材料是汽車產(chǎn)品的基礎(chǔ),我國汽車行業(yè)在關(guān)鍵的材料研發(fā)、性能評估、先進(jìn)加工工藝、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐等方面都與國際先進(jìn)水平存在著較大差距,嚴(yán)重制約著我國汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型升級和向汽車工業(yè)強(qiáng)國邁進(jìn)的發(fā)展步伐。怎樣合理應(yīng)用汽車材料,汽車材料技術(shù)如何發(fā)展?這些都是擺在各類汽車從業(yè)人員面前的現(xiàn)實(shí)課題。
5月12日,由中國汽車技術(shù)研究中心(以下簡稱中汽中心)主辦、中汽中心數(shù)據(jù)資源中心承辦,并由歐洲汽車工業(yè)協(xié)會(huì)、國際鋼鐵協(xié)會(huì)、國際化學(xué)品制造商協(xié)會(huì)、日本汽車零部件工業(yè)協(xié)會(huì)等支持舉辦的“2015(第四屆)車用材料技術(shù)國際研討會(huì)”在北京召開。本次會(huì)議以“材料技術(shù)創(chuàng)新”為主題,圍繞宏觀政策趨勢、材料關(guān)鍵技術(shù)、車內(nèi)空氣質(zhì)量和汽車有害物質(zhì)等方面展開了深入的探討和交流。
嚴(yán)把環(huán)保關(guān)是車企可持續(xù)發(fā)展必由之路
在新常態(tài)經(jīng)濟(jì)形勢下,汽車產(chǎn)業(yè)如何走出一條綠色循環(huán)的健康道路?來自工信部節(jié)能與綜合利用司的副司長畢俊生在會(huì)上指出,中國汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展受環(huán)境污染、能源緊缺、交通堵塞等因素的嚴(yán)重制約,在汽車產(chǎn)業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展方面工信部開展了包括積極推進(jìn)生態(tài)設(shè)計(jì)、開展有毒有害原料替代、加強(qiáng)過程污染控制、大力推進(jìn)新能源汽車的推廣應(yīng)用、加強(qiáng)乘用車燃料消耗管理等幾方面的工作。其中,在加強(qiáng)過程污染控制方面,由工信部組織定期發(fā)布的《汽車行業(yè)綠色發(fā)展報(bào)告》,公布汽車有害物質(zhì)使用和可回收利用率等信息,對汽車生產(chǎn)企業(yè)制度建設(shè)、綠色供應(yīng)鏈管理等情況進(jìn)行總結(jié)評估,促進(jìn)汽車行業(yè)生產(chǎn)方式、消費(fèi)模式向綠色低碳節(jié)能安全轉(zhuǎn)變,提高了企業(yè)相關(guān)產(chǎn)品的國際競爭力。
打造綠色供應(yīng)鏈,加快構(gòu)建以資源節(jié)約、環(huán)境友好導(dǎo)向的采購、生產(chǎn)、營銷、回收及物流體系,是當(dāng)前整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)和許多汽車相關(guān)企業(yè)正在積極推進(jìn)的工作。中汽中心副主任張建偉表示,汽車產(chǎn)品是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)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(shù)的突破,根源在材料。他指出,近年來,關(guān)于汽車有害物質(zhì)、車內(nèi)空氣質(zhì)量、汽車的油耗、排放、產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)等方面的政策法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)頒布實(shí)施,汽車企業(yè)如何從高處著眼,在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)全過程充分貫徹環(huán)保理念,嚴(yán)把環(huán)保質(zhì)量關(guān),已經(jīng)成為企業(yè)滿足國家法規(guī)要求、履行社會(huì)責(zé)任、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
汽車輕量化是重要方向
提起汽車材料技術(shù),總離不開輕量化。國際清潔交通委員會(huì)(ICCT)高級研究員John German認(rèn)為,下一代汽車新技術(shù)主要在傳動(dòng)系統(tǒng)方向,其中很重要的一部分是來自于減重,也就是輕量化,產(chǎn)品設(shè)計(jì)和材料方面的因素將各占一半。例如,可以減少動(dòng)力系統(tǒng)的使用,降低成本。特別是對于一些采用新能源的技術(shù),因?yàn)槿绻麥p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(yōu)化材料、形狀,例如汽車中其他的尺寸和材料,而且還可以進(jìn)行二次減重。
John German介紹,根據(jù)美國的標(biāo)準(zhǔn),預(yù)測到2025年汽車有7%的減重。例如*新進(jìn)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(qiáng)度鋼,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的減小。 汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(以下簡稱汽車輕量化聯(lián)盟)專家委員會(huì)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(shù)問題,中國作為一個(gè)汽車生產(chǎn)大國,汽車輕量化必須從材料技術(shù)和認(rèn)識(shí)管理兩方面來看。他談道,在2007年年底汽車輕量化聯(lián)盟剛成立的時(shí)候,中國的乘用車企業(yè)并不把輕量化作為一個(gè)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié),當(dāng)時(shí)國內(nèi)汽車的輕量化水平嚴(yán)重落后于世界的發(fā)展。
