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沙龙对话:创新驱动汽车材料多元发展,高性能复合材料是否可以加速运用在汽车领域

安小曼

汽车轻量化一直是汽车界的重大议题之一,而新能源车对车身轻量化需求更大。如今,汽车早已经走上材料多元发展,但高性能复合材料是否可以加速运用在汽车领域上呢?

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就此议题:中科院宁波材料技术与工程研究所研究员祝颖丹,瀚森化工中国区汽车业务市场部经理徐恒志,上海克劳斯玛菲机械有限公司反应成型技术部销售总监张照将,恒神股份董事长钱京发起了讨论,主持人为国际先进材料与制造工程学会(SAMPE)北京分会副主席崔振进。

崔振进:新能源汽车轻量化给碳纤维复合材料带来了这样一个机遇,位于高性能复合材料在汽车领域的应用,各位认为最大的挑战是什么?

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钱京:我觉得在汽车领域最大的挑战其实就是成本,虽然我们说的是成本,但是成本背后隐藏着很多,首先材料的成本,材料的成本包括汉森的机体材料,碳纤维的成本是多少,最终成型的成本是多少,当然还有装备卖多少钱也是一样的,同样成产效率怎么提高?如果效率高了成本也就低了,成产效率能提多高,航空的固化时间很漫长,汽车怎么样提高效率降低固化的时间,这样才能把成本降下来,所以我觉得一切最大就是成本,因为只有成本下去了,汽车才能使用起来量才能起来,量起来就能带动成本的下降,所以整个行业最大的挑战就是成本。

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祝颖丹:刚才钱总讲最核心的成本问题,但是我们想导致成本高的原因解决方案怎么弄?不管是哪一种材料,材料里面涉及到的三样核心技术无外乎设计、材料、工艺,我们在汽车领域用的工艺带来一个很重要的问题就是装备,我们应用其实就是在三位一体上面在寻找性能重量成本寻找一个平衡点。

此外,我们整个技术面上和国外还是很大的差距,我们需要正视这些差距,然后找到差距去追赶他们这是我们要做的,所以我们要降成本的话,个人认为还是有很长的路要走,而不是咱们利马就到了一脚就踏过去,这个就需要我们大家全力的努力。

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张照将:每一个行业都有自己成本的压力,作为我们来说也有成本的压力,如果量起来的话设备不是一台台造,像汽车以万台来计,我就按百台计按现在来算最低降30%,但是目前市场还达不到这样的需求,还是按照小规模小批量的生产不是流水线的生产,这当然需要整个环境的过程是鸡和蛋的关系,有一定的市场规模,材料用量增加了,设计团队的能力也提升了,我们对各个生产产能也达到一个平衡点,让整个复合材料综合评价成本进一步降低,跟我们对标的材料来比较,竞争的优势能够体现出来,这是我个人一点浅薄的认识。

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徐恒志:其实现在国内的设备包括国内的一些原材料采购更多是采购的设备,其实一台设备真正的从研发到批量生产经历过很长的时间,如果你只是买到成熟化的商品它的价格怎么不高?这一点其实我觉得德国有很多还是值得我们借鉴的,当然我们说可以弯道超车换道超车,别人在很多方面为什么没有激进的做法?还是要遵从事物发展的规律,有一些坑还是要掉的,只不过你看着少一些,协同创新看起来是很空的口号,包括很多的项目它有整机厂研究院所机构,这些都是要成本的,所以你不能只说马非的设备太贵了,树脂价格太高了,前期这些费用是最重要的,如果你杀鸡取卵把研发费用卡到0这个问题就是不可持续的。

崔振进:说到成本,我还要请问一下,如果碳纤维复合材料要去满足汽车成本的范围,我们如何降成本?或者说降低成本的途径都有哪些?

钱京:经过我的测算再降30%、40%也是有可能的。有的时候认为碳纤维材料贵,其实不是材料本身贵是成型制造贵,我们如果选择行之有效的快速固化,包括在后期的材料成型完成以后在后期的打磨喷漆提高效率,其实整个成本也能降下来,同样的包括整个设计层面的成本,如果选择一些不是常规通用的材料这个必然也会增加成本,但是如果设计非常有效选择的材料也是通用的材料,整个的成本总的来说都能够行之有效的降下来,这是我们作为材料厂商的角度来看这个问题。

祝颖丹:我补充一点,设计上要去降成本,设计怎么讲材料恰到好处不能多了,哪怕多一点也是成本,怎么样把碳纤维用在最好的地方?刚才我特别强调怎么样将复合材料和金融材料联合在一起,怎么样把贵的材料用到点子上就可以了,但是少了零件点性能达不到要求,但是多性能会过赢,汽车性能够用就行了。另外因为复合材料和金属连接方式发生了变化,所以我们自动化的连接上面,包括连接材料都可以下一些工夫,还有在修复上面可以下一些工夫,因为金属现在维修是很方便的,拿一个锤子敲敲还可以用,复合材料塌进去了它是敲不回去了,怎么样延续使用寿命,帮用户降一些成本。

