汽车轻量化制造技术现状与发展

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1、汽车轻量化制造技术现状与发展汽车轻量化制造技术现状与发展1题 纲 能源和环境双重压力倒逼汽车产业转型能源和环境双重压力倒逼汽车产业转型 全球汽车产业处于材料革命前夜全球汽车产业处于材料革命前夜 多种轻量化材料混合应用是汽车轻量化的发展方向多种轻量化材料混合应用是汽车轻量化的发展方向 先进高强度钢（先进高强度钢（AHSSAHSS）的发展）的发展 及成形技术及成形技术 铝合金汽车的发展；铝合金车身成形，铝合金结构件先进铸造技术铝合金汽车的发展；铝合金车身成形，铝合金结构件先进铸造技术 复合材料汽车的发展；碳纤维覆盖件、结构件成形技术，长纤维增复合材料汽车的发展；碳纤维覆盖件、结构件成形技术，长纤维

2、增 强强热塑性复合材料热塑性复合材料(LFT)(LFT)成形技术成形技术 多种轻量化材料连接技术多种轻量化材料连接技术 我国汽车材料替换革命的思考我国汽车材料替换革命的思考2 全球汽车产业处于材料革命前夜全球汽车产业处于材料革命前夜 着着眼眼于于可可持持续发展展，节能能环保保成成为汽汽车工工业亟亟待待解解决决的的两两大大问题。特特别是是大大范范围围雾雾霾霾天天气气倒倒逼逼汽汽车车产产业业大大调调整整。调调整整目目标标集集中中在在“新新能能源源、新新材材料料、先先进进发发动动机机”三三大大方方面面。随着新能源汽车的举步维艰，材料转换的重要性日渐凸显。随着新能源汽车的举步维艰，材料转换的重要性日渐

3、凸显。我我国国节节能能与与新新能能源源汽汽车车产产业业发发展展规规划划（20122020年年）提提出出，到到2015年年，当当年年生生产产的的乘乘用用车车油油耗耗降降至至6.9升升/百百公公里里，节节能能型型乘乘用用车车油油耗耗降降至至5.9升升/百百公公里里以以下下，较较现现行行标标准准降降低低2.6L 2.6L。2020年年降降至至5.0升升/百百公公里里，节节能能型型乘乘用用车车油油耗耗降降至至4.5升升/百百公公里里以以下下；商商用用车新车油耗接近国际先进水平。车新车油耗接近国际先进水平。20102010年世界各国汽车燃油效率限额年世界各国汽车燃油效率限额 过过去去二二十十年年，美美国

4、国汽汽车车油油耗耗要要求求每每年年降降低低1%1%。而而2010202520102025年年则则每每年年要要求求降降低低4%4%。美美国国规规定定截截至至 20162016年年汽汽车车油油耗耗要要达达到到 6.66.6升升/百百公公里里，较较美美国国现现行行标标准准降降低低2.6L2.6L，20252025年年达达到到4.184.18升升/百公里百公里。320142014年被称为电动汽车元年年被称为电动汽车元年李克强总理宣布：我们要像对贫困宣战一样，坚决向污染宣战。李克强总理宣布：我们要像对贫困宣战一样，坚决向污染宣战。而汽车是大范围雾霾天气的罪魁祸首之一，对策之一是大力发展新能源汽车。国家发

5、展战略明确鼓励发展新能源汽车，并在该领域技术研发、产业发展、市场推广等各方面都采取了力度很大的政策。商务部研究院近日发布的商务部研究院近日发布的2014年消费市场发展报告年消费市场发展报告指出，今年将成为指出，今年将成为中国新能源汽车中国新能源汽车消费元年。消费元年。空气污染的环境压力空气污染的环境压力使新能源汽车迎来明显利好。据中国汽车工业协会预测，使新能源汽车迎来明显利好。据中国汽车工业协会预测，2014年中国新能源汽车销量将有望达到年中国新能源汽车销量将有望达到3.5万辆，万辆，同比增幅达同比增幅达100%。若将混合动力各类车若将混合动力各类车型加上，将会达到型加上，将会达到6万辆的规模

