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金建伟:谋新能源车轻量化技术 赢汽车产业未来发展

文章来源:汽车材料网 作者:【*】 点击:次 时间:2018/12/3 9:32:05

【中国汽车材料网】《微合金化技术》杂志开展了汽车行业资深专家专访专题活动,本专题活动与中国汽车材料网联合实施,探讨中国汽车行业发展、轻量化、新材料开发及应用等主题,力争促进我国汽车行业技术进步和促进中国制造2025。本期我们有幸请到了新能源汽车研发领域知名专家——大乘汽车整车技术部部长、项目总监金建伟,与行业同仁交流分享自己在新能源车轻量化方面的经验。

金建伟:谋新能源车轻量化技术 赢汽车产业未来发展

大乘汽车金建伟部长

以下即为此次专访内容。

编辑:国内目前推进轻量化进程的氛围非常浓厚。从您的专业视角看,国内车企是如何定位轻量化工作的?

金建伟:最近十年,轻量化在中国汽车行业得到了快速的发展,尤其是2007年之后,由中信金属和中国汽车工程学会先后组团到欧洲车身会议观摩学习,对中国汽车行业起到了启蒙作用,自主品牌逐渐认识到了汽车轻量化的重要性。由中国汽车工程学会牵头,联合多家自主品牌汽车公司,成立的轻量化技术创新战略联盟,更是从行业组织上科学规划了轻量化发展路径,从”产学研“上多角度联合开发,打破了同行之间的交流壁垒,促进汽车行业的轻量化技术长足的发展,甚至有一部分自主品牌汽车的轻量化水平达到了国际领先水平,可以与合资品牌同台竞争。

伴随着轻量化技术的深入研究与应用,对于轻量化工作定位,有着不同理解,有些主机厂认为轻量化就是用先进的新材料来替代传统材料,属于汽车材料领域工作,有些主机厂认为轻量化就是用先进技术来替代传统技术,属于新技术开发领域工作。我个人认为,轻量化不仅仅是一种新材料或者一项先进技术,它是属于性能开发,轻量化作为研发车型的一项重要技术指标,和其他性能指标一样(比如安全指标),必须在整个车型的研发周期内同步开发实施与管控,确保目标的最终实现。

编辑:目前国内推进轻量化技术应用的难点主要有哪些?您多年来一直专注于轻量化汽车的开发、积累了丰富的经验,并进行了诸多思考,可否对行业轻量化整车开发提出建议?如何建立一套轻量化汽车开发体系?

金建伟:轻量化技术主要有三大方向,即材料轻量化、结构轻量化和工艺轻量化,这三个方向又相辅相成,互相约束。对于汽车研发而言,需要均衡考虑,才能实现轻量化汽车的有效开发。

金建伟:谋新能源车轻量化技术 赢汽车产业未来发展

轻量化又是一项复杂的系统工程,与整车研发各个模块以及汽车产业链上各级供应商都有密切的关联性,它在推广应用的过程中必将面临诸多的问题,归纳起来有几个关键难点可以谈谈:

1) 轻量化技术在一定程度上意味着新设计,会对已有的技术体系产生冲击与挑战,导致潜在的风险增加,需要做更多的充分验证才能评价其可行性,这也是很多汽车公司所担忧的,他们不愿意在此方面花费更多的时间和资源,导致轻量化技术在推广应用过程中落地率往往偏低。

2) 轻量化效果需要更多的量级规模,在整车上的体现价值不在于几项先进技术的应用,而在于整车重量的有效减重效果,以一辆A级轿车要减重100kg为例,需要的轻量化技术方案往往要超过150项才有可能实现,这对整车研发能力提出了更高的综合要求,需要主机厂具备完善的研发技术体系才能支撑起轻量化开发,而这往往是目前自主品牌主机厂所欠缺的。中信金属和同济大学基于车身子系统等效模型,进而建立的B柱和前防撞横梁系列铌轻量化技术方案是一个很好的参照。

3) 轻量化开发缺乏体系流程来保障,目前国外主机厂也没有太多成熟的体系可以用来吸收学习,国内主机厂需要自主摸索与协同创新。

虽然轻量化在开发过程中面临着诸多的问题与挑战,但是对于研发能力日益壮大的自主品牌,依然有较好的发展空间。

首先要对轻量化有一个清晰的定位,它是一项整车性能,不是某一项技术,也不是材料轻量化。

其次有必要组建独立的轻量化技术团队来专业化开展工作,确保整车轻量化目标的最终实现。典型的团队架构例如下图:

金建伟:谋新能源车轻量化技术 赢汽车产业未来发展

最后是要建立一套科学合理的轻量化工作流程和评价体系,为轻量化实施保驾护航。整车研发过程中典型轻量化工作内容包括下图:

金建伟:谋新能源车轻量化技术 赢汽车产业未来发展

编辑:新能源汽车是当前和未来的发展方向,请介绍一下目前国家在新能源汽车方面的相关政策和法规?在新能源汽车电池、电机、电控以及重量管控方面有哪些新技术或者新进展?新能源汽车轻量化与传统燃油车在轻量化的需求上有哪些差异?

