由《汽車制造》雜志主辦,中國貿(mào)促會汽車行業(yè)分會及德國汽車工業(yè)協(xié)會協(xié)辦的“汽車制造中國峰會”每年在廣州車展期間舉行,沿承德國AUTOMOBIL FORUM積累25年的行業(yè)峰會影響力,通過高端的國際會務(wù)平臺搭建全球汽車人最具影響力的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)交流之峰會。第二屆“汽車制造中國峰會”于11月19日在廣州香格里拉大酒店再度召開,全球知名汽車人物匯聚于此,為汽車行業(yè)進(jìn)步以及技術(shù)升級做出積極努力。本屆峰會,鳳凰汽車作為獨(dú)家網(wǎng)絡(luò)支持媒體進(jìn)行全程報(bào)道。
論壇期間,廣州汽車集團(tuán)股份有限公司首席專業(yè)總師肖晶,對目前中國面臨大氣污染的嚴(yán)峻問題談到油耗減排、車身輕量化、生產(chǎn)加工技術(shù)的優(yōu)化等亟待提高的技術(shù)趨勢,列舉了事實(shí)證明新能源輕量化將成為前沿性的新鮮事物,但肖晶也提出國內(nèi)此方面技術(shù)積累少、標(biāo)準(zhǔn)不健全、成本高等現(xiàn)實(shí)問題。
以下為肖晶的現(xiàn)場發(fā)言實(shí)錄。
肖晶:我今天的題目主要是講一下汽車輕量化方面的技術(shù)和發(fā)展與應(yīng)用,尤其是在廣汽集團(tuán)的應(yīng)用。
主要分幾個方面,第一個是一些背景意義、發(fā)展趨勢,一般大家都比較了解。第二,我們廣汽在輕量化方面做的一些工作。第三講一講車身輕量化方面的發(fā)展方向,以及廣汽集團(tuán)在這方面的策略,也是今后的發(fā)展計(jì)劃。最后談一談輕量化方面面臨的一些問題。
有關(guān)這些意義和趨勢等等,我想也不用太多說,各位在這個方面做了很多的闡述,關(guān)于排放、油耗等等方面。我們現(xiàn)在環(huán)境的問題日趨要得到解決,所以在油耗排放對汽車工業(yè)是一個很大的挑戰(zhàn)。一方面可以通過動力總成各方面的先進(jìn)技術(shù),包括新能源車的技術(shù)來減排或者零排放,這是一個技術(shù)的方面。另外如果能夠把車身整體的重量降下來,也是另外的一種解決方法。
現(xiàn)在對汽車發(fā)展我剛才也談到,三大比較主要的一些挑戰(zhàn),包括節(jié)能、環(huán)保、安全等等這些方面。提高效率是節(jié)能減排的方法之一,大家也都談了很多,不想太多地闡述。減輕重量也有很多種方法,這些方面我會多闡述一下。今后低碳肯定是一個發(fā)展的趨勢,這里面還有各種輕量化技術(shù),包括一些新能源的技術(shù),我再接著往下闡述。對于車身輕量化本身來講有幾個比較主要的技術(shù)方向。
現(xiàn)在用的比較多的、比較成熟的就是鋼結(jié)構(gòu)的車身,我這里講車身,同時也代表不光只簡單說車身,動力系統(tǒng)和底盤系統(tǒng)也可以用同樣的方法。首先是在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化,比如說截面,一般通過仿真的方式使得這個結(jié)構(gòu)既輕量化,強(qiáng)度又高。在載荷傳輸路徑上做一些優(yōu)化,這些方面都是現(xiàn)在在汽車行業(yè)用的比較多的,不光是主機(jī)廠,還包括供應(yīng)商。
另一方面是生產(chǎn)加工技術(shù),這里面包括液壓成型,熱成型,激光拼焊等等。這些新的技術(shù)取代一些老的技術(shù),一方面減少焊點(diǎn)的用量,可以優(yōu)化架構(gòu)或者形狀、結(jié)構(gòu)等等。
最后一類就是用一些輕量化的材料,這里面很多。輕量化材料里面有很多種步驟,OEM用的比較多的就是高強(qiáng)度鋼,另外在這個基礎(chǔ)上加強(qiáng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化是比較常見的。
