2021年10月15日-16日，由中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)、重慶兩江新區(qū)管理委員會(huì)聯(lián)合主辦的“2021中國汽車供應(yīng)鏈大會(huì)”在重慶舉辦，長安汽車、地平線作為官方合作伙伴全力支持本次大會(huì)。本屆供應(yīng)鏈大會(huì)主題為“補(bǔ)短鑄長、融合創(chuàng)新——構(gòu)建中國汽車供應(yīng)鏈新生態(tài)”，共同探討產(chǎn)業(yè)政策，交流分享技術(shù)，研判產(chǎn)業(yè)趨勢，展示創(chuàng)新成果，旨在促進(jìn)產(chǎn)業(yè)國內(nèi)國際互動(dòng)，凝聚產(chǎn)業(yè)鏈條上下齊心，共謀產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展之路。其中，在10月16日上午舉辦的主題論壇“汽車材料新動(dòng)態(tài)”上，金發(fā)科技股份有限公司、汽車材料全球創(chuàng)新中心主任周英輝發(fā)表精彩演講。 

很高興有機(jī)會(huì)跟大家分享我們的一些成果和見解，首先感謝余老師，感謝中汽協(xié)，并祝賀一下新材料分會(huì)正式成立，也希望大家一起加入分會(huì)，一起為汽車行業(yè)的材料做一些貢獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同的發(fā)展。

我今天要分享的主題是汽車行業(yè)改性新材料發(fā)展趨勢。我主要還是聚焦塑料方面，然后延伸到一些復(fù)材。我今天分享三部分內(nèi)容：第一，行業(yè)趨勢及格局，第二，雙碳政策及產(chǎn)業(yè)路線，第三，車用改性新材料的行業(yè)機(jī)會(huì)及需求導(dǎo)向。前兩個(gè)部分主要引用兩個(gè)行業(yè)調(diào)研材料，大家有興趣可以看看原文。

一、行業(yè)趨勢及格局

第一個(gè)引用的材料是《汽車市場趨勢與汽車產(chǎn)業(yè)》的數(shù)據(jù)。先導(dǎo)市場乘用車千人保有量變化如圖所示，我國千人保有已達(dá)到150輛開始。“十四五”規(guī)劃對車用還是十分利好的，包括“十四五”規(guī)劃中的，共同富裕戰(zhàn)略、雙循環(huán)、雙碳政策，其實(shí)給我們提供了很多新的機(jī)會(huì)。新能源汽車的發(fā)展，也有利于每個(gè)家庭復(fù)數(shù)的保有。

從消費(fèi)層面來看，10萬元以下的車越來越少了，說明消費(fèi)者更愿意花錢買中高檔的汽車。從消費(fèi)者的消費(fèi)興趣來看，中國的消費(fèi)者區(qū)別于國外的消費(fèi)者還是有很大的特點(diǎn)，他們更愿意傾向于智能駕駛，對整個(gè)車聯(lián)網(wǎng)的一些新的概念更感興趣，可能跟消費(fèi)者的年齡，90后，00后的消費(fèi)習(xí)慣有一些關(guān)系。2020年下半年開始，新能源市場重新進(jìn)入快速發(fā)展通道，包括造車新勢力的加入，對產(chǎn)業(yè)鏈的重構(gòu)會(huì)形成很大的影響。

預(yù)測到2025年實(shí)現(xiàn)20%的新能源車市場滲透率，關(guān)鍵影響因素在于電力的供應(yīng)，電力的來源，尤其是發(fā)展純電動(dòng)車的材料。自主品牌的發(fā)展在消費(fèi)者的口碑還是越來越好了，尤其是汽車新勢力也被消費(fèi)者越來越容易接受。

二、雙碳政策及產(chǎn)業(yè)路線

汽油車仍是碳排放的貢獻(xiàn)者，所以我們重點(diǎn)關(guān)注乘用車市場，當(dāng)然商用車市場可能更多的是關(guān)注一些氫燃料電池的發(fā)展。A級車和B級車既是消費(fèi)主力，也是碳排放的重大貢獻(xiàn)者，把這兩塊車型實(shí)現(xiàn)碳減排，可能對整個(gè)貢獻(xiàn)是最大的。純電動(dòng)車跟傳統(tǒng)的車，在制造過程中對碳減排可能作用不是特別大，但是對于使用階段是最大的貢獻(xiàn)。各OEM的排放量對比，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的，還有跟各個(gè)主機(jī)廠的新能源車占比有關(guān)系。后續(xù)從產(chǎn)業(yè)的路線來看，我們重點(diǎn)的機(jī)會(huì)，比如在電動(dòng)化這塊，氫燃料電池車，還有車上的重點(diǎn)材料，還有一些循環(huán)材料的使用，會(huì)有一些重大的機(jī)遇。