6、。万辆的规模。2014年将成为中国新能源汽车消费元年。新能源汽车已年将成为中国新能源汽车消费元年。新能源汽车已成为今年北京车展的最大亮点。在本届北京车展上全球首发的成为今年北京车展的最大亮点。在本届北京车展上全球首发的118辆车中，中外车企共全辆车中，中外车企共全球首发新能源车球首发新能源车79辆，约占七成。辆，约占七成。我国新能源汽车发展可能再次落后，我国新能源汽车发展可能再次落后，“湾道超车湾道超车梦想落空梦想落空!有人称2013年是电动汽车元年，即，国际电动汽车产业化取得了突破。据统计，新型动力汽车去年的全球销量已经突破57.8万台，超出2012年销量1万多台。据预测，2014年全球电动

7、汽车市场将同比增长86%。德政府于2011年5月出台了德国联邦政府国家电动汽车发展规划，其目标是：在2020年德国上路的电动及混合动力汽车达100万辆，到2030年至少达到600万辆，到2050年电动交通网络覆盖全德城市区域。美国特斯拉公司2013年销量超过2.2万辆，通用汽车雪佛兰混合动力车在美国销量为23,094辆，日产聆风纯电动车销量为22,610辆。4新能源新材料双轮驱动新能源新材料双轮驱动电动汽车发展的必由之路电动汽车发展的必由之路 国际名牌电动汽车都采用复合材料为主的新材料。这也是他们续航能国际名牌电动汽车都采用复合材料为主的新材料。这也是他们续航能力和电池重量低的原因所在。力和电

8、池重量低的原因所在。如，德国BMW、大众、意大利兰博基尼、日本帝人和美国GM都开发了碳纤维车身电动汽车。我国电动汽车增重高达我国电动汽车增重高达30-40%，远远超过国际先进，远远超过国际先进水平（德国大众电动汽车增水平（德国大众电动汽车增重重6-16%），复合材料电动），复合材料电动汽车成为减重的最佳出路，汽车成为减重的最佳出路，可平衡增加的电池重量。可平衡增加的电池重量。纯电动车整车质量与续航能力关系 5轻量化是汽车发展的历史必然轻量化是汽车发展的历史必然 汽车发展至今已经超过汽车发展至今已经超过100100年年,目前的瓶颈是能源制约和环境污染目前的瓶颈是能源制约和环境污染.石油是不可石油

9、是不可再生的资源再生的资源,汽油和柴油驱动的机动车造成的污染有目共睹汽油和柴油驱动的机动车造成的污染有目共睹.各国政府相继提出了燃油经济性指标各国政府相继提出了燃油经济性指标,硬性规定汽车公司到达百公里油耗指标硬性规定汽车公司到达百公里油耗指标,如美国政府的如美国政府的CAFACAFA标准是标准是20122012年至少需要达到每加仑年至少需要达到每加仑29.729.7英里英里(百公里油耗百公里油耗8 8升升)，到，到20162016年需达到年需达到34.1(34.1(百公里油耗百公里油耗6.9 6.9 升升),2025),2025年则为年则为54.5(54.5(百公里油耗百公里油耗4.34.3

10、升升).).对超过对超过CAFCAF目标的部分，主机厂需要支付每目标的部分，主机厂需要支付每0.1 0.1 英里每加仑为英里每加仑为5.55.5美元美元/辆辆的罚金。的罚金。提高燃油经济性有多种途径：汽车轻量化，增加变速箱中的速度等级，柴油技提高燃油经济性有多种途径：汽车轻量化，增加变速箱中的速度等级，柴油技术，汽油直喷技术，可变气门（术，汽油直喷技术，可变气门（VVTVVT），涡轮增压等等。鉴于研发所需时间和成），涡轮增压等等。鉴于研发所需时间和成本的限制，当前主机厂主要考虑轻量化的手段。本的限制，当前主机厂主要考虑轻量化的手段。在轻量化的材料选择上在轻量化的材料选择上,未来将是多种材料并存

