員會(ICCT)高級研究員John German認為,下一代汽車新技術主要在傳動系統方向,其中很重要的一部分是來自于減重,也就是輕量化,產品設計和材料方面的因素將各占一半。例如,可以減少動力系統的使用,降低成本。特別是對于一些采用新能源的技術,因為如果減少電池組的重量也可以降低很多成本。此外,通過模擬仿真方式,制造商可以優化材料、形狀,例如汽車中其他的尺寸和材料,而且還可以進行二次減重。 


                  John German介紹,根據美國的標準,預測到2025年汽車有7%的減重。例如*新進展是2015款福特F150的減重,在這款目前全美銷量*大的車型上,95%的車身是鋁制,77%的車架是HSS高強度鋼,同時實現了發動機的減小。 汽車輕量化技術創新戰略聯盟(以下簡稱汽車輕量化聯盟)專家委員會主任陳一龍指出,汽車輕量化并不簡單等于用輕量化材料,不單純是技術問題,中國作為一個汽車生產大國,汽車輕量化必須從材料技術和認識管理兩方面來看。他談道,在2007年年底汽車輕量化聯盟剛成立的時候,中國的乘用車企業并不把輕量化作為一個設計的環節,當時國內汽車的輕量化水平嚴重落后于世界的發展。 


                  “汽車輕量化并不是單純的減重,而是在滿足產品功能要求和產品控制條件下實現的產品減重?!标愐积垙娬{,汽車輕量化的三大技術——設計、材料、技術,三方面技術要集成應用?!皩τ谄囕p量化的用材原則,不是說誰的材料*輕誰就是*好,汽車領域應該不存在這種概念?!碑斍皣H上通用的兩句話是:“正確材料用在正確的地方,正確技術用在正確的地方?!?nbsp;


                  從汽車輕量化聯盟對現有2159款轎車與777款SUV車型的輕量化系數分析可以看出,中國乘用車的減重應該在15%以上,也就是說到2020年以前整個乘用車的平均整備質量降低應該達到15%以上。 


                  John German也有類似的觀點,他認為,所有的汽車制造商都在通過質量減重措施來實現合規,同時實現燃油效率以及實現長期的發展目標,對于不同的廠商采取不同的策略,對于高強度鋼、鋁、塑料、纖維以及錳,材料的使用都非常多,*終他們都會在未來的技術革命當中找到自己的位置。 


                  基礎數據庫 


                  讓有害物質在管控之中 


                  在本次研討會上,除了輕量化技術外,各種其他汽車材料關鍵技術、汽車有害物質、車內空氣質量等專題也在會議上進行了充分的交流與研討。即使是阻燃材料這種相對特殊性的材料,也會對汽車制造和使用產生極大的影響。中國阻燃學會阻燃劑部主任、中國消防協會電氣防火專業委員會委員杜海鷹介紹,從2012年美國發生的汽車火災統計可以看出,汽車火災占了全部火災的13%,死亡人數300人,受傷人數800人,財產損失達到1.1億美元,平均不到3分鐘時間發生一起汽車火災。 


                  一項統計資料顯示,在一輛小汽車里面使用的塑料能達到105公斤,占全部材料的9.3%,接近10%,而且這個比例還在不斷上升。這里有三大類聚合物——PP(聚丙烯)、PU(聚氨酯)和PS(聚氯乙烯),它們在所有材料里面的用料*多,占66%。杜海鷹分析認為,汽車的火災不斷攀升,這里有一個很重要的原因——當前塑料材料的應用給汽車帶來很大的隱患。杜海膺指出,大量使用易燃塑料材料后,為了滿足防火標準就必須添加阻燃劑,阻燃材料使用的效果在一些汽車與航空火災之中已經發揮了巨大的作用。 


                  對于汽車生產與使用全生命周期過程中的有害物質問題,中汽中心提出了基于綠色供應鏈的有害物質管理解決方案。中汽中心認為,作為該項管理責任主體的汽車生產企業,應高度重視,長遠規劃,努力從以下幾方面加強管控:一是構建完善的管理體系,確保產品持續合規。建立有害物質和可回收利用率管理制度,明確各責任部門的工作內容和工作流程,在產品策劃、設計開發、采購、生產、銷售全過程加入有害物質管控要求,完善監視和測量措施,推動管理體系的持續改進,保證產品持續符合法規要求。 二是利用行業信息化平臺,收集零部件材料數據。汽車零部件材料眾多,且不同的目標市場可能存在不同的有害物質限制要求,如全部進行有害物質檢測,成本昂貴、工作量巨大,而基于全產業供應鏈,依托行業信息化系統進行整車零部件材料數據收集,則可有效實現全面、準確、及時跟蹤和分析整車有害物質使用情況和開展可回收利用率計算工作,減輕企業負擔,且符合國際通行做法。 


                  三是履行責任延伸制度,發布《汽車拆解指導手冊》。 


                  四是加強全產業鏈密切合作,不斷提升行業整體“綠色”水平。汽車生產企業應加強同零部件供應商的合作力度,促進開發回收利用性和環保性較好的新材料,加強對替代材料和再生材料技術的應用推廣;同時,建立與回收拆解企業、資源再生企業的密切合作關系,共同開展車用材料的可回收利用性判定、再資源化技術、綠色拆解技術等,擴大回收材料的再生領域,提高再生產品質量,形成新的綠色競爭優勢,促進汽車全產業鏈的綠色發展。 


                  張建偉也透露,中汽中心在推動汽車產業綠色可持續發展方面已經做了相當多的基礎工作,包括落實和推進汽車有害物質的管理、乘用車平均燃用消耗量核算、汽車產品生態設計等政府的委托項目等;中汽中心組織汽車行業有關企業成立了車用材料工作組,進行汽車有害物質管理以及替代材料的共性技術研究,開發及運營中國汽車材料數據系統CAMDS、中國汽車綠色拆解系統CAGDS、車用材料基礎數據庫AMASS等行業基礎數據庫,意在用整體的解決方案協助我國汽車行業高效進行有害物質管控,從而提升我國汽車產品的環保水平。


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