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客車關(guān)注:輕量化可減重達5噸,他們?yōu)樘祭w維事業(yè)鼓與
來源:中國客車網(wǎng)   編輯:錢竹紅  2018-07-18 14:31:28 字號   打印  收藏

能源、輕量化,汽車工業(yè)發(fā)展的必由之路。近年來,輕量化的要求給汽車行業(yè)帶來了翻天覆地的變化。隨著油耗、排放法規(guī)的不斷嚴苛,節(jié)能與新能源汽車規(guī)模市場化應(yīng)用,汽車行業(yè)不論是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)體系還是市場需求方面都在不斷發(fā)生變革,輕量化技術(shù)與應(yīng)用隨之迎來窗口期。

2018年7月12-13日,由齊齊哈爾市人民政府主辦,中國汽車工程學(xué)會、中科院北京化學(xué)所、大連理工大學(xué)等單位協(xié)辦,興科控股有限公司等單位承辦的汽車輕量化技術(shù)與清潔能源電能供熱研討會在齊齊哈爾召開,權(quán)威專家對碳纖維輕量化產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、發(fā)展布局、未來趨勢進行剖析。其中,行業(yè)大咖們的闡述與傳遞出的信息同時為汽車的輕量化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用提供了些許參考和啟示。

中國工程院院士杜善義:碳纖維材料實現(xiàn)軍民融合,在汽車輕量化領(lǐng)域大有可為

碳纖維是上個世紀60-70年代出現(xiàn)的一種新的技術(shù)形式,這個技術(shù)在當時看來是顛覆性的,它可以把塑料變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)材料,它能夠把塑料的性能變得和鋁合金類似,但重量更輕。因此,碳纖維的出現(xiàn)首先得到了國防航空航天的青睞。

從1975年開始,中國的碳纖維經(jīng)過了四十幾年的發(fā)展,現(xiàn)在中國的碳纖維有產(chǎn)能,能生產(chǎn)出高性能的碳纖維產(chǎn)品,從目前情況來看,基本可以滿足航空航天和國防的需要,同時也在向汽車等其他領(lǐng)域擴展。

軍民融合是國家戰(zhàn)略,碳纖維作為一種的新的戰(zhàn)略材料首先是及民營企業(yè)牽頭研發(fā),急軍工之所急,逐步向民用領(lǐng)域延伸,比如汽車行業(yè)?,F(xiàn)在我們能看到碳纖維在比如海洋工程、汽車工程,軌道工程包括土木建設(shè)等領(lǐng)域都有應(yīng)用,碳纖維的發(fā)展,是軍民融合的結(jié)果。

碳纖維結(jié)構(gòu)強、重量輕,輕量化本身不僅僅是減少成本的問題,更能節(jié)約能源,保護環(huán)境。輕量化有三個方面需要考慮:第一是使用,用好高性能材料;第二是制造,只有制造才能保證輕量化;第三是設(shè)計,輕量化整個概念設(shè)計非常重要。輕量化在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用大有可為,特別是新能源汽車。新能源汽車在2025年就要達到600萬輛以上。新能源汽車電池本身很重,所以為車身結(jié)構(gòu)減重是關(guān)鍵。不同于航空航天,汽車產(chǎn)量非常之大,汽車如果能夠很好地把輕量化材料利用好,這對環(huán)境保護、節(jié)約能源以及汽車本身的性能都是有利的。

中國汽車工程學(xué)會副秘書長、汽車輕量化聯(lián)盟秘書長侯福深:節(jié)能源新能源汽車是碳纖維材料應(yīng)用潛力巨大的用戶

按照學(xué)會在前年發(fā)布的節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖,到2030年,我國的汽車產(chǎn)銷量將達到3800萬輛,新能源汽車的市場份額將突破40%,汽車產(chǎn)業(yè)會基本實現(xiàn)電動化轉(zhuǎn)型。

在新一輪汽車產(chǎn)業(yè)變革的大背景下,汽車產(chǎn)業(yè)正在朝著低碳化、信息化、智能化的方向加速發(fā)展。其中,低碳化是我們當前面臨的最緊迫的任務(wù),也是實現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本前提。其中,輕量化技術(shù)成為支撐節(jié)能與新能源汽車發(fā)展的重要技術(shù)。

近期,國家發(fā)改委為就汽車產(chǎn)業(yè)投資規(guī)定在公開征求意見,其中新能源汽車是四大重點發(fā)展領(lǐng)域之首,而輕量化又列為新能源汽車關(guān)鍵技術(shù)之首。由此可見,輕量化技術(shù)對于新能源汽車未來技術(shù)開發(fā)影響巨大。學(xué)會高度重視汽車輕量化的工作,從2007年成立了汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟,在共性技術(shù)研究、技術(shù)標準制定、行業(yè)的技術(shù)交流、成果的轉(zhuǎn)化推廣以及人才培養(yǎng)等方面做了大量工作,代表了中國汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新主體力量。