11、的局面未来将是多种材料并存的局面:超高强度钢超高强度钢,镁铝合镁铝合金金,增强树脂材料增强树脂材料.每一种材料都由其优缺点每一种材料都由其优缺点.在不降低部件力学性能的前提在不降低部件力学性能的前提下下,努力降低重量是轻量化的方向努力降低重量是轻量化的方向.6总重量(Kg)15501407125311541011行程(Km)186203.6226.6244.3275.5纯电动车整车质量与续航能力关系研研究究表表明明，约约75%75%的的油油耗耗与与整整车车质质量量有有关关，降降低低汽汽车车质质量量,就就可可有有效效降降低低油油耗耗以以及及排排放放。目目前前，大大量量研研究究表表明明，汽汽车车质

12、质量量每每下下降降10%10%，油耗下降，油耗下降6-8%6-8%，排放降低，排放降低4%4%。轻量化是汽车节能和环保，提高续航能力最有效措施之一。轻量化是汽车节能和环保，提高续航能力最有效措施之一。轻量化是实现节能减排的有效手段轻量化是实现节能减排的有效手段7多种材料混合应用是汽车轻量化的发展方向多种材料混合应用是汽车轻量化的发展方向。在欧洲车身会议文献中，自在欧洲车身会议文献中，自2006年至年至2011年，年，72个车身中，有个车身中，有38个钢个钢/铝铝/复合材料混合车身复合材料混合车身,占占 53%。8 先进高强度钢（先进高强度钢（AHSSAHSS）的发展）的发展 在在白白车车身身中

13、中，低低碳碳钢钢与与高高强强低低合合金金钢钢（HSLA）的的重重量量比比呈呈下下降降趋趋势势；约约 束束 淬淬 火火 高高 强强 钢钢（PHS）的的重重量量比比呈呈上上升升趋趋势势；烘烘烤烤硬硬化化钢钢的的用量将维持不变。用量将维持不变。通通通通过过过过低低低低碳碳碳碳钢钢钢钢、HSLAHSLA的的的的减减减减少少少少以以以以及及及及PHSPHS的的的的增增增增加加加加，使车身重量减轻使车身重量减轻使车身重量减轻使车身重量减轻。第三代第三代AHSSAHSS发研发目标发研发目标：性能可达到：1000-1500MPa时具备20%-30%的延伸率 应用从碰撞安全件延伸至结构件甚至外覆盖件，如下图所示

14、。美国汽车业高强钢的目标美国汽车业高强钢的目标：1）第三代AHSS的量产，并且降低价格;2）强度达到1000-1500MPa，并可冷成形;3）材料可焊性好、成本低。各种性能的钢材在车身的应用与发展各种性能的钢材在车身的应用与发展9车身高强度钢的使用趋势车身高强度钢的使用趋势10n沃尔沃公司在VOLVO XC90车身制造中同时采用冷、热冲压工艺11n20062020年国内先进/超高强钢冲压模市场规模预测 12热冲压工艺示意图卷材下料加热传送冲压并迅速冷却热冲压工艺示意图热冲压工艺示意图 热冲压工艺的优点热冲压工艺的优点回弹极小，成形精度好回弹极小，成形精度好 高延展率，高强度高延展率，高强度 减

15、重减重 极好的碰撞安全性极好的碰撞安全性 13机械科学院先进中心完成的机械科学院先进中心完成的高强度钢热冲压中试线高强度钢热冲压中试线 14德国德国BENTLERBENTLER公司中国工厂生产高强钢零件公司中国工厂生产高强钢零件 15德国德国BENTLERBENTLER公司中国工厂生产高强钢零件（续）公司中国工厂生产高强钢零件（续）16 铝合金汽车的发展铝合金汽车的发展铝合金成形工艺进步高性能铝合金铸件液压成型件铝合金连接件铝合金冲压件铝合金锻件应用铝合金零部件重量在整车重量的比例增加整车零件总数减少车身性能增强车身自重减小1718Audi A8全全铝车身身 Text铝合合金金冲冲压覆覆盖盖件

