圓桌對話：汽車新材料的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

文 / 本刊記者 鄭雪芹

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，車用材料的新種類越來越多，在研發(fā)與應(yīng)用的過程中，既面臨著關(guān)鍵技術(shù)的突破，又要尋求量產(chǎn)成本的降低?？梢哉f，在中國汽車高質(zhì)量發(fā)展背景下，汽車新材料的機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存。

各種新型材料的出現(xiàn)，能給汽車產(chǎn)業(yè)帶來哪些機(jī)遇和挑戰(zhàn)呢？10月15日-16日，由中國汽車工業(yè)協(xié)會、重慶兩江新區(qū)管理委員會聯(lián)合主辦的“2021中國汽車供應(yīng)鏈大會”在重慶舉辦，其中在10月16日上午的主題論壇“汽車材料新動態(tài)”上，設(shè)置了高端對話交流環(huán)節(jié)，邀請到了多位業(yè)內(nèi)人士對上述問題進(jìn)行了現(xiàn)場研討。

如何解決鎂合金材料的技術(shù)難點

上海交通大學(xué)研究員、輕合金精密成型國家工程研究中心副主任蔣海燕對其所研究的領(lǐng)域——鎂合金材料的發(fā)展前景信心十足，他認(rèn)為一旦解決了加工成本問題，大規(guī)模應(yīng)用指日可待。

鎂合金的密度是1.8g/cm3，是一種輕量化效果十分明顯的材料，但鎂合金容易氧化、燃燒，活性比較大。由于在機(jī)械加工和熔煉時可能會燃燒，所以鎂合金的加工成本比較高。容易氧化是鎂合金的特性，我們要順性而為，那么像鎂合金容易氧化燃燒的問題怎么解決呢？

蔣海燕所在研究團(tuán)隊考慮了幾個解決方案。一個方法是給它穿衣服，保護(hù)起來，包括微弧氧化、電鍍、噴漆等。第二個方法是不給它穿衣服，而是從本體上增強(qiáng)，他們借鑒了不銹鋼的理念。不銹鋼的原材料——鐵也是容易生銹和氧化的，通過添加其他元素而變成了不銹鋼。所以“不銹鎂”的研發(fā)也可以借鑒這種思路。

東華大學(xué)教授、纖維材料改性國家重點實驗室副主任余木火也提出一種思路，鎂合金有沒有可能跟其他材料，如復(fù)合材料等混雜在一起，從而解決技術(shù)難點呢？

盡管當(dāng)前困難重重，但蔣海燕始終堅定地認(rèn)為，鎂合金材料的前景是光明的，只是道路曲折，需要多方努力與合作才能使其大有作為。

特種塑料如何在汽車行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用

東華大學(xué)教授、民用航空復(fù)合材料協(xié)同創(chuàng)新中心主任陳春海長期致力于熱塑性復(fù)合材料的研究，這種新材料又面臨著哪些挑戰(zhàn)與機(jī)遇呢？

陳春海就其研究方向——特種工程塑料在汽車行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，他認(rèn)為特種塑料一定是一個大機(jī)遇。熱塑性材料跟熱固性材料相比有很多優(yōu)勢，熱固性材料在連接上必須有一些鉚接和膠結(jié)，而熱塑性的很多材料，可以借助于激光焊、摩擦焊等解決連接的問題，制造過程中可以整體制造，這也是熱塑性材料的優(yōu)點。

從“雙碳”的角度來說，熱塑性材料還可以再回收，沒有化學(xué)過程，是物理過程?；厥罩筮€可以注塑，可以充分進(jìn)行再利用。

目前像金發(fā)科技做的很多長纖維、玻纖維的塑料改性材料，從強(qiáng)度、鋼度和變形量方面已經(jīng)和金屬差不多了。它們相互替代，相互融合，這也是新材料的整體發(fā)展趨勢。

但塑料最大的一個問題是不導(dǎo)熱，在很多導(dǎo)熱的情況下需要結(jié)合改性。另外塑料雖然有很好的韌性，但是在剛性方面又不如金屬，沖擊性和補(bǔ)償性非常高。這些都增加了加工制造的成本。

陳春海認(rèn)為，熱塑性材料能否在汽車行業(yè)得到大規(guī)模應(yīng)用，還要取決于材料本身的成本和加工成本。

內(nèi)飾材料的發(fā)展方向除了環(huán)保還有什么

上汽集團(tuán)股份有限公司乘用車分公司系統(tǒng)經(jīng)理尹建偉基于汽車內(nèi)飾材料的研發(fā)經(jīng)驗和實踐，分享了內(nèi)飾材料的發(fā)展方向和思考。

尹建偉介紹，內(nèi)飾材料不外乎幾種，用量最多的是塑料材料；第二就是一些織物和皮革材料；第三是裝飾類材料。目前的大趨勢是高感知方向。

高感知材料和智能化是相關(guān)的，包括透光材料或透波材料，還有織物皮革材料，它能夠和智能化互相聯(lián)系起來，這也是未來的一個機(jī)遇或方向。但目前國內(nèi)的供應(yīng)商還沒有辦法去攻克這些技術(shù)難點，主要依賴于進(jìn)口，這是一個非常大的挑戰(zhàn)。

