2015年3月18-19日,由盐城市人民政府、中国汽车技术研究中心、《节能与新能源汽车年鉴》编制办公室主办的“2015年中国新能源汽车推广应用高峰论坛”在江苏盐城举办,江苏奥新能源汽车有限公司总经理史践在论坛上做了题为《轻量化是电动汽车产业化必由之路》的报告,以下是根据发言整理。
各位领导、各位专家,大家上午好,轻量化是电动汽车产业化必由之路,为什么这么说?首先代表汽车的是轿车,轿车纯电驱动的战略取向现在产业化的程度不高,我们经过详细的调查,大概每个人驾驶习惯平均来说,每天五、六十公里,但是真正让他买纯电驱动车的时候,他的需求是三百公里,这个巨大的反差是我们现在产业化的心理障碍。所以传统汽车有轻量化的问题,但电动汽车更需要,为什么这么说?因为电池的储能比和液体燃料比差距太大,目前化学电池想赶上液体燃油的储能比是不可能的,所以说电动汽车尤其是纯电驱动,这个产业化首先主要矛盾是轻量化的问题。电池的储能比现在在不断的提高,但是他的提高速度很慢,所以说依靠电池马上提高达到300公斤或400公斤,这个可能性在五年到十年在可能有一些进步,所以目前在市面上卖的好的像VOLT等纯电里程在100公里左右,想突破200的现在很难,基于传统汽车的思路、材料、工艺想达到200公里以上的续航能力,而且百公里电耗量在科学的范围之内,成本控制在可接受的程度,这种车型实在太少,少而又少,所以说,现在电动汽车产业化难度还是比较大的。我认为的解决途径是:
第一个,提高电池的比能量,还是电动汽车的重要的课题,也是全世界公认的难题。第二个,是整车轻量化实现我们电动乘用车商品化来的最快的途径,我们要改变我们产品的结构,改变我们的材料,改变我们的制造工艺,所以说我们提出来的观点是四新,第一个是新的驱动平台,这个驱动平台要回归电动一体化的专用平台。第二个是新材料应用,主要是为了轻量化,特别是现在全世界已经共识了以碳纤维为主的复合材料,还有以铝合金为主的轻量化的基础材料为主电动汽车轻量化。第三个就是颠覆传统的整车生产工艺,新的材料体系新的产品结构以后,传统整车的四大工艺也要跟着起到根本性的变化与革命,比如说冲压,有复合材料的热塑成型,焊接现在变成了粘接,涂装可以免除前处理,总装由于电动车本身的磨合化、集中化程度很高,所以在工艺上也必须改变,另外形成电动车新的商业模式。
四化大家都很理解,我下面重点把轻量化新材料的应用以及工艺一些方向,跟大家分享一下,不对的地方请大家批评指正。我个人观点是纯电动,单驱动,我把这个单字讲出来我的观点,现在纯电动驱动里,把插电和增程并列放在一起了,我个人观点我们国家的国情应该突出增程式单驱动,把插电还是归列到节能汽车里面去鼓励、支持、发展,但是纯电动可能增程式,包括电池也是增程的,这个方向重点鼓励,所以电池的容量的提供也是轻量化,这是一个概念。
轻量化从材料技术来讲,其中涉及轻量化、低密度、高强度的材料,包括制造技术这几个方向,我们重点电动汽车也应该是首先在材料的应用上要有突破,如果不突破我们现在水平也就是100多公里的水平,所以在底盘上现在全世界基本上都是采用的铝合金,高强度的铝合金,这个现在已经达成了共识,但是底盘用碳纤维的代价太大,成本太高,所以说用铝合金包括压塑包括挤压的型材现在已经是很成熟了,我们国内现在水平也不算高,那么铝的加工成型了,有自动化的焊接,包括未来的粘接技术,车身基本材料世界上的潮流都趋向于碳纤维,比碳纤维性能好的复合材料多的是,碳纤维只不过是复合材料的第二档次的领军,但是性价比碳纤维目前最适合,比碳纤维便宜的材料也很多,但是达不到汽车安全性的要求,所以目前前世界主流的大的汽车厂,现在纷纷参股、控股碳纤维公司,这就说明了一个潮流。