16、件铝合合金金挤压型型材材铝合合金金压铸件件MIG焊、铆接接 减重减重40%静静态扭扭转刚度提高度提高40%19铝合金汽车板材铝合金汽车板材/管材充液拉深技术管材充液拉深技术充液拉深技术是改善铝合金车身覆盖充液拉深技术是改善铝合金车身覆盖件变形均匀性、增加结构刚度的有效件变形均匀性、增加结构刚度的有效途径。途径。由于铝合金材料的硬化指数值低，属由于铝合金材料的硬化指数值低，属加工硬化效果较弱的材料，只有通过加工硬化效果较弱的材料，只有通过较大的变形才能实现较理想的硬化。较大的变形才能实现较理想的硬化。为克服普通拉深所产生的变形量小、为克服普通拉深所产生的变形量小、变形不均匀的问题，利用液压先进行

17、变形不均匀的问题，利用液压先进行预胀变形预胀变形预胀变形预胀变形，再进行液压作用下的，再进行液压作用下的充液充液充液充液拉深拉深拉深拉深成形技术，整个成形过程中面板成形技术，整个成形过程中面板部分部分经历两次变形经历两次变形，应变硬化效果显，应变硬化效果显著。因此，能够提高铝合金覆盖件的著。因此，能够提高铝合金覆盖件的可成形性、改善变形均匀性的充液拉可成形性、改善变形均匀性的充液拉深成形技术是铝合金等低塑性、难成深成形技术是铝合金等低塑性、难成形轻质材料板材零件成形的有效途经。形轻质材料板材零件成形的有效途经。预胀 充液拉深充液拉深20国际铝合金车身成形技术国际铝合金车身成形技术 GM GM

18、开发的铝合金汽车覆盖件成形设备开发的铝合金汽车覆盖件成形设备超塑成形（SPF）在美国通用（GM)的应用：汽汽 车车 覆覆 盖盖 件件 快快 速速 塑塑 性性 成成 形形 工工 艺艺（QPFQPF），成形时间降到了），成形时间降到了1515秒以内。秒以内。某某车车型型后后背背门门内内板板镁镁合合金金和和外外板板铝铝合合金金气气胀胀超超塑塑性性温温成成形形，在在快快速速液液压压机机上成形每件只需上成形每件只需1-21-2分钟。分钟。车身铝板温车身铝板温/冷成形，应用于高档车。冷成形，应用于高档车。以以3000T3000T设备为核心的铝合金汽车覆盖件充液拉深生产线（日本设备为核心的铝合金汽车覆盖件充

19、液拉深生产线（日本AminoAmino）21我们的差距我们的差距 欧、美、日等国铝合欧、美、日等国铝合金板材在汽车上的应用呈现金板材在汽车上的应用呈现快速发展势头（快速发展势头（见表）。见表）。而而我国尚处于研发阶段，目前我国尚处于研发阶段，目前还没有任何一家国产汽车整还没有任何一家国产汽车整车厂有应用铝合金大型板材车厂有应用铝合金大型板材零件的实例零件的实例.现在液压成型的生产现在液压成型的生产线全世界有线全世界有250250条，中国不到条，中国不到5 5条条，正规生产的也就是两条，正规生产的也就是两条，原因是合资品牌现在都进口。原因是合资品牌现在都进口。热成型生产线国际上热成型生产线国际上

20、有有150150条线，中国尚没有一条条线，中国尚没有一条自主品牌的生产线，虽然宝自主品牌的生产线，虽然宝钢有所引进，但是现在尚没钢有所引进，但是现在尚没有量产。有量产。这些在国际上已经这些在国际上已经形成了数千亿欧元的产值。形成了数千亿欧元的产值。22铝车身可靠连接技术铝车身可靠连接技术1-机械连接技术铝合金导热率高，采用传统电阻点焊技铝合金导热率高，采用传统电阻点焊技术连接能耗极高，而且质量难以保证。术连接能耗极高，而且质量难以保证。目前国外汽车制造厂商大量采用自冲铆目前国外汽车制造厂商大量采用自冲铆接、自切削螺钉等机械连接方法实现铝接、自切削螺钉等机械连接方法实现铝合金连接，该技术目前由英