“汽車輕量化并不是單純的減重,而是在滿足產(chǎn)品功能要求和產(chǎn)品控制條件下實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品減重。”陳一龍強(qiáng)調(diào),汽車輕量化的三大技術(shù)——設(shè)計(jì)、材料、技術(shù),三方面技術(shù)要集成應(yīng)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(lǐng)域應(yīng)該不存在這種概念?!碑?dāng)前國際上通用的兩句話是:“正確材料用在正確的地方,正確技術(shù)用在正確的地方。”
從汽車輕量化聯(lián)盟對現(xiàn)有2159款轎車與777款SUV車型的輕量化系數(shù)分析可以看出,中國乘用車的減重應(yīng)該在15%以上,也就是說到2020年以前整個(gè)乘用車的平均整備質(zhì)量降低應(yīng)該達(dá)到15%以上。
John German也有類似的觀點(diǎn),他認(rèn)為,所有的汽車制造商都在通過質(zhì)量減重措施來實(shí)現(xiàn)合規(guī),同時(shí)實(shí)現(xiàn)燃油效率以及實(shí)現(xiàn)長期的發(fā)展目標(biāo),對于不同的廠商采取不同的策略,對于高強(qiáng)度鋼、鋁、塑料、纖維以及錳,材料的使用都非常多,*終他們都會(huì)在未來的技術(shù)革命當(dāng)中找到自己的位置。
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫
讓有害物質(zhì)在管控之中
在本次研討會(huì)上,除了輕量化技術(shù)外,各種其他汽車材料關(guān)鍵技術(shù)、汽車有害物質(zhì)、車內(nèi)空氣質(zhì)量等專題也在會(huì)議上進(jìn)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(huì)對汽車制造和使用產(chǎn)生極大的影響。中國阻燃學(xué)會(huì)阻燃劑部主任、中國消防協(xié)會(huì)電氣防火專業(yè)委員會(huì)委員杜海鷹介紹,從2012年美國發(fā)生的汽車火災(zāi)統(tǒng)計(jì)可以看出,汽車火災(zāi)占了全部火災(zāi)的13%,死亡人數(shù)300人,受傷人數(shù)800人,財(cái)產(chǎn)損失達(dá)到1.1億美元,平均不到3分鐘時(shí)間發(fā)生一起汽車火災(zāi)。
一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)資料顯示,在一輛小汽車?yán)锩媸褂玫乃芰夏苓_(dá)到105公斤,占全部材料的9.3%,接近10%,而且這個(gè)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(rèn)為,汽車的火災(zāi)不斷攀升,這里有一個(gè)很重要的原因——當(dāng)前塑料材料的應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(zāi)之中已經(jīng)發(fā)揮了巨大的作用。
對于汽車生產(chǎn)與使用全生命周期過程中的有害物質(zhì)問題,中汽中心提出了基于綠色供應(yīng)鏈的有害物質(zhì)管理解決方案。中汽中心認(rèn)為,作為該項(xiàng)管理責(zé)任主體的汽車生產(chǎn)企業(yè),應(yīng)高度重視,長遠(yuǎn)規(guī)劃,努力從以下幾方面加強(qiáng)管控:一是構(gòu)建完善的管理體系,確保產(chǎn)品持續(xù)合規(guī)。建立有害物質(zhì)和可回收利用率管理制度,明確各責(zé)任部門的工作內(nèi)容和工作流程,在產(chǎn)品策劃、設(shè)計(jì)開發(fā)、采購、生產(chǎn)、銷售全過程加入有害物質(zhì)管控要求,完善監(jiān)視和測量措施,推動(dòng)管理體系的持續(xù)改進(jìn),保證產(chǎn)品持續(xù)符合法規(guī)要求。 二是利用行業(yè)信息化平臺(tái),收集零部件材料數(shù)據(jù)。汽車零部件材料眾多,且不同的目標(biāo)市場可能存在不同的有害物質(zhì)限制要求,如全部進(jìn)行有害物質(zhì)檢測,成本昂貴、工作量巨大,而基于全產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈,依托行業(yè)信息化系統(tǒng)進(jìn)行整車零部件材料數(shù)據(jù)收集,則可有效實(shí)現(xiàn)全面、準(zhǔn)確、及時(shí)跟蹤和分析整車有害物質(zhì)使用情況和開展可回收利用率計(jì)算工作,減輕企業(yè)負(fù)擔(dān),且符合國際通行做法。
三是履行責(zé)任延伸制度,發(fā)布《汽車拆解指導(dǎo)手冊》。
四是加強(qiáng)全產(chǎn)業(yè)鏈密切合作,不斷提升行業(yè)整體“綠色”水平。汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)同零部件供應(yīng)商的合作力度,促進(jìn)開發(fā)回收利用性和環(huán)保性較好的新材料,加強(qiáng)對替代材料和再生材料技術(shù)的應(yīng)用推廣;同時(shí),建立與回收拆解企業(yè)、資源再生企業(yè)的密切合作關(guān)系,共同開展車用材料的可回收利用性判定、再資源化技術(shù)、綠色拆解技術(shù)等,擴(kuò)大回收材料的再生領(lǐng)域,提高再生產(chǎn)品質(zhì)量,形成新的綠色競爭優(yōu)勢,促進(jìn)汽車全產(chǎn)業(yè)鏈的綠色發(fā)展。
張建偉也透露,中汽中心在推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展方面已經(jīng)做了相當(dāng)多的基礎(chǔ)工作,包括落實(shí)和推進(jìn)汽車有害物質(zhì)的管理、乘用車平均燃用消耗量核算、汽車產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)等政府的委托項(xiàng)目等;中汽中心組織汽車行業(yè)有關(guān)企業(yè)成立了車用材料工作組,進(jìn)行汽車有害物質(zhì)管理以及替代材料的共性技術(shù)研究,開發(fā)及運(yùn)營中國汽車材料數(shù)據(jù)系統(tǒng)CAMDS、中國汽車綠色拆解系統(tǒng)CAGDS、車用材料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫AMASS等行業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,意在用整體的解決方案協(xié)助我國汽車行業(yè)高效進(jìn)行有害物質(zhì)管控,從而提升我國汽車產(chǎn)品的環(huán)保水平。