此外，在環(huán)保方面，汽車內(nèi)飾材料通常的環(huán)保理念是講究低氣味、低VOC，疫情來了之后，大家開始關(guān)注細(xì)菌或者病毒，所以上汽也開發(fā)了抗菌方向盤，后面的車型可能會有運用。還有頂棚的面料、空調(diào)系統(tǒng)里面的濾芯，也是抗病毒、抗菌的。未來環(huán)保的方向不僅僅是VOC，還包括對人體健康的關(guān)注方向，這也是未來發(fā)展的一個機(jī)遇。

太陽能行業(yè)迎來發(fā)展機(jī)遇期

天合光能股份有限公司車用業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人高曉燕認(rèn)為，在“雙碳”政策的要求下，對太陽能行業(yè)是非常大的機(jī)遇。天合光能除了做光伏電站和BIPV業(yè)務(wù)外，也在做光伏跟車輛結(jié)合的業(yè)務(wù)。光伏車頂取代原有車頂?shù)耐瑫r不僅節(jié)能，還產(chǎn)能。因此在降低碳排放問題上，作用是非常明顯的。

車頂面積雖然很小，但仍然能讓有限的面積產(chǎn)生巨大的效能，為新能源汽車源源不斷地提供能源。在性能上由于它在不斷地發(fā)電，就能不斷給電池充電，可以有效地減少動力電池滿充滿放次數(shù)，從而有效延長動力電池的使用壽命。同時，太陽能車頂在不斷發(fā)電的過程中，多發(fā)出來的電相當(dāng)于給動力電池進(jìn)行了一次零體積、零成本的擴(kuò)容，既利于經(jīng)濟(jì)性，也提升了動力性能。

除了車頂上的應(yīng)用，也考慮車身其他結(jié)構(gòu)上是不是有更多的應(yīng)用來增加光伏的使用面積。從材料上來看，目前光伏車頂使用的是玻璃，以后是不是可以做輕量化的改進(jìn)，用輕量化的材料來取代玻璃的應(yīng)用，以便更好地減輕車身的重量，延長續(xù)航里程。

新能源汽車材料的角色和發(fā)展方向

我國“雙碳”目標(biāo)的提出，對化解全球氣候危機(jī)、增強(qiáng)我國在全球治理中的話語權(quán)、促進(jìn)國內(nèi)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有重要意義，體現(xiàn)了大國的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。汽車產(chǎn)業(yè)“雙碳”目標(biāo)的達(dá)成對于推動上下游產(chǎn)業(yè)鏈綠色低碳轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)我國“碳中和”具有重要意義。目前國家宏觀層面對汽車行業(yè)提出了相關(guān)要求，汽車材料如何減碳助力“碳中和”，對供應(yīng)鏈提出了很大的挑戰(zhàn)。

東風(fēng)汽車集團(tuán)有限公司技術(shù)中心質(zhì)量驗證中心非金屬材料室室經(jīng)理熊芬以東風(fēng)汽車的實踐為例，介紹了在“雙碳”背景下新能源汽車材料扮演的角色及其發(fā)展方向。東風(fēng)汽車以BEV、PHEV、FCV多元化技術(shù)路線應(yīng)對市場需求，建立了汽車“三電”系統(tǒng)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化體系。首先在“三電”領(lǐng)域圍繞產(chǎn)品的隔熱、導(dǎo)熱、阻燃、輕量化、密封等方面重點研發(fā)材料屬性，開發(fā)屬于產(chǎn)品性能特有的材料，并且解決材料相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)性能。其次在燃料電池領(lǐng)域完全自主掌握電堆催化劑、膜電極、雙極板等關(guān)鍵核心技術(shù)。這需要整車產(chǎn)業(yè)鏈同心協(xié)力來攻克難題。

供應(yīng)鏈企業(yè)如何樹立“材料自信”

金發(fā)科技股份有限公司汽車材料全球創(chuàng)新中心主任周英輝認(rèn)為，材料供應(yīng)鏈安全更多依賴于材料國產(chǎn)化，做材料的企業(yè)應(yīng)該有“材料自信”，而對材料自信鑒于我們自身能力的搭建和提升。尤其是一些細(xì)分領(lǐng)域，比如涂料、粘接劑等，在國產(chǎn)化方面還有相當(dāng)大的空間。

周英輝呼吁行業(yè)要科學(xué)、理性、全面、長久地發(fā)展，不能靠資本的推動一窩蜂全上。如降解材料，很多企業(yè)產(chǎn)能上了，但是銷售成了問題，因為下游現(xiàn)在還拉動不起來。還有整車拆解行業(yè)，國家政策制定要盡快提上日程來細(xì)化行業(yè)解決方案。第三是電池的生產(chǎn)、回收、再利用，怎么實現(xiàn)有序可控的產(chǎn)業(yè)鏈狀態(tài)，也需要我們行業(yè)或行業(yè)從業(yè)人員做大量的工作。