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我国汽车轻量化面临的挑战

时间:2022-07-16 百科知识 版权反馈
【摘要】:虽然汽车轻量化已是大势所趋,但我国汽车轻量化技术无论在理论研究方面还是在实际应用方面均与国外存在较大差距。但是,对于刚刚兴起的汽车轻量化产业来说,相关标准和规范严重不足,阻碍了我国汽车轻量化技术发展的进程。这些认识和社会氛围都阻碍了汽车轻量化技术的实施和轻量化产品快速走向市场。

虽然汽车轻量化已是大势所趋,但我国汽车轻量化技术无论在理论研究方面还是在实际应用方面均与国外存在较大差距。我国汽车轻量化技术在抓住发展机遇的同时,也面临着诸多方面的挑战。

1.技术基础薄弱,汽车轻量化产业链有待形成

如前所述,汽车轻量化是一项复杂的系统工程,涉及多个领域,汽车轻量化技术水平的提高,单单靠汽车行业或者材料行业都是很难实现的。由于我国的工业基础相对薄弱,直接导致跨产业、跨学科的汽车轻量化技术难以快速提升,从轻量化材料、设计、制造到回收再利用的汽车轻量化完整产业链尚未形成。

(1)材料基础相对薄弱。我国的材料企业大多为传统的冶金企业,与下游的联合开发才刚刚开始,很多企业都是忙于产品开发,疏于材料基础研究,尤其是新型的高强度轻量化材料的基础研究不足,造成了下游用户在设计开发时没有充足的数据支撑,使得数值模拟结果与实际试验结果偏差较大,造成生产过程中不必要的浪费。

(2)装备工业发展滞后。汽车产品是制造出来的,汽车轻量化产品更离不开先进的制造装备。随着我国汽车产业的快速发展和汽车轻量化技术应用的不断提升,对轻量化汽车零部件的需求也越来越大。但由于我国的装备水平暂时达不到工艺要求,许多高强度钢成形装备还依赖于进口,如热冲压成形设备、内高压成形设备等。近几年,我国部分高等学校和企业合作开发出了相关的设备,但由于生产稳定性上的差距,目前还没有占据主导位置。

(3)设计能力不足。汽车轻量化是制造出来的,更是设计出来的。轻量化设计不但可以有效减小质量,还可以提高刚度,更重要的是轻量化设计是控制成本最有效的手段。我国整车及零部件企业在轻量化零部件设计方面经验不足,材料企业也无能为力,虽然有新的想法,但却难以实现,只能更多地依靠外资企业或者合资企业,甚至造成了从设计到生产全部外包的局面。

2.轻量化技术标准和法规有待健全

技术标准和法规是促进技术进步的重要手段和推手。在汽车工业快速发展的十多年中,我国汽车产业的标准体系建设同样经历了快速提高和完善的过程,进步非常显著。但是,对于刚刚兴起的汽车轻量化产业来说,相关标准和规范严重不足,阻碍了我国汽车轻量化技术发展的进程。

(1)汽车轻量化产品标准严重缺失。如汽车后桥主减速器是后驱动桥最重要的组成部分,国外主要汽车企业都有相应的轻量化要求,其轻量化的关键在于缩小从动齿轮直径和厚度,大幅提高轮齿强度和减小热处理变形,而我国缺乏相关标准,导致相关材料和零部件企业无法制造出满足要求的产品。

(2)轻量化材料标准不能满足企业选用的要求。现有的汽车用材料要么国家标准和行业标准严重滞后于产业发展的需要,要么没有相关的标准可以遵照,直接导致产品质量不稳定,废品率增加,汽车企业和材料企业都为此付出了高昂的代价。

(3)轻量化技术的试验、测试和评价方法缺失。由于没有统一的试验、测试和评价方法,各汽车企业根据各自的企业标准来进行检测和评价,使得材料企业不断地调整成分来适应不同主机厂的标准要求,造成了材料和零部件的成本增加。此外由于方法不统一,同行之间也难以交流和比较。

可喜的是,自轻量化联盟成立以来,就围绕汽车轻量化材料和零部件开展了技术规范的编制工作,轻量化联盟内企业根据需要,共同参与制定联盟标准。目前,轻量化联盟已经组织完成相关轻量化材料、轻量化产品设计和轻量化评价方法等技术规范共计19项,初步形成一套相对完整的轻量化产品开发体系规范,后续有待进一步在行业中推广。

3.全社会对轻量化的认识有待提高

一项新技术的发展,一个新方向的确立,需要较长一段时间的普及和宣传,目前汽车轻量化虽然在专业领域已经达成了共识,但是还没有被大众普遍接受。无论政府部门、企业还是消费者,对于轻量化的认识还有待提高。

(1)法规制定和法规执行不够严谨,不利于轻量化的实施。例如,我国乘用车燃料消耗量限值,是按照总质量区间划分等级来确定油耗的,直接结果是造成部分企业为了达到油耗标准,有意加重整车产品,以跨入油耗限值更高的区间。又如,目前商用车的超载现象屡禁不止,原因是多方面的,有法不依,执法不严,过低的违法成本和过多的收费关卡造成了一种“不超载就不赚钱”的不良现象。这些都不利于轻量化技术的发展和实施,需要政府部门加强管理,出台适应我国国情的油耗法规,并在实施过程中加强监督管理工作。

(2)企业对轻量化的认识有待提高。汽车轻量化要从产品开发做起,从设计开始全盘考虑选用何种轻量化材料,以及采用哪种工艺,以达到轻量化、安全性和成本的最佳平衡点。表4-6列出了轻量化材料质量减少和成本增加的对应比例。但在目前,更多的企业简单从单一零部件上开展轻量化,无形中会增加零部件的轻量化成本,阻碍了新材料和新技术快速推广应用。轻量化工作需要从车型总设计师开始就要统筹协调,并非是单靠材料部门就可以实现的。

表4-6 轻量化材料质量减少和成本增加的对应比例

续表

资料来源:欧洲经济协会(European Economic Association,EEA) (2007)。

(3)消费者对于轻量化的认识有待提高。许多消费者仍然认为轻量化就是不安全,轻量化就是“偷工减料”,而没有真正地理解轻量化的本质。乘用车如此,商用车也如此,“不能超载”的载货车在目前的汽车消费市场上是不容易被消费者认可的。这些认识和社会氛围都阻碍了汽车轻量化技术的实施和轻量化产品快速走向市场。

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