從聯(lián)盟的角度認為,碳纖維復(fù)合材料能夠大幅實現(xiàn)汽車產(chǎn)品的減重,是節(jié)能與新能源汽車領(lǐng)域最好的輕量化材料。在學(xué)會發(fā)布的節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖當中就碳纖維復(fù)合材料提出了未來的發(fā)展目標,到2020年,碳纖維材料在汽車上使用成本要比2015年降低52%,2025年碳纖維使用量要占到車重的2%,成本要比2020年底50%,2030年碳纖維使用量占整個車重的5%,成本還要進一步降低。如果按照2030年3800萬產(chǎn)銷量來計算,平均輛車1噸,就是3800萬噸,占比5%就是200萬噸以上。所以說汽車是碳纖維應(yīng)用潛力非常大的用戶。

汽車評價研究院院長李慶文:汽車產(chǎn)業(yè)應(yīng)用碳纖維材料已經(jīng)到了加速階段

首先應(yīng)該確立的概念就是汽車產(chǎn)業(yè)應(yīng)用碳纖維材料已經(jīng)到了加速階段。汽車行業(yè)應(yīng)用各種材料都有一個過程,一旦一個新興的材料應(yīng)用到汽車產(chǎn)業(yè)上,這個材料工業(yè)就會變成一個影響國民經(jīng)濟的大產(chǎn)業(yè)。

舉例來說,汽車工業(yè)應(yīng)用鋼鐵促進了鋼鐵工業(yè)的發(fā)展,汽車工業(yè)應(yīng)用了石油,使石油化工業(yè)成為了對世界經(jīng)濟產(chǎn)生重大影響的產(chǎn)業(yè)。當下的中國汽車產(chǎn)業(yè)正在朝著電動化發(fā)展,電動化發(fā)展使國家的鋰電池產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,涌現(xiàn)出了以寧德時代為代表的優(yōu)秀電池企業(yè),有了中國汽車零部件企業(yè)首次在德國建廠。所以結(jié)論是,只要汽車產(chǎn)業(yè)應(yīng)用了某一個重要材料、重要技術(shù),這項材料或技術(shù)就會形成一個巨大的產(chǎn)業(yè)。

我們要認識到,碳纖維材料一旦在汽車產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用普及,將會給碳纖維材料才來巨大的歷史影響。碳纖維材料從國防工業(yè)開始擴散,逐步輻射到民用領(lǐng)域。具有前瞻性的是,近些年來汽車工業(yè)開始逐步應(yīng)用碳纖維材料,碳纖維材料在我們很多家整車廠商都做過很多前期實驗,這些實驗雖然沒有全部轉(zhuǎn)化為成果或者產(chǎn)業(yè),但這些前期的準備工作是十分重要的。比如興科公司與長城汽車前期做過很多碳纖維相關(guān)實驗,任何新材料的應(yīng)用都需要時間去驗證,到了一定的時間拐點,當各方面條件都具備的時候就能很快地轉(zhuǎn)化為成果并應(yīng)用市場。

中國工程院院士蹇錫高:未來汽車輕量化或會從縱梁入手

興科公司在齊齊哈爾完成了首條碳纖維生產(chǎn)線,而且成功投入應(yīng)用,這是具有歷史意義的。從材料學(xué)角度來講,現(xiàn)在已經(jīng)進入復(fù)合材料發(fā)展時代。以樹脂基復(fù)合材料為例,它具有特備的功能和特點,那就是輕質(zhì)、高強。目前耐高溫性能還無法和陶瓷或者金屬基材料相比,但在很寬的范圍內(nèi),比如350度以內(nèi)是可以耐受的。

中國工程院現(xiàn)在有相當一部分工作精力投入到碳纖維復(fù)合材料的研發(fā)與應(yīng)用。汽車輕量化領(lǐng)域應(yīng)用了很多高分子材料,目前汽車輕量化還沒有涉及到大梁,但我認為,以后汽車輕量化或許會從這里入手,汽車的縱梁占整車重量的比重是很大的。對于新能源汽車的輕量化來說,提高電池能量密度,減小電池體積;亦或從車身方面著手,采用新型高強度、輕質(zhì)量的復(fù)合材料。中國工程院現(xiàn)也在做這方面的工作,比如液流電池、燃料電池、超級電容等等。

科技部863碳纖維專項專家組組長徐堅:采用碳纖維為車身架構(gòu)的電動大巴可減重5噸

經(jīng)過十五年的努力奮斗,目前中國碳纖維的實際產(chǎn)量已經(jīng)達到2萬6千噸,2017年的實際產(chǎn)量達到8700噸。2011-2018年間我們主要針對清潔能源、現(xiàn)代交通等領(lǐng)域開展研發(fā)工作。整個863項目的投資是13.8億,我們主要完成的高強碳纖維的制備工藝。

十二五期間專項組有四個主要研發(fā)方向,一是碳纖維的制備與工程化技術(shù);二是碳纖維復(fù)合材料化學(xué)技術(shù);三是光能制備制造技術(shù);四是一些新型高分子材料制備技術(shù)。在十二五期間的最后階段專項組一共安排了16個課題,其中12個課題來自復(fù)合材料、光能以及新型纖維。