三、車用改性新材料的行業(yè)機(jī)會(huì)及需求導(dǎo)向

行業(yè)的機(jī)會(huì)其實(shí)很多，從整個(gè)車的發(fā)展來看，不管是“四化”也好，還是幾化也好，新能源車發(fā)展很快，到2030年年均復(fù)合增速將達(dá)到15%，到2040年新能源車保有量到50%以上。還有碳中和政策，純電動(dòng)車和氫燃料電動(dòng)車是不矛盾的，是融合發(fā)展的過程，根據(jù)制氫的技術(shù)，是包括其他的風(fēng)、水、光這些電力來源都有關(guān)系。還有一個(gè)汽車功能的重新定義，包括自動(dòng)駕駛、智慧生活、智能網(wǎng)聯(lián)、綠色發(fā)展。這塊提出了很多需求。汽車行業(yè)發(fā)展說長不長，說短也不短，跟國際接軌越來越快，尤其是開發(fā)過程培養(yǎng)了行業(yè)大量的產(chǎn)業(yè)人才和設(shè)計(jì)人才，這里面的數(shù)字化在近些年發(fā)展我是感同身受，非?？斓?。以前我們做一個(gè)車做很多零件，可能還要做一些預(yù)制模，現(xiàn)在很多領(lǐng)域都是一次開模，直接開最終的模具，節(jié)省了很多開發(fā)成本，提升了很多效率。通過我們的數(shù)據(jù)模擬、仿真分析、模態(tài)分析，來解決從制件實(shí)物的驗(yàn)證到理論驗(yàn)證。這里面我們也有很多挑戰(zhàn)。

下面我主要聚焦在熱塑性的塑料材料方面，當(dāng)然其他方面也有很多創(chuàng)新，也歡迎各位同行跟我們一起來交流。從整個(gè)車用塑材開發(fā)的新需求來講，集成了車輛的使用階段，怎么樣實(shí)現(xiàn)低能耗，減排。制造過程，零件生產(chǎn)；還有一些新的針對消費(fèi)者的需求，設(shè)計(jì)一些智能化的功能，我們制造過程包括如何使過程綠色化、健康的發(fā)展。還有回收再利用這塊在雙碳政策的前提下，也是很有前景的一個(gè)細(xì)分行業(yè)。

具體到一些技術(shù)，我總結(jié)了一些可，包括輕量化、復(fù)材、美學(xué)技術(shù)、創(chuàng)新功能、創(chuàng)新彈性體、創(chuàng)新特種材料，我們看一下輕量化的技術(shù)點(diǎn)，首先有一個(gè)薄壁化的工程，我們開發(fā)一些零部件的時(shí)候，比如說保險(xiǎn)杠慢慢過渡到更薄的，實(shí)現(xiàn)高減重，又能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍的提高。材料開發(fā)這塊我們所說的比強(qiáng)度要高很多，它的比強(qiáng)度可能提高不止2倍，綜合的制造成本會(huì)下降。這塊對材料也提出了非常大的挑戰(zhàn)。在我現(xiàn)有的模具上，如不想去做薄壁化，可通過低密度材料，實(shí)現(xiàn)性能可能改變不是很多，但是實(shí)現(xiàn)了比重的減低。

還有一個(gè)輕量化的方案，就是微發(fā)泡，包括成型方式，有一次性的欠注，還有滿注成型，再通過松退，實(shí)現(xiàn)中間層的發(fā)泡，類似于三明治的結(jié)構(gòu)。從發(fā)泡方式來講，一個(gè)是化學(xué)發(fā)泡，我們通過添加發(fā)泡劑來實(shí)現(xiàn)注塑零部件的過程，還有一個(gè)物理發(fā)泡，比如注入超臨界二氧化碳?；瘜W(xué)發(fā)泡劑的發(fā)泡倍率可能更好，但是對整個(gè)的質(zhì)量就會(huì)有更高的要求，所以還要綜合考慮。

發(fā)泡的產(chǎn)品最終的質(zhì)量影響因素很多，有設(shè)備、模具、材料、發(fā)泡劑、工藝，我們自己建了一套中試裝置，也進(jìn)行了很多技術(shù)驗(yàn)證。典型的運(yùn)用，比如說某車型前端框架，或者電器部件，可以實(shí)現(xiàn)10%以上的減重。通過對配方體系的設(shè)計(jì)還有工藝的優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)對外觀表面的控制，我們可以看到改善前后是非常好的外觀，總體的性能大概有一定的下降，但是仍能夠滿足零部件的使用需求。