21、国合金连接，该技术目前由英国HenrobHenrob、美国美国EmhartEmhart、德国、德国BollhoffBollhoff等国外公司等国外公司所垄断。所垄断。上海交通大学提出一种从自冲铆接接头上海交通大学提出一种从自冲铆接接头形成到接头性能评价的全数字化方法以形成到接头性能评价的全数字化方法以实现铆接工艺的优化。实现铆接工艺的优化。23铝车身可靠连接技术铝车身可靠连接技术2-2-焊接技术焊接技术目前除大量采用目前除大量采用锁铆、自切削螺、自切削螺钉、自攻螺、自攻螺钉、冲、冲联工工艺及胶（粘）接及胶（粘）接等非熔化等非熔化连接方法外，接方法外，还大量采用大量采用MIG焊、激光、激光焊（包

22、括激光熔（包括激光熔焊、激、激光光钎焊）,激光激光-MIG电弧复合弧复合焊,搅拌摩擦拌摩擦焊。其中激光其中激光-MIG电弧复合弧复合焊接是新型先接是新型先进焊接技接技术。大众汽大众汽车Phaeton前前门（48处激光激光-MIG焊道道）24 激光与电弧复合并非是激光与电弧的简单叠加激光与电弧复合并非是激光与电弧的简单叠加，复合后具有，复合后具有“1+121+12”的焊接效果，激光的焊接效果，激光-电弧复合热源焊接技术是一种优质高效的电弧复合热源焊接技术是一种优质高效的新型焊接技术新型焊接技术,是当前最有应用前景的焊接新技术之一。是当前最有应用前景的焊接新技术之一。激光激光-MIG电弧复合焊电弧

23、复合焊技术概况技术概况MIG焊焊激光焊激光焊复合焊复合焊焊缝成形比较焊缝成形比较激光激光-电弧复合焊接原理图电弧复合焊接原理图25 搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊商用商用喷气客机的气客机的搅拌摩擦拌摩擦焊焊接接构件构件搅搅拌拌摩擦摩擦焊接接Delta II型火箭航天型火箭航天燃料燃料贮贮箱（箱（火箭整体火箭整体搅拌摩擦拌摩擦焊缝达达2100米）米）挪威挪威MARINE公司船用公司船用宽幅幅铝合合金金搅拌摩擦拌摩擦焊26铝车身可靠连接技术3-柔性化包边技术车身覆盖件外形质量要求高、精度控制严，传统模压包边投入大，柔性差，机器人滚车身覆盖件外形质量要求高、精度控制严，传统模压包边投入大，柔性差，机器人滚压工

24、艺（压工艺（roller hemmingroller hemming）成为包边柔性化的必然趋势。）成为包边柔性化的必然趋势。国外已具备了柔性化铝合金包边技术，如国外已具备了柔性化铝合金包边技术，如,德国德国ThyssenKrupp,ThyssenKrupp,美国美国Hirotec,Hirotec,德国德国EdagEdag，英国，英国DVADVA等公司。目前，国内铝合金覆盖件配套的包边设备供应商主要是欧美企等公司。目前，国内铝合金覆盖件配套的包边设备供应商主要是欧美企业。业。铝合金车门包边系统主要有以下设备：1 1、机器人系统、机器人系统-包边工作站的执行单元，为包边或抓取件提供动力包边工作站的

25、执行单元，为包边或抓取件提供动力.一台机器人的情一台机器人的情况下，包边一个车门所需时间大约况下，包边一个车门所需时间大约150180s,150180s,包边节拍要达到包边节拍要达到60s60s以内，需要以内，需要5 5台机器人，台机器人，其中其中4 4台用于包边，一台用于抓取件并提供压紧力。台用于包边，一台用于抓取件并提供压紧力。2 2、包边胎膜、包边胎膜-是用来定位及支撑车门外板，其结构是根据车门外板形状仿形而成。是用来定位及支撑车门外板，其结构是根据车门外板形状仿形而成。3 3、转台：、转台：为提高包边节拍，通常措施是分两侧同时操作，一侧为包边侧，另外一侧为提高包边节拍，通常措施是分两侧