另外,在十三五期間專項組做個一個試驗,制造的一輛以碳纖維復(fù)合材料為車身架構(gòu)的電動大巴車,這輛大巴全部車身結(jié)構(gòu)全部應(yīng)用了碳纖維,車輛的所有強度設(shè)計用的是國內(nèi)自產(chǎn)的碳纖維,這臺大巴至今還可以正常運行。這輛大巴試驗車經(jīng)過了正向沖擊、側(cè)翻等一系列安全試驗,保證了對乘客的安全性要求,經(jīng)過了2000公里的強化環(huán)路實驗,整車結(jié)構(gòu)沒有出現(xiàn)任何異常。經(jīng)過專家確認,整個車身從13.5噸減重到8.5噸,相比較傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)車身優(yōu)勢明顯。

國務(wù)院發(fā)展研究中心研究員、(經(jīng)濟要參)雜志社副主編何玉興:新技術(shù)、新工藝這樣的“黑金”為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供了有力的支撐

高新科技,功能性與低成本碳纖維等新材料、新技術(shù)、新工藝這樣的“黑金”,為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供了有力的支撐。在齊齊哈爾,我看到了科學(xué)的理念,久違的精神,充足的實力,昂揚的英雄氣。以下為匯報的幾項要點:

1、樂觀積極的心態(tài)。經(jīng)濟學(xué)領(lǐng)域有個概念,叫心理預(yù)期,看好,就可能好,看壞,肯定壞。智力是不帶熱情的思想,我們需要帶著熱情的思想,不僅是熱情的思想,還是切實的行動。用專業(yè)術(shù)語來說,固化工藝,溫度,是一個重要的條件和變量,你們有火一樣的熱情。中國需要你們這樣的熱情!

2、科學(xué)正確的方向。汽車輕量化,智能供暖,模具制造,市場空間廣闊。中國3800萬輛汽車,如果每輛汽車減重5%,節(jié)能效果巨大。剛才杜院士講,汽車到了發(fā)展的加速期,李慶文院長講,這也是碳纖維技術(shù)應(yīng)用的黃金期,將會爆發(fā)式增長,埋頭苦干始終不忘追趕的材料人們,終于迎來屬于你們的時代。蹇錫高院士講,現(xiàn)在進入復(fù)合材料的時代,興科集團的生產(chǎn)線具有劃時代的歷史意義。

3、實力說話的底氣。齊齊哈爾市是重工業(yè)基地、裝備制造業(yè)基地,中國一重總部、中車貨車集團總部、兵器工業(yè)集團三大軍工企業(yè)在此,為發(fā)展積淀了雄厚的底蘊。功能性與低成本碳纖維等新材料、新技術(shù)、新工藝,為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供了有力的支撐。

新科技的落實,要有歷史的積淀條件。碳纖維的國產(chǎn)化,首先要有裝備的國產(chǎn)化,要有基礎(chǔ)研究的國產(chǎn)化。中國500多種主要工業(yè)產(chǎn)品中,有220多種產(chǎn)量位居世界第一,115家中國企業(yè)進入世界500強榜單。創(chuàng)新驅(qū)動的戰(zhàn)略下,五年來,中國科技進步貢獻率從52.2%上升至57.5%,國家創(chuàng)新能力從全球第20位升至第17位。影響力是干出來的,不是吹出來的。

4、利在千秋的標準。復(fù)材的結(jié)構(gòu)性是可以設(shè)計的,是受工藝影響的,不同廠商提供的材料可能不同,同一廠商同一材料的性能也可能在不同的批號之間有差異,制定標準和規(guī)范是非常必要的。標準規(guī)范的制定權(quán)就是業(yè)內(nèi)的話語權(quán)。

興科控股有限公司董事長程顯軍:興科在汽車專用碳纖維領(lǐng)域已有成果

興科控股有限公司成立于2011年,注冊資本6000萬,現(xiàn)與國內(nèi)多家科研機構(gòu)、知名專家共同合作推動中國碳纖維產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。興科的碳纖維技術(shù)不僅使中國成為世界為數(shù)不多的擁有該技術(shù)的國家,而且使中國成為碳纖維在多領(lǐng)域有應(yīng)用技術(shù)的國家。正基于此,興科被譽為中國碳纖維產(chǎn)業(yè)的先行者,成為中國擁有碳纖維完全自主知識產(chǎn)權(quán)的企業(yè)之一。

經(jīng)過三年的努力,興科在汽車專用碳纖維現(xiàn)在也已經(jīng)有了一些成果,在汽車輕量化、軌道裝備輕量化包括高端裝備制造的輕量化方面都有重大的應(yīng)用意義。興科也愿為行業(yè)的發(fā)展盡力。

從專家的種種觀點闡述中不難讀出,在真正意義上的新能源時代來臨前,以碳纖維新型復(fù)合材料為基礎(chǔ)的輕量化技術(shù)無疑是汽車工業(yè)產(chǎn)品降低燃油消耗,減少二氧化碳排放、提高運載效率的有效途徑。市場的發(fā)展總是伴隨著技術(shù)的進步,新能源、輕量化,一場全新的汽車工業(yè)變革正在悄然到來。

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