张照将:说到降成本的途径,我突然想到一点,我们现在跟一些主机厂共同开发,汽车上可以用到型材部件,复合材料型材的加工方式,比如说拉挤成型就是典型的型材加工,目前马非和主机厂一起在开发有一定弧度标准的型材,这样的型材按照无限长度去加工,按照汽车使用长度去切割的,它使用的原材料是一样的,但是生产效率提高了十几倍,通过改变它的工艺方法情况下制造效率的提升,那么零件的制造成本大幅度的下降,这个还是回到起点,就是你采用什么样的形态才能满足汽车某一个部位的强度可靠性的要求,这个型材能不能在自动化的设备上加工出来,对于材料的供应体系来讲大家要一起努力,牵头的是设计单位或者整车厂车型的设计,如果一旦使用成功,我想可以平台化甚至于跨平台化应用,这样很多复合材料的使用成本也是大幅度下降的。

徐恒志:谈到成本的话其实我觉得降成本肯定是大势所趋,包括今天上午也有专家提到现在20万车比11年前40万的车配置都要高,非常希望客户说你的成本占到20%甚至更高,这就意味着在制造成本做了非常好的控制,实际上这种案例很少听到。在当今整个汽车市场可以说20多年以来首次下滑,市场确实很恐慌,也就是说我们从来不会遇到这种情况,投资心理预期市场上给我们的反馈是有很大的落差,今天我们来了很多造车新势力,包括一些传统主机厂在新能源上做了很多的探索,以后一家主机厂一家独大也是很难的,多产品个性化需求要满足,这就要求主机厂产品线更多元化,车型量不会太大,这个情况降成本一定要做加法,第二块做减法,首先是整个供应链整个工艺上面会不会提高生产工艺把效率提升,降低设备折旧,我的碳纤维有一些回收的,还有另外能源价格比较低的地区,包括树脂做一些原材料切换可以做一些工作这是做减法。

崔振进:各位专家能不能大胆的预测一下,因为我们今天的话题是新能源汽车在国产品牌的新能源汽车大概需要大家年能看到批量碳纤维复合材料的普及?

钱京:这个问题不太好回答,原来我是做航空的,现在也做一些汽车成型件,我们发现汽车领域对成本的要求很高,我们原来持非常乐观的态度为客户服务,因为我们做过航空,对质量控制还是有很多的经验,但是我们发现要把碳纤维复合材料能够批产的用在汽车上,我们觉得这条路还是很漫长的,我们现在帮助客户做的应用差不多一天差不多30个零部件这是我们现在帮它做的一个产能,我们不说一天能做10万辆车,现在一年做1万辆还算行,所以怎么样从1万辆到2万辆,从5万到10万,我觉得这条路还很漫长,还要做技术的积累才能够更好的服务于未来整个批产车的使用,所以我会觉得这条路还会很长的。

祝颖丹:如果从新能源汽车的角度来讲这个用的时间还是很快的,5年、10年可以用起来,10年还是很有可能的,新能源汽车三样核心技术轻量化车身、电池、电控,电池的回收比复合材料还要麻烦,为什么?它的污染程度比复合材料更严重,现在各种电池都逃不开这个问题,新能源电池没有这个问题,但是新能源汽车实现也有问题,如果新能源汽车真的能做起来碳纤维复合材料一定能用起来,电池增重要增到300公斤,如果车不轻量化电池怎么装上去?两者之间是矛盾的,车目前的轻量化材料就这几大类,符合材料是轻量化效果最好的,如果把它车身重量降不下来,无论电池续航能达到多高重量都是无法平衡的,轻量化第一个目的是给电池腾空间,这是我个人的观点。

张照将:我个人觉得5年内一定会量产,基于两个因素。按照汽车的设计开发平均算三年,目前像钱总这边恒瑞国内其他的TO1供应商现在手里都有大量的研发项目,这些项目在三年内可以落地,甚至小规模的批产,5年内在不同的主机厂不同的车型都会看到量产的东西,因为ES6昨天发布这款车未来汽车最低配置19万人民币,这是一个中等价格的电动车也是一个中等尺寸的SUV这个车有4个全碳纤维部件,能够达到三万辆规模也是很不容易的一件事情,但是这是一个开始。有的时候我觉得中国企业的发展速度是不好去预估的,一旦口子打开的话,有可能不是5年有可能3年,市场上会有十款二十款类似的这种车在批量使用碳纤维复合材料的应用,我保守一点说是5年。

徐恒志:我觉得在讨论这个问题要看一下过去做了哪些工作,以及过去从0到1花了多长的时间,从中国开始大量的引入国外的成套设备其实是在最近三四年的时间,这个时间其实从到第一辆量产真正批量意义ES6用了四年的时间,这一块我是从技术角度来看,我相对保守一点,从0到1用了4年,从1到5到10可能用10年,电动车角度来讲其实很早就发现,实际上新能源的汽车在我们国家也是最近3—5年是比较热的阶段。

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来源:第一电动网

作者:安小曼

本文地址:https://www.d1ev.com/news/zhanhui/84068

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