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2023中国工博会暨第五届汽车新材料应用高峰论坛

围绕新能源汽车所用新材料及“双碳”展开,会议旨在探讨如何利用各种新材料开发更先进、更高效的汽车技术,产品。重点研究新能源汽车中使用的铝合金、铜、锌、镁、钢铁、复合材料等材料的性能、工艺及生产过程。

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2023中国工博会暨第五届汽车新材料应用高峰论坛

圆桌访谈:从低碳新材料、一体化压铸、智能数字化等角度探讨中国汽车智能制造之路【汽车材料论坛】

来源:SMM

在由上海有色金属行业协会、上海市汽车工程学会、苏州市压铸技术协会主办,上海有色网(SMM)承办,广东华劲铝业集团冠名的2023中国工博会暨(第五届)中国汽车新材料应用高峰论坛的圆桌论坛环节,嘉宾们从低碳新材料、一体化压铸、智能数字化制造等不同的视角对中国汽车智能制造之路进行讨论,让行业人士更好地了解到汽车智能制造的现状与格局。理想汽车增程系统部高级总监张贵强、广东华劲铝业集团华中区总经理李宏伟、爱驰汽车(上海)有限公司总监韩志勇、力劲集团一体化压铸专家钱勇作为特约嘉宾,接受了SMM高级副总裁胡健的采访。

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问题:理想汽车今年的销量增长了1.8倍,是什么使得理想汽车深受消费者喜爱,理想汽车在深层次动力的未来发展之路是怎样的?

理想汽车增程系统部高级总监张贵强:

理想汽车的首款产品是理想ONE,理想ONE发布之初首先就聚焦家庭用户的用车,其次理想汽车首创了大电池的增程系统,增程系统之前国外就有,理想汽车的增程系统区别于国外的地方在于,其首创了“城市用电、长途用油”。

首先:城市用电意味着理想汽车会给客户提供一块大电池,在城市中使用的时候,满足纯电汽车的驾驶乐趣,包括纯电的使用成本是很低的。其次,长途用油就是周末、节假日或者出于商务需要长途旅行的时候,不用焦虑纯电车的里程问题,也避免了在服务区等1个小时、2个小时的长时间等待。这种“城市用电、长途用油”理念得到了市场的认可,理想ONE的销量以及包括去年推出的L系列在市场销量可观,最近几个月这些相关车型的月销量均在34000左右,近期可能还要突创新高,这验证了大征程电动的路线得到了消费者的认可。

随着理想汽车在增程电动取得成功的代理下,国内越来越多的车企加入了增程电动的路线。增城电动对理想汽车来说不是一个过渡的陆续,而是一个长期的路线。理想汽车在未来几年依然会加大在增程电动领域和增程电动系统研发和生产的投入,将推出更加节能、更加环保包括驾驶感更趋近于无感的类纯电的增程系统。

对于增程电动的未来,其引用了在2023世界新能源汽车大会上发表的一段话:未来电动汽车的发展方向应该是纯电、插混和增程混动的汽车以及燃料电池。其中提到为什么中国重视插混和增程混动,是由中国目前和未来的现实情况决定的,中国目前的电动车销量主要集中在东南部,东北、西北包括整个北方电动车的销量相对来说比较少。原因主要有:第一,是气候影响,北方寒冷,电动车有一定的局限性,增程动力和插混基本不受此限制可以全环节使用;第二,受地域影响,城市间的距离比较长,电动车里程焦虑目前还无法克服。

从数据来看,2022年整个电动车的销量增比比2021年增加了75%,同期插混和增程混动的增比是160%,插混和增程混动的增比比整体的增比多两倍还多。今年上半年整个电动车纯电的增比大约为20%,同期插混和增程混动的增比是50%左右,这个势头在今年还在延续,这也从另外一个维度表明增程电动的路是一条长期发展之路,而非过渡之路。

增程电动在高原、持续爬坡等极端环境以及全环境下使用的优势打消了市场的顾虑,其认为增程电动是一条长期存在的基础路线,全环境的使用优势等也表明增程电动的未来是光明的。

问题:低碳新材料、低碳铝颇受市场关注,从新能源汽车的角度,低碳铝等新材料未来的发展如何?以及爱驰汽车在新材料领域如何布局?