26、同时操作，一侧为包边侧，另外一侧为取、上件侧，包边侧机器人在包边同时，另一侧的机器人上件，这样可保证包边和取、为取、上件侧，包边侧机器人在包边同时，另一侧的机器人上件，这样可保证包边和取、上件可以同时操作，减少了取、上件的时间，因此需要一个上件可以同时操作，减少了取、上件的时间，因此需要一个180180o o转台。转台。4 4、包边工具、包边工具-包边的执行单元，主要包括滚轮系统、压力监测系统、点压结构等。包边的执行单元，主要包括滚轮系统、压力监测系统、点压结构等。27 宝马宝马大力布局大力布局 纤维产能将翻倍纤维产能将翻倍.宝马集团和西格里（SGL）集团的合资企业西格里汽车碳纤维（SGLAu

27、tomotiveCarbonFibers）公司拟将碳纤维工厂产能扩充至当前三倍，达到9千吨/年，应对新宝马7系、宝马i3和i8电动车的需求。同时规模效应又有利于降低昂贵的碳纤维成本。宝马计划将碳纤维用于更多车辆，尤其是旗舰车和电动车。宝马通过开发多种技术提高生产效率，终于将CFRP成功地应用于量产车。日本东丽斥资700亿日元，收购了世界碳纤维排名第三的美国卓尔泰克公司。同时，全球第二大碳纤维厂商日本帝人和第四大厂商日本三菱丽阳也已经开始扩大产能。目前，日本企业占有全球碳纤维市场70%份额。年营业额高达400亿欧元的德国工业巨头蒂森克虏伯集团自亿欧元的德国工业巨头蒂森克虏伯集团自2011年以来，

28、正在稳步年以来，正在稳步 展开战略转型：出售旗下所有传统汽车零部件资产，投资碳纤维汽车零部件！并于2012年12月在德累斯顿成立碳纤维复合材料技术中心。中国在碳纤维领域也做出了显著成绩。中国在碳纤维领域也做出了显著成绩。中科院宁波材料研究所等单位联合研制出具有完全自主知识产权的连续碳纤维复合材料快速热压成型成套装备连续碳纤维复合材料快速热压成型成套装备，能够实现连续碳纤维复合材料汽车部件的自动化制备，效率达到56件/天，并分别采用APA6及PCBT热塑性单体经原位聚合成型制备出大尺寸复合材料汽车底板。碳纤维技术之汽车产业的未来 28宝马汽车公司碳纤维车身零件成型线宝马汽车公司碳纤维车身零件成型

29、线 采用碳铝集成方案（采用碳铝集成方案（碳纤维车身碳纤维车身+铝制底铝制底盘）盘）的全新宝马的全新宝马 3 系目前已进入量产之系目前已进入量产之前的技术验证阶段，前的技术验证阶段，将于将于2016年底、年底、2017 年初投产。年初投产。宝马3系系2012年销量年销量 406752 辆辆.29复合材料整体成形工艺复合材料整体成形工艺 整体模压成型技术日益受到重视，快整体模压成型技术日益受到重视，快速、低成本成型成为趋势。整体成型技速、低成本成型成为趋势。整体成型技术具有后续加工工序少、可降低成本等术具有后续加工工序少、可降低成本等优点。近年在国际名牌电动汽车车身整优点。近年在国际名牌电动汽车车

30、身整体成形已经采用。如，英国体成形已经采用。如，英国Pi Innovo公公司采用整体成形技术制造了全复合材料司采用整体成形技术制造了全复合材料概念车，车身仅重概念车，车身仅重58公斤公斤兰博基尼兰博基尼 超速版采用全碳纤维车身超速版采用全碳纤维车身+仪表板仪表板+门护板门护板+后围护板后围护板 。质量只有。质量只有155 Kg155 Kg！奥迪奥迪R8R8超级超级 跑车借鉴兰博基尼的结跑车借鉴兰博基尼的结构方案，采用复构方案，采用复 合材料和新的结构。合材料和新的结构。零件数量从零件数量从4848件减少到件减少到1 1件。实现了大件。实现了大幅减重和整体模压成型！幅减重和整体模压成型！30长纤