在车身上做复合材料还有好处,高碳钢比传统的理论值减重15%,铝合金的理论上能够减重30%,碳纤维理论上能够减重60%,但是相应的投资反而会降低,用碳纤维四大工艺的投资反而会降低,整车制造规模经济钢梁下滑,这是电动车现在产业化的好处,另外就是在减重的材料整电动车的影响有一些总体的分析,重量对电动车来说是非常至关重要的,按传统汽车整个零件的轻量化做了一些减重设计以后,电动车可以跟传统汽车可以相抗衡,包括续驶里程,包括百公里的能耗。
成型工艺里,现在有很多种,这么多种都可以实现,但满足汽车工业大批量规模化的生产,确实现在是一个挑战,传统汽车上只有跑车、赛车,这种千辆级的应用了碳纤维,为什么没有在普及型的汽车用碳纤维,除了结构设计、成本因素之外,再一个就是满足工艺节拍的问题,这是一个挑战,目前宝马i3直接用了热塑的工艺,我们批量的经验现在采取是热塑的工艺。这是现在典型的一个RTM一个传统的碳纤维成新工艺,但是经过我们专家的讨论,我们增加了HP,所以这个从年产千辆级的规模,可以达到年产万辆级的,目前热塑比较成熟的。
下一代热塑,热塑现在宝马i3就是这个工艺,这个节拍相当于冲压的节拍是非常快的,好处也很多,但是投资也比较大,我们目前国内已经有热塑工艺的装备工艺已经有了,零部件通过热塑的工艺已经做出来了,但是整车还没有实现,这是我们整个行业里重要课题,这个热塑是我们碳纤维应用的主要方向,优点有很多,我们不详细讲了,但是我们现在要讲的难点就是应用碳纤维的上有几个技术难点。第一个就是结构设计,我们都会传统材料的钢的车身的结构设计,现在都没问题,但是复合材料全世界目前我知道的也就是三五家能够做完整的应力分析,我们现在国内要做碳纤维要把这个数据库整理起来。
第二个就是成型工艺,热固、热塑汽车适应行业的节拍需要,规模产量的需要,这个是难点,包括配方的问题快速树脂的问题等等。
第三个是我们标准化,我们在线的检测,曲线的一些标准等。
第四个是可修补的技术。
第五个是可回收利用的技术。这五个方面需要我们行业建立一个组织,车用碳纤维项目的世界大潮流,我们车用复合材料要把这个标准化体系建立起来,这是我们行业的任务,也希望我们轻量化的联盟把这个组织相关的学术机构,大学和我们制造企业能够把整个新的材料体系建立起来。
实例讲几个,宝马X3是经典的,现在是铝的地盘,碳纤维车身,包括他的增程。奥新在探索的碳纤维的乘用车,时速可以达到120公里,续航能力能够达到400公里。另外电动乘用车的像雷诺的面包车,这是传统车,最早是用复合材料,这是世界上首个单厢车的复合材料汽车,现在复合材料的结构设计现在完全按复合材料重新搭建的,铝的框架结构加上复合材料,所以复合材料在乘用车上A级B级包括我们面包车都可以实行。
同时,天然植物纤维,现在已经得到了应用,在电动汽车轻量化上面可以实现很多的帮助,同时我们现在东南亚独有的一个植物竹,竹纤维的碳化,这是科学家的提议,可再生的资源要利用起来,对电动车绿色发展更有意义。但是目前的主流还是以碳纤维为主。所以我想我们的电动汽车到了革命的时代了,所以在产品结构材料和工艺上,也需要付出努力。抛砖引玉,能够得到行业内共鸣,共同把轻量化的电动汽车实现产业化和商品化,谢谢大家。
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