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汽车轻量化铝镁合金批量应用窗口将于2020年后开启温室大棚

2019-09-09 20:03:35

3月15日——16日,由北京佰汇方略信息咨询有限公司与上海汽车集团股份有限公司主办的“2018(第五届)中国汽车轻量化技术-铝镁轻合金应用合作峰会”在上海召开,会议同期还举办了“2018年中国新能源汽车核心技术与电池电机用铝合金材料研讨会”。本次会议的主题是“铝镁轻合金助力汽车轻量化”。来自上汽集团、北汽、一汽、广汽、长安汽车、众泰汽车、汇众汽车、长江汽车、蔚来汽车、猎豹汽车、本田汽车等汽车制造厂商、零部件生产企业及有色金属原材料生产及研究单位等200余位代表集聚一堂,共同就汽车轻量化铝镁应用发展近况、汽车轻量化解决方案、汽车轻量化产业链企业合作对接等热点问题展开了激烈的探讨和深入的交流。

“双积分”政策推动汽车轻量化发展

随着全球汽车排放法规日益严苛,轻量化成为车企实现节能减排的重要手段之一。铝、镁合金由于其密度低,成为优异的汽车轻量化材料。其中铝合金由于其良好的变形加工性、铸造与锻造性和可切削性、良好的耐腐蚀性和表面可处理性以及可回收再利用等材料特性,在汽车领域的应用也得到了快速发展。

根据2017年11月中国政府发布的《节能与新能源汽车技术路线图》,我国汽车单车用铝目标为:2020年达到190kg、2015年达到250kg、2030年达到350kg;单车用镁目标为:2020年达到15kg、2015年达到25kg、2030年达到45kg。未来汽车用铝、镁将有较大的发展空间。

此外,2017年9月28日,工信部、财政部等五部委联合公布了《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》,提出未来对企业的油耗积分和新能源积分将实行并行管理,汽车制造商除了需要降低燃油消耗来获取油耗正积分,还必须出售足够数量的新能源汽车才能获得相应的新能源积分。

这意味着,为了适应双积分的市场要求,车企一方面需要在传统油耗方面进一步推动轻量化技术,提升传统发动机的节能减排技术;同时还需要提升新能源汽车的产量。而对于新能源汽车来说,在电池技术没有得到创新性的发展情况下,材料轻量化是提升新能源车续航里程的重要路径。研究表明,重量降低10%,新能源汽车续航里程能增加5.5%。因此,新能源汽车对轻量化要求也更加迫切,这也将进一步推动车企轻量化技术的应用。

“汽车轻量化的目标已经明确,铝、镁合金今后将是汽车轻量化的主流材料。乘用车的车身四门两盖、保险杠、防撞梁、热交换系统、底盘系统、动力电池箱、电机壳零部件的铝化率必将大幅提升。2020年以后,汽车轻量化材料将开启铝、镁合金批量应用的时间窗口。”北京佰汇方略信息咨询有限公司总经理王登文在大会致辞中说道。

全产业链合作推动镁合金部件应用

相比铝合金,镁合金质量更轻,镁的重量只有铁的22%,铝的66%,同时,镁合金相对强度最高,比刚度接近铝合金和钢,远高于工程塑料,具有良好的抗震减噪性能,具有电磁屏蔽等特性。

尽管减重效果更佳,但镁合金的用量增长却较为缓慢。“目前制约镁合金批量应用困难在于镁合金的腐蚀、低成本高性能镁合金开发、镁合金与异质材料的连接、镁合金压铸零部件废品率高、镁合金变形加工差等问题急需解决。”重庆长安汽车股份有限公司邓燕君博士在发言时指出。

对于镁合金成本偏高的问题,重庆博奥镁铝金属制造有限公司查建双副总经理表示,由于镁合金单价高,加上原先镁合金材料生产企业与汽车整车厂结合程度不高,导致一些过剩设计,从而使镁合金零部件价格偏高。但他指出,目前通过与汽车整车厂紧密联系,进行前期的设计、工艺的优化,已经可以将成本降低。

尽管仍存在一些需要解决的问题,但镁合金在汽车领域应用的前景依然看好。根据《节能与新能源汽车技术路线图》,2030年单车镁合金用量目标为45kg,而据统计,2016年,我国汽车平均镁合金用量只有3kg左右,镁合金在未来汽车轻量化应用市场广阔,潜力无限。

邓燕君表示,基于传统汽车特别是新能源汽车对轻量化的迫切需求,镁合金优势非常明显,在汽车上的用量会逐步提升。她透露,目前镁合金方向盘骨架已经在长安汽车实现量产,在长安汽车正在规划的新能源车型中,镁合金转向支撑和座椅骨架未来将得批量应用。

邓燕君建议,镁合金是较为理想的汽车轻量化材料之一,为了推动镁合金在汽车上的应用,汽车主机厂应该与镁合金零部件厂、原材料供应商、研究机构紧密联系,从全产业链合作去推动镁合金部件的应用。

多材料混合车身是未来发展方向

铝镁应用比例将上升

在轻量化材料的选择上,“合适的材料通过合适的工艺用在合适的地方”是众多汽车主机厂商在会上强调最多的一句话。

浙江众泰新能源汽车有限公司高级经理金泉军表示,对于汽车轻量化,汽车主机厂要考虑在确保汽车综合性能指标的前提下,尽可能降低汽车产品自身重量,以达减重、节能、减排、安全的综合指标,同时还要保证汽车行驶的安全性、耐撞性、抗震性以及舒适性,并且汽车造价不被大幅提高。

杭州长江汽车有限公司副总经理熊飞认为,铝合金是未来非常优秀的轻量化材料,在市场层面,“全铝”就是金字招牌,但铝合金在车身的应用也面临着高强钢材、复合材料等其他材料的挑战。

上海汽车集团股份有限公司乘用车公司高级经理倪雷也表示,尽管铝合金是非常具有前景的轻量化材料,但对于车企来说,效益是企业考虑的一个重要因素,需要铝合金材料企业进一步降低成本。

而对于未来车身材料的发展,汽车主机厂商普遍认为,多材料混合车身将是未来发展方向。“混合材料车身较好地兼顾了轻量化、工艺性、安全性和成本等各方面的需求,未来汽车车身用材必然是铝合金、镁合金、高强钢和复合材料等多种材料集成的混合材料车身。”广汽汽车集团股份有限公司汽车工程研究院刘建才博士发言时说。

对于铝、镁等优秀轻质材料的应用,与会代表普遍认为,随着铝、镁材料通过单一合金的循环回收和再生利用、成品率的提高以及主机厂的量化应用,其在汽车轻量化材料中的应用比例将明显上升。

轻量化已经成为汽车工业发展的必然趋势,汽车制造企业已经把轻量化工作融入了产品研发过程中,但轻量化技术发展和应用仅靠整车企业是不够的,还需要零部件生产企业、基础原材料企业、研究机构的共同协同努力,需要产业链上下游的通力合作。相信随着第五阶段油耗的实施、“双积分”政策的落地以及新能源汽车的发展,将给汽车轻量化带来进一步驱动力,推动铝、镁合金等轻量化材料的新的发展应用。

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