31、维增强热塑性复材长纤维增强热塑性复材LFT20062006年年,欧欧洲洲地地区区LFTLFT的的用用量量接接近近700kt/a,700kt/a,增长率超过增长率超过32%32%。经经过过近近年年的的快快速速发发展展,亚亚州州LFTLFT用用量量所所占占的的比比重重有有明明显显提提高高,日日本本LFT LFT 消费量占世界的消费量占世界的11%11%。目目前前国国内内仍仍存存在在很很大大的的发发展展空空间间,2006,2006 年年我我国国LFTLFT的的消消费费量量仅仅占占世世界界LFTLFT总总消消费费量量的的5%5%,预预计计到到20112011年年,我国我国LFT LFT 消费量将会超过

32、日本。消费量将会超过日本。高高 性性 能能 长长 纤纤 维维 增增 强强 热热 塑塑 性性 复复 合合 材材 料料(Long(Long Fiber Fiber reinforced reinforced ThermoplasticsThermoplastics 简简称称LFT)LFT)作作为为车车用用复复合合材材料料中中的的重重要要一一员员，近近年年发发展展迅速。在过去的迅速。在过去的1010年中，年中，LFTLFT塑料以塑料以 30%30%的年增长率上升。的年增长率上升。31在线快速成形成套设备及工艺流程图在线快速成形成套设备及工艺流程图年年产量量3040万件万件/年年，综合性能提高合性能提

33、高30%以上，以上，万元万元产值能耗降低能耗降低50%长纤维增增强树脂基复合材料在脂基复合材料在线成形成套技成形成套技术及装及装备开开发32 我国汽车材料替换革命的思考我国汽车材料替换革命的思考33 我国汽车材料替换紧迫性居全球之最我国汽车材料替换紧迫性居全球之最为应对日益严峻的环境压力，汽车排放标准迅速提高为应对日益严峻的环境压力，汽车排放标准迅速提高汽车是国民经济的支柱产业，今后仍将持续发展汽车是国民经济的支柱产业，今后仍将持续发展 我国原油进口依赖度从我国原油进口依赖度从1955年的年的5.3%，2001年的年的30.2%，攀升到，攀升到2011年的年的59.8%，居世，居世界第一。据预

34、测，界第一。据预测，2020/2030年将达到年将达到64%/74%。同时，几乎。同时，几乎100%的汽油，的汽油，62%的柴油的柴油用于道路交通。用于道路交通。全世界从全世界从1999到到2009年，原油的消费总量一共增加年，原油的消费总量一共增加3.6亿吨，这个同期我国的原油消费亿吨，这个同期我国的原油消费量增加了量增加了1.95亿吨，占全球原油增量的亿吨，占全球原油增量的54%。能源安全问题巨大。能源安全问题巨大。2011年我国进口石油年我国进口石油用了用了14 450亿元。亿元。我国原油进口依赖度世界之最，造成能源、环境巨大压力我国原油进口依赖度世界之最，造成能源、环境巨大压力 中国政

35、府承诺，争取到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%，而，而交通运输是温室气体排放的主要领域。但我国交通运输是温室气体排放的主要领域。但我国20112011年氮氧化物排放量不降反升年氮氧化物排放量不降反升5.73%5.73%，使得，使得“十二五十二五”头年的减排计划没有实现，特别是京津冀、长三角、珠三角区域头年的减排计划没有实现，特别是京津冀、长三角、珠三角区域的问题非常严重。的问题非常严重。为此，汽车排放标准迅速提高。我国为此，汽车排放标准迅速提高。我国20082008年实施了汽车尾气国年实施了汽车尾气国3 3排放法规，排放法规，20112011年年出台了国出台了国4

36、 4排放法规，排放法规，20132013年出台国年出台国5 5排放标准。而国排放标准。而国6 6排放标准也在制定中排放标准也在制定中.汽汽车车产产业业是是国国民民经经济济的的重重要要支支柱柱产产业业，今今后后较较长长一一段段时时期期汽汽车车需需求求量量仍仍将将保保持持增增长长势势头头。20132013年年中中国国汽汽车车产产量量22112211万万辆辆,今今年年可可能能达达到到24002400万万辆辆，预预计计 未未来来几几年年，中国乘用车市场将以年中国乘用车市场将以年7%7%的增长率增长。的增长率增长。”34我国铝合金产量及市场居全球之最我国铝合金产量及市场居全球之最我国铝资源丰富，产量世界