爱驰汽车(上海)有限公司总监韩志勇:

爱驰汽车2019年底上市之后,是国内第一家拿到WVTA欧盟整车型式认证的造车新势力企业,欧洲市场比重比较大,这几年,爱驰汽车虽然经历了很多困难,但是依然在技术等方面做努力,从而谋求更好的发展。随着低碳、环保等多项法规的出台,以及对碳足迹等的要求,因为法国等欧洲市场对低碳提出了明确的要求,为了更好地发展以及满足政策要求,爱驰汽车很关注低碳发展。汽车轻量化方面,以前的汽车轻量化,主要是面向行驶阶段进行管理,诸如行驶过程中的排放去做相应的轻量化,一般成本可控,市场会比较容易地接受和使用轻量化材料。现在的轻量化围绕全生命周期碳足迹,这不仅包括汽车的使用阶段,还包括原材料获取、加工和运输阶段,还包括回收阶段,都要进行碳足迹的核算。这就带来了一些问题,比方说,有的材料符合轻量化的要求但是不一定低碳,诸如铝。有的材料满足低碳要求,但是不一定符合轻量化的要求,诸如钢。面对这种情况,全生命周期碳足迹是一个综合核算的过程,从车企的角度来讲,需要建立一个全生命周期碳足迹核算的完整体系,找到一个对成本、碳排放、轻量化等不同维度进行核算的方法,以寻求一个最优解。

低碳材料和轻量化材料是建立全生命周期碳足迹核算体系的基础。要有低碳材料的库才有助于支撑低碳产品最后的落地实施。举例来看,免喷涂非金属材料\粉末冶金等的应用能既满足低碳又满足轻量化的需求,这种应用案例比较少。

低碳与轻量化存在矛盾的原材料比较多,诸如铝等。水电铝和回收铝的使用过程中的整个低碳,以及跟其他材料使用博弈过程中占有一定的优势。以钢作对比,以全生命周期碳足迹的核算来看,纯电动汽车在原材料加工阶段面临着较大的挑战。当然,值得庆幸的是,铝在回收方面比钢发展的更早、更加精细完善一些。绿电铝和回收铝在常规零部件的生产方面取得了很多进展。

免热处理材料用回收材料用的多了会对性能影响非常大,该如何应对,以前说的轻量化是把合适的材料用在车生产合适的地方,现在针对车上同一个零件不同位置结构的应用应该有不同性能的对应,从而缩短一些差距,形成良性的循环。这需要从成本、技术、研发等多角度进行努力。

不少企业进行大型铸件的开发与生产,十分值得敬佩,为后续企业提供借鉴和参考。一体化压铸的发展历程和技术进展等都值得关注,爱驰汽车考虑自身的情况,目前非常关注大型铸件的发展,暂时还未决定马上投入这一领域。

问题:华劲集团作为免热处理材料的空头企业,华劲对于整个新能源材料包括免热处理材料的市场发展的看法?

广东华劲铝业集团华中区总经理李宏伟:

市场定位和低碳都是市场极为关注的问题。

从市场定位来说,理想汽车因为市场定位比较准确快速崛起。而对于再生铝企业来说,新能源汽车用的新材料、免热处理合金等材料和传统的燃油车有区别,让不少再生铝企业十分焦虑。以前的燃油车ADC12是主流,现在新材料有很多品种,和以前用的传统的材料不一样、工艺也有差距。关键是原来能部分或者全部用废铝的现在可能一点都不能用或者能用一部分。按照这个使用趋势,再生铝企业担忧未来该怎么办?企业为了生存与发展,目前在免热处理合金领域,开发和研发的企业很多,铸造铝合金企业反而逐渐成为了主体,像电解铝企业、清华大学以及上海交大等研发机构也在做研发,但是其中最迫切的是铸造铝合金企业。企业的研发设计是否能和用户匹配是值得关注的问题,汽车领域的使用要求,不能简单的定义为成分的要求,更多的是综合性能的要求。成分合格是最基本的要求。熔体的洁净度、焊接性等整体性能的要求。单纯研究材料可能无法满足车企的要求。

