近日，汽車行業與中國汽車材料網一起聯合舉辦了一次汽車行業裡的資深專家進行專訪的專題活動，主要是在汽車行業的發展和新材料等幾個方面入手，討論這些年來中國汽車行業中的新事物，旨在促進我國汽車行業的進步和發展，實現技術耳朵突破。本期我們的嘉賓是新能源汽車研發領域知名專家——金建偉，來與我們一起交流一下新能源汽車的經驗。
大乘汽車金建偉部長
以下即為此次專訪內容。
編輯:國內目前推進輕量化進程的氛圍非常濃厚。從您的專業視角看,國內車企是如何定位輕量化工作的?
金建偉:自從2007年之後,由中信金屬和中國汽車工程學會先後組團到歐洲車身會議觀摩學習,對中國汽車行業起到了啟蒙作用,自主品牌逐漸認識到了汽車輕量化的重要性。由中國汽車工程學會牽頭,聯合多家自主品牌汽車公司,成立的輕量化技術創新戰略聯盟,更是從行業組織上科學規劃了輕量化發展路徑。
我個人認為,輕量化不僅僅是一種新材料或者一項先進技術,它是屬於性能開發,輕量化作為研發車型的一項重要技術指標,和其他性能指標一樣(比如安全指標),必須在整個車型的研發週期內同步開發實施與管控,確保目標的最終實現。
編輯:目前國內推進輕量化技術應用的難點主要有哪些?您多年來一直專注於輕量化汽車的開發、積累了豐富的經驗,並進行了諸多思考,可否對行業輕量化整車開發提出建議?還有如何建立一套輕量化汽車開發體系?
金建偉:輕量化技術主要有三大方向,即材料輕量化、結構輕量化和工藝輕量化,這三個方向又相輔相成,互相約束。對於汽車研發而言,需要均衡考慮,才能實現輕量化汽車的有效開發。
談談:
1) 輕量化技術在一定程度上意味著新設計,會對已有的技術體系產生衝擊與挑戰,導致潛在的風險增伽,需要做更多的充分驗證才能評價其可行性,這樣的問題導致輕量化技術在推廣應用過程中落地率往往偏低。
2) 輕量化效果需要更多的量級規模,在整車上的體現價值不在於幾項先進技術的應用,而在於整車重量的有效減重效果,中信金屬和同濟大學基於車身子系統等效模型,進而建立的B柱和前防撞橫樑系列鈮輕量化技術方案是一個很好的參照。
3) 輕量化開發缺乏體系流程來保障,目前國外主機廠也沒有太多成熟的體系可以用來吸收學習,國內主機廠需要自主摸索與協同創新。
最後是要建立一套科學合理的輕量化工作流程和評價體系,為輕量化實施保駕護航。整車研發過程中典型輕量化工作內容包括下圖:
編輯:新能源汽車是當前和未來的發展方向,請介紹一下目前國家在新能源汽車方面的相關政策和法規?在新能源汽車電池、電機、電控以及重量管控方面有哪些新技術或者新進展?新能源汽車輕量化與傳統燃油車在輕量化的需求上有哪些差異?
金建偉:引用領導人的話“發展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路”,當前中國市場上新能源汽車非常活躍,已經成為汽車行業的一個強勁增長點和核心聚焦點,相關政策法規層出不窮,基本上以一年為車位進行更新升級,遠高於傳統汽車的活躍度,極大的促進的新能源汽車的發展。結合去年發佈的《汽車產業中長期發展規劃》,可以從整體上把握未來中國新能源政策發展的主要方向。
一方面,整車重量的降低,直接有利於提升續航能力,性價比較高;另一方面,對於純電動汽車的核心重量部件-動力電池包系統,補貼政策則直接提出了能量密度要求,以2018年補貼為例,純電動乘用車動力電池系統的質量能量密度不低於105Wh/kg,105(含)-120Wh/kg的車型按0.6倍補貼,120(含)-140Wh/kg的車型按1倍補貼,140(含)-160Wh/kg的車型按1.1倍補貼,160Wh/kg及以上的車型按1.2倍補貼。兩方結合下,新能源汽車對輕量化訴求的迫切性可想而知。
編輯:目前國內很多新能源汽車採用全鋁車身等較為先進的輕量化技術,這些企業短期能夠產業化應用的原因是什麼?傳統乘用車企業如何進一步拓展輕量化技術的推廣力度。
金建偉:大家經常看到一些先進輕量化技術率先在新能源汽車上得到了應用,使其整車附帶上了更為高級的新技術衝擊感,提升了新能源品牌的價值觀,比如蔚來汽車的全鋁車身輕量化技術、前途汽車的碳纖維複合車身技術等。
另外,模塊化先進輕量化設計技術在新能源汽車上走的更遠了,採用“三合一”電驅動系統替代傳統的電機、電控加減速器的組合,不僅減重效率能達到20%以上,降低了10%以上物理裝配空間,而且還能降低系統成本數千元,成為“人見人愛”的先進技術,。
新能源汽車廣泛採用先進輕量化技術,這對傳統汽車而言是一件好事,更是一種激勵的行為。傳統汽車企業應當抓住發展良機,迅速搭建完善的輕量化團隊,加快新技術引進與應用,為提升整車競爭力而努力。
編輯:輕量化技術的推動,政府的政策導向也是非常重要的,對於政府政策層面您有何好的建議？
金建偉:輕量化是一項系統工程,依靠幾點來推動技術水平的提升,存在切實的困難,其未來發展的技術路線,也呈現多種可行性,需要廣大研發工程師進一步深耕。但是對於先進輕量化技術的整體推動,政府層面有必要從政策上進行良性引導,積極促進產業升級與轉型。
經常有人會提出這種質疑，汽車重量降低了，會不會不安全了呀？輕量化主要應用材料為合金，應用在汽車身上最多的是鋁合金和鎂合金，雖然重量減少，但是在彎曲強度和硬度等其他性能方面並沒有降低，要實現這個功能，就要在結構設計和材料用量上面有所突破，才能達到真正意義上的實驗節能、環保的功能，說了這麼多，其實就是想說，輕量化之所以會成為趨勢，是因為其更安全，性能更穩定，同時也更省油，操控性更佳，更會被消費者認可！
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