技術(shù)用輕量化材料和鋁鎂合金,也不是最近才有,鋁鎂合金很多年就有了,用在比較高端的跑車,他們的目的是為了減輕重量,提高各種性能,包括動力加速性等等一種超穩(wěn)的感覺。在超跑車上不光用了輕型的合金,還有復(fù)合材料,包括碳纖維,玻璃鋼等等,包括一些塑料材料來減輕整車的重量。往下還有結(jié)構(gòu)膠,符合的鋼板,在材料方面減輕重量的一些方法。
這是廣汽集團(tuán)在輕量化方面開發(fā)的一個流程,我們先提出一個概念,通過一些仿真,通過一些模擬技術(shù),做成一些樣品,通過反復(fù)的驗(yàn)證,推出輕量化的結(jié)構(gòu)。在實(shí)施方法,在輕量化方面現(xiàn)在用的比較多的就是,剛才我也講了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,另一方面材料的選擇,這里面一個是輕量化的合金,還有復(fù)合材料,通過各種新的制造工藝,包括激光焊接,各種成型技術(shù),使得車身的材料利用率更高,同時重量減輕,強(qiáng)度增加。
在我們開發(fā)的幾款車?yán)锩孢@幾方面也做了很多的努力,在車門板,覆蓋件上面,很多的地方都用了激光拼焊,激光拼焊對單個零件來講,一般來說減輕重量可以到四分之一的程度。激光拼焊減少焊接點(diǎn),包括生產(chǎn)的時間周期等等,這是一個很好的技術(shù),這個也越來越普及了。我們也做了塑料的前端模塊,在底盤上的副車架,用到了鋁合金的材料,我們用鋁合金減輕車體的重量,也可以提高整車的性能。包括我們用一些復(fù)合材料,包括發(fā)動機(jī)上面有很多鋁合金的,發(fā)動機(jī)主要是使用鋁合金,包括進(jìn)氣閥都可以使用一些塑料或者其他的復(fù)合材料。
用一個系數(shù)叫輕量化系數(shù)來評價輕量化,車的總重,除以車身的抗彎鋼度,除以截面是一個綜合的輕量化指標(biāo)。系數(shù)越小越好,我們列舉了幾個開發(fā)出來的產(chǎn)品,其系數(shù)還是比較低的,在同類產(chǎn)品里面,包括自主的還有合資的品牌在中國市場銷售的車?yán)锩?,我們排的非??壳啊?/p>
現(xiàn)在談一下發(fā)展方向,剛才我也說了一方面越來越多的主機(jī)廠他們在開發(fā)新車的時候,用了很多高強(qiáng)鋼,使得整個車身在鋼的用量上面降低下來,又保證我們汽車各種性能,包括現(xiàn)在法規(guī)要求越來越嚴(yán)的要求。從另外一個角度講,因?yàn)橛秃牡闹笜?biāo)像我們國家2020年以后油耗指標(biāo)要求越來越高,如果不走這條路光靠現(xiàn)有的在發(fā)動機(jī)上做文章很難達(dá)到以后的油耗標(biāo)準(zhǔn),在今后這幾年國內(nèi)外主機(jī)廠可能會在這些方面投入一些資金。
尤其咱們國家現(xiàn)在對新能源車的推進(jìn)力度比較大,新能源面臨著比較大的問題,成本是一方面,還有它的里程問題,而里程和重量非常有關(guān)系。真正在市場上適用性比較好的車,一定會采取輕量化技術(shù),包括特斯拉等等。這一塊因?yàn)樾履茉窜嚨男枨?,我想更多的輕量化技術(shù),包括復(fù)合材料各種成型技術(shù),會在近幾年之內(nèi)有一個比較長足的進(jìn)步。我們國家也會在這個領(lǐng)域有一個很大的推進(jìn),據(jù)我所知,福特今年出的一款皮卡,它賣的最好的F150,使用全鋁車身,這種技術(shù)在前些年大家不敢想象,皮卡在北美它是一個很暢銷的車型,它完全是一個大眾化車型。不管有錢的沒錢的,一般老百姓都能買的起一輛皮卡。
這樣一個大眾化的車型上使用全鋁車身,也是可以相信他們當(dāng)時做這個決定的時候,也是比較前瞻,肯定也下了很大的決心?,F(xiàn)在看這個技術(shù)本身對他們這個企業(yè)帶來了很多的好處,車輕了,載重更多,使用更小的發(fā)動機(jī),甚至現(xiàn)在可以使用四缸的發(fā)動機(jī),這種情況在以前北美是不可能想像的,在皮卡上用四缸發(fā)動機(jī)。雖然在車身上花的錢多一些,但是在底盤或者動力等方面可以省一些成本。