华劲集团为了避免研发设计与车企要求不匹配的问题,不断地与汽车厂家与压铸厂进行沟通交流。华劲集团新材料特点:1.综合性能:考虑了终端需求;1.低碳环保。新能源车对于低碳环保地要求比传统的燃油车要高,尤其是新能源汽车在欧洲市场卖的比较好,欧洲市场潜力也很大,以及随着国内的双碳发展,降碳成为产品生产的重要考量。

从铝的角度来看,如何降碳?一是用水电铝,二是用再生铝,以及第三个是铝液直供。从现状来看,目前水电铝是有限的,区域主要集中在云南、青海等地。再生铝目前有一定的难处,电动车的报废量还比较少,低铁材料可以回收的料比较少,可选择的空间也比较窄。而铝液直供又受到选址的限制。企业在生产研发的过程中要综合考虑多种因素,并多与汽车材料厂进行沟通验证。

其希望材料行业和终端行业能有机会进行深入交流,使得材料能恰到好处,既满足成本要求,又能实现低碳环保,避免出现质量过剩。

问题:随着一体化压铸技术的拓展,设备也是一体化压铸发展的重要一环,力劲集团作为超大型压铸机的重要企业,对于超大型压铸机研发方面面临的问题以及未来布局?

力劲集团一体化压铸专家钱勇:

力劲集团从1979年开始,40多年专注做压铸设备,目前行业占有率基本上超过50%,在一体化压铸的细分领域,目前市场上量产的设备80%以上是力劲提供的。

一、从压铸行业的发展历史来看,压铸设备的发展是随着汽车行业的发展而迅速推进的,在压铸装备领域,整个汽车行业对于压铸装备的占比超过60%。传统的汽车时代,做传统的发动机钢体、壳体,3000吨的压铸设备就可以满足生产。到后来的结构件,4000吨的压铸设备也基本可以满足生产。在新能源汽车到来之后,压铸设备得到了一次飞速增长的机会,7000吨、9000吨以及12000吨压铸设备的推出用来满足整个产品端的要求。

二、发展过程中遇到的问题。压铸设备的发展是随着汽车行业产品的不断需求而进步,在一体化压铸生产的过程中,从与行业内部、以及与组装厂的交流发现了一些问题。一:压铸设备做的越来越大之后,单一零件的重量已经超过了150吨,诸如12000吨的设备尾板已经超过了150吨。大吨位零件如何生产、加工运输成为制约设备进一步发展的一个方面。二:整个控制过程。零件越来越大之后,对于打量系统稳定性以及增压系统等的控制要求越来越高。这些控制系统、油路系统等关键零部件的突破是发展遇到的第二个问题。

三、工艺部分。工艺是围绕着材料进行的。根据力劲的数据分析,目前大压铸件材料的成本占到整个产品的75%以上,未来回收材料的应用,因为铝合金压铸生产的材料是可以100%回收利用的,回收材料的利用是否可以降低生产产品的成本,这一部分值得研究。未来铝合金压铸件在汽车上的应用是成本控制环节至关重要的一个环节。

产品越做越大之后,对于压射系统的挑战也越来越高。目前产品的尺寸已经突破了1.5米,铝合金在填充过程中,超过1.5米的距离,这对压铸是非常有挑战的方面。力劲集团也在和一家车企合作,看看能否以放大料等方式实现新的压射工艺的开发,实现超过1.6米的产品填充距离的生产。

此外,在整个压铸生产过程中,浇铸温度很高,目前普遍在690°C以上,普通的压铸基本上650°C就可以满足,高的浇铸温度是为了保证填充性,但是高温对模具和零件的损耗还是很高的。是否能研究一种方法降低铝业的浇铸温度,进而带来成本的降低。这是一体化压铸未来努力发展的一个重点。

最后,铝合金在汽车行业的发展依然有广阔的空间。

》2023中国工博会暨(第五届)中国汽车新材料应用高峰论坛圆满落幕!


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