金建伟:引用领导人的话“发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路”,当前中国市场上新能源汽车非常活跃,已经成为汽车行业的一个强劲增长点和核心聚焦点,相关政策法规层出不穷,基本上以一年为单位进行更新升级,远高于传统汽车的活跃度,极大的促进的新能源汽车的发展。截止2018年8月,全国新能源汽车累计产销分别完成60.7万辆和60.1万辆,同比去年分别增长75.4%和88%,这在今年汽车销量增速明显放缓的大背景下,显得尤其可贵。

以政府为主导的新能源财政补贴政策以及《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》成为当前两大关键性法规政策,读懂最近几年新能源补贴政策的变化趋势,理解双积分管理办法的核心思想,结合去年发布的《汽车产业中长期发展规划》,可以从整体上把握未来中国新能源政策发展的主要方向。

尽管目前已经量产了超过500km续航的纯电动汽车,但是里程焦虑症依然存在,而且在很长的时间内将继续存在,新能源汽车迫切的需要从各个方面来提升综合续航能力。轻量化作为一项重要的优化方向,对新能源汽车有着更高的吸引力。

一方面,整车重量的降低,直接有利于提升续航能力,性价比较高;另一方面,对于纯电动汽车的核心重量部件-动力电池包系统,补贴政策则直接提出了能量密度要求,以2018年补贴为例,纯电动乘用车动力电池系统的质量能量密度不低于105Wh/kg,105(含)-120Wh/kg的车型按0.6倍补贴,120(含)-140Wh/kg的车型按1倍补贴,140(含)-160Wh/kg的车型按1.1倍补贴,160Wh/kg及以上的车型按1.2倍补贴。

两方结合下,新能源汽车对轻量化诉求的迫切性可想而知。

编辑:目前国内很多新能源汽车采用全铝车身等较为先进的轻量化技术,这些企业短期能够产业化应用的原因是什么?传统乘用车企业如何进一步拓展轻量化技术的推广力度。

金建伟:新能源环保本质诉求的渴望,结合补贴及相关政策的强力推动,导致新能源汽车对先进轻量化技术的接纳程度往往高于传统汽车,愿意花费更高的代价,采用更先进的新技术来实现整车重量的降低。大家经常看到一些先进轻量化技术率先在新能源汽车上得到了应用,使其整车附带上了更为高级的新技术冲击感,提升了新能源品牌的价值观,比如蔚来汽车的全铝车身轻量化技术、前途汽车的碳纤维复合车身技术等。

另外,模块化先进轻量化设计技术在新能源汽车上走的更远了,采用“三合一”电驱动系统替代传统的电机、电控加减速器的组合,不仅减重效率能达到20%以上,降低了10%以上物理装配空间,而且还能降低系统成本数千元,成为“人见人爱”的先进技术,动力电池包系统和下车身地板的一体化设计,也是多方得益的先进方案,对能量密度、轻量化、碰撞安全、车身结构设计多有好处。

新能源汽车广泛采用先进轻量化技术,这对传统汽车而言是一件好事,更是一种激励行为。新技术应用带来的潜在风险首先在新能源汽车上得到了充分的验证与完善,培育出一批具备先进技术开发能力的供应商,形成了良好的产业链沃土,为传统汽车轻量化先进技术的推广应用扫除了一部分阻力,使得一些先进轻量化技术快速应用于更具规模量级的传统汽车,加快了汽车轻量化水平的快速提升。

传统汽车企业应当抓住发展良机,迅速搭建完善的轻量化团队,加快新技术引进与应用,为提升整车竞争力而努力。

编辑:轻量化技术的推动,政府的政策导向也是非常重要的,对于政府政策层面您有何好的建议。

     金建伟:轻量化是一项系统工程,依靠几点来推动技术水平的提升,存在切实的困难,其未来发展的技术路线,也呈现多种可行性,需要广大研发工程师进一步深耕。但是对于先进轻量化技术的整体推动,政府层面有必要从政策上进行良性引导,积极促进产业升级与转型。

1) 依托产业联盟(轻量化技术创新战略联盟)进行有组织的科学规划,做好顶层设计,根据中国汽车产业发展现状,结合资源分布情况,从整体上把握发展方向。

2) 选择关键的技术路径,通过重点项目扶持等方式进行聚力与创新,形成产业化示范效应。

3) 研究建立统一的整车轻量化评价规范体系,对于轻量化水平较高车型,给予相应鼓励政策,也可以考虑跟其他技术政策一起给予相应的关联支持。

编辑:请您介绍一下大乘汽车在新能源汽车产品开发、新技术应用以及新能源汽车轻量化方面的进展?

金建伟:大乘汽车是吴潇先生创立的全新中国自主汽车品牌,于2018年9月17日在北京正式对外发布。公司拥有江西、江苏两大基地,江西大乘汽车有限公司拥有较为完整的整车生产资质,涵盖了乘用车、商用车、新能源汽车。乘用车目前有G70s、G60s、E20三款亮相车型。

大乘汽车DORCEN是一家以“年轻化、智能化”为战略核心,同时拥有传统能源和新能源造车资质,并以SUV领先战略覆盖全品类的全新中国汽车品牌。既拥有新势力造车领先的智能互联科技,也传承了传统车企的工匠精神。大乘汽车注重用户体验,以全球顶尖的制造技术和工艺,为用户带来创新、动感、乐享的出行体验。

大乘汽车对轻量化非常关注,组建有专业的技术团队,在研发车型上进行全流程开发,较好的实现了整车轻量化。包括全铝合金副车架、塑料翼子板、塑料机舱盖、PC玻璃、全铝合金电池包、“三合一”集成模块化设计等先进轻量化技术得到了产业化的开发与应用。

专家简介:

金建伟,男,2007年研究生毕业后进入吉利汽车研究院,从事材料性能、环保性能、新技术、轻量化等多项整车性能开发和专业技术团队创建工作,参与吉利多款车型项目的研发,主持国家“十二五“科技支撑、国家“863”计划、国际科技合作等多个国家级项目,获得中国汽车工业科学技术进步一等奖。2017年进入大乘汽车,任整车技术部部长、项目总监,从事新能源汽车研发工作 。

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