37、第一。近年来汽车用铝材需求迅速我国铝资源丰富，产量世界第一。近年来汽车用铝材需求迅速增长。增长。2012年中国铝材产量年中国铝材产量3039.5万吨，同比增长万吨，同比增长14.6%。中国汽车用铝消费及预测（万吨）中国汽车用铝消费及预测（万吨）35我国汽车复材具市场和资源世界第一优势我国汽车复材具市场和资源世界第一优势361 1、制定我国汽车材料替换的中长期发展规划。、制定我国汽车材料替换的中长期发展规划。与国际相比，中国现在的轿车总质量估计高与国际相比，中国现在的轿车总质量估计高8-10%，商用车要高，商用车要高10-15%，中，中国如果赶上世界水平应该减重国如果赶上世界水平应该减重25-3

38、0%。相对。相对2亿辆汽车保有量而言，基于现亿辆汽车保有量而言，基于现在的油耗，每年可节省在的油耗，每年可节省4000万吨油，相当于可增加万吨油，相当于可增加4000万辆轿车的产量。万辆轿车的产量。2 2、实施、实施新能源、新材料双轮驱动新能源、新材料双轮驱动战略。战略。有人称有人称2013年是电动汽车元年，即，国际电动汽车产业化取得了突破。据统年是电动汽车元年，即，国际电动汽车产业化取得了突破。据统计，全球销量已达计，全球销量已达57.8万台。据预测，万台。据预测，2014年将同比增长年将同比增长86%。德政府于。德政府于2011年年5月出台了月出台了德国联邦政府国家电动汽车发展规划德国联邦

39、政府国家电动汽车发展规划，其目标是：在，其目标是：在2020年德国上路的电动及混合动力汽车达年德国上路的电动及混合动力汽车达100万辆，到万辆，到2030年至少达到年至少达到600万万辆，到辆，到2050年电动交通网络覆盖全德城市区域。我国新能源汽车发展可能再年电动交通网络覆盖全德城市区域。我国新能源汽车发展可能再次落后，次落后，“湾道超车湾道超车梦想落空梦想落空!我国要在新能源汽车的全球竞争中不落后，必须走汽车强国成功之路我国要在新能源汽车的全球竞争中不落后，必须走汽车强国成功之路“新能源、新材料双轮驱动新能源、新材料双轮驱动”。我国汽车材料替换革命的思考我国汽车材料替换革命的思考37目前，

40、我国多数车企不具备实施材料设计目前，我国多数车企不具备实施材料设计,结构设计结构设计,工艺设计并工艺设计并行工程的能力或条件。行工程的能力或条件。因此，我们正在进行的轻量化努力，效果与国际差距巨大。如，因此，我们正在进行的轻量化努力，效果与国际差距巨大。如，国内先进的汽车轻量化效果，仅减重国内先进的汽车轻量化效果，仅减重195KG.195KG.而国外某款车减重达而国外某款车减重达420KG;420KG;我国示范用的电动汽车普遍严重增重，一般增重我国示范用的电动汽车普遍严重增重，一般增重300KG300KG，典型的典型的A0A0级电动汽车增重级电动汽车增重380KG380KG，与国外的略微增重相

41、距甚远。，与国外的略微增重相距甚远。同时，由于增重严重，国产电动汽车平均续航能力只有同时，由于增重严重，国产电动汽车平均续航能力只有150150公里，公里，远远低于国际先进水平。远远低于国际先进水平。第二、实施第二、实施“材料设计、结构设计、工艺设计并行工程材料设计、结构设计、工艺设计并行工程”注注重同时采用结构减重和材料减重措施重同时采用结构减重和材料减重措施38福特公司2007年所做的研究报告称，实施“材料设计、结构设计、工艺设计并行工程”后，采用复材可将零部件种类减为原来的8%，加工费用相对钢材降低60%，粘结费用相对焊接减少25%40%。同时，复材模具费只约占钢制件模具的10%20%，成本降低更加显著。美国蓝石公司用高真空薄璧铸造技术铸造的铝合金减震塔，是结构减重和材料减重并重的代表。通用汽车资料39 谢谢 谢谢40