在廣汽我們現(xiàn)在也是想緊跟國內(nèi)外的發(fā)展路線和形勢,我們的發(fā)展也是分三個步驟。前期我們也是以鋼車身為主,研發(fā)我們的產(chǎn)品?,F(xiàn)在我們已經(jīng)進(jìn)化到第二個階段,以鋼為主,我們會采用更多的各種的輕量化的技術(shù),在現(xiàn)有條件下,尤其是在咱們國內(nèi)技術(shù)條件下,一些鋁合金的零部件,包括塑料或者是復(fù)合材料我們也在越來越多地盡量地用在我們新開發(fā)的產(chǎn)品上。同時我們也盡量采用一些新的工藝,包括熱成型激光拼焊,還有滾軋的成型我們都在使用。
我們同時也在開發(fā)很多款新能源汽車,我們在傳統(tǒng)的汽車,包括新能源汽車上都會采用更多的新型合金,包括一些復(fù)合材料這樣的技術(shù),進(jìn)一步地簡化我們的車身的重量。一般來講我們做了一些估計(jì),在這個行業(yè)大家也是一個共識,只是做一些鋼材的結(jié)構(gòu)、優(yōu)化,一般來說可以把這個車身相對于傳統(tǒng)制造方法或者設(shè)計(jì)方法減少10%-15%,如果使用很多鋁合金甚至是全鋁車身,整個車身的重量可以相比傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)的車身省到30%-35%,進(jìn)一步如果你用鋁合金輕型合金和碳材料,你的車身方面的減重可以達(dá)到將近50%,我們看到寶馬,這一次廣州車展,寶馬就把它的i8、i3,他們最新推出的兩款新能源車在廣州車展面市。我也仔細(xì)跟他們交流過,看了看他們的車身,他們?nèi)渴且暂p量化技術(shù)打造的一個全鋁車身,整個平臺也是以新能源輕量化為基礎(chǔ)打造的。像這樣一種東西它在技術(shù)上的難度,包括綜合的一些,包括生產(chǎn)工廠等等東西都有一個挑戰(zhàn),而且是一個全新的跟我們傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝基本上有非常大的不同的生產(chǎn)技術(shù)。
我們用了塑料前端模塊,在一些車上在研發(fā)塑料發(fā)動機(jī)的罩,使用鋁合金的防撞梁,激光拼焊的光板在車身上使用的量也非常大。下一步包括碳纖維、塑料的覆蓋件我們也正在研發(fā),前期會用在我們新能源車的開發(fā)上面。最后我講一講面臨的挑戰(zhàn),這個挑戰(zhàn)不光是挑戰(zhàn),整個汽車工業(yè)都有,尤其想做輕量化,都有這樣一個挑戰(zhàn)。
第一,輕量化技術(shù)的一些標(biāo)準(zhǔn)還不夠健全。這些仿真分析技術(shù)對新型的復(fù)合材料,包括材料本身以及工藝這種分析方式也得進(jìn)一步提升。在國內(nèi)輕量化材料的積累還是有不足的地方,在輕量化產(chǎn)業(yè)鏈上我也多次參加過不同的輕量化方面的會議,多數(shù)你看到主機(jī)廠有很多這方面的需求,一些材料的生產(chǎn)廠家他們也很積極。中間會缺一個環(huán)節(jié),比較有技術(shù),有能力的一些零部件供應(yīng)商,他們運(yùn)用這種輕型材料給主機(jī)廠提供一些零部件,這方面缺乏一些。
另外一個輕量化技術(shù)材料本身現(xiàn)在的成本比較高,也跟它的技術(shù)和量是直接有關(guān)的。對主機(jī)廠來說,如果現(xiàn)在投入輕量化的生產(chǎn)技術(shù),它的門檻也比較高,畢竟是一個比較新的生產(chǎn)方式、加工方式,包括從生產(chǎn)從組裝等等這些工藝,我們原來講有焊裝、涂裝,用新型材料這些方面很多的技術(shù)要改變,甚至沒辦法利用。
總的成本前期我這里有一個曲線,它的重量的節(jié)省可能剛一開始通過各種技術(shù)的搭配和組合,你可以節(jié)省成本,如果你的重量要減少到一定程度,降的量比較大,成本就會上升。這個東西肯定跟我們整個行業(yè)它的發(fā)展和量,等到大家使用的程度如果越來越多,這個東西就會下來。這就是我主要講的幾個方面,謝謝大家。