另外增強(qiáng)材料這個(gè)行業(yè)也有一些對高性能玻纖使用的提升，包括最終的工藝，這款材料設(shè)計(jì)屬于高性能的玻纖增強(qiáng)，可以有10%-20%的性能提升。這是它的長期的耐疲勞性表現(xiàn)也很好，甚至超越了長玻纖的材料。另外長玻纖應(yīng)用也有一些年頭了，但是還是有很大的運(yùn)用潛力，特別是替代傳統(tǒng)的尼龍材料有很大的優(yōu)勢。零部件應(yīng)用工況從低溫到高溫，還是比如說120度或者150度這種起決定性的因素。所以說在內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用減少之后，長玻纖材料應(yīng)用將會(huì)越來越廣。

另外全塑車身結(jié)構(gòu)也在運(yùn)用，以尾門為例，內(nèi)板和外板，用聚丙烯改性的材料，通過焊接的方式，實(shí)現(xiàn)整體的減重。這是外板的幾個(gè)典型的性能，內(nèi)板這塊其實(shí)還要考慮很多，比如說鋼度、強(qiáng)度、耐疲勞性，甚至要求有很好散發(fā)特性。塑料件考慮的問題，長期耐疲勞，還有環(huán)境、老化的性能，甚至包括外板的焊接性也是很大的一個(gè)挑戰(zhàn)。

這是兩款內(nèi)板材料的性能，因?yàn)閮?nèi)部很復(fù)雜，可以減少加工工序，也有利于加工過程的減碳。最重要的還有流動(dòng)性，因?yàn)橹萍艽?，很?fù)雜。

另外納米注塑，類似通過二次注塑的形式，金屬嵌件的形式，逐漸替代金屬，達(dá)到減重的目的，大部分以工程材料為主，PPS，PBT等等。

另外復(fù)合材料前面已經(jīng)講了很多了，碳纖維這塊的復(fù)合材料，尤其是汽車的民用消費(fèi)品的屬性，熱塑性的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料。比如說層壓板，可以用玻纖，比較適用于平板這種結(jié)構(gòu)。還有一款之前開發(fā)得比較成功的是門基板，它也集成了很多結(jié)構(gòu)。這個(gè)是很多的零部件的運(yùn)用，還有一些模壓注塑一體成型。還有在美學(xué)、光學(xué)方面也有很多設(shè)計(jì)。還有一些外觀的效果，大理石紋理的，免噴涂和高光黑用得還是比較多一些。純的良外觀的增強(qiáng)材料性能也有一定的應(yīng)用。在成型加工方面，對材料提出新的需求。

另外配合下游的生產(chǎn)工藝，比如說激光焊接，替代超聲波，它要求上面要透光，下面要吸這個(gè)激光，實(shí)現(xiàn)零部件的連接，這個(gè)有很多的運(yùn)用，減少了很多能耗，提升生產(chǎn)效率。另外在功能方面，有些電池屏蔽這些材料，我們也和客戶一起開發(fā)，既能實(shí)現(xiàn)電池屏蔽，又能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱，有很廣的前景。對于制件的表面標(biāo)識，可以實(shí)現(xiàn)激光打標(biāo)的材料也很多。還有透波類的，應(yīng)用于保險(xiǎn)杠相關(guān)的雷達(dá)組件，可以減少對雷達(dá)信號的影響。

另外是彈性體這塊，傳統(tǒng)應(yīng)用就不講了，凡是應(yīng)用兩個(gè)零部件，硬對硬匹配的中間，都希望用一個(gè)中間件來進(jìn)行匹配，我們通過注塑的方式的TPE類材料，替代PVC或者皮革，實(shí)現(xiàn)可回收、環(huán)保、高效、低成本的方式。

另外創(chuàng)新特種工程材料，我們也開發(fā)了很多，行業(yè)內(nèi)很多外資企業(yè)做這件事情。高溫尼龍、液晶聚合、納米注塑性質(zhì)材料、激光直接成型材料等，我們也呼吁主機(jī)廠對國內(nèi)的材料還是要有一些自信?？傮w的性能是高強(qiáng)度、耐疲勞、蠕變性、耐高溫、耐溶劑、尺寸穩(wěn)定、電氣性能優(yōu)異。

最后兩點(diǎn)，其中材料的回收再利用，能夠通過行業(yè)的影響力，真正實(shí)現(xiàn)規(guī)范性的，理性的，真正把回收事業(yè)做起來。昨天晚上有專家提出25年之后，每年要報(bào)廢幾百萬臺(tái)車這是很大的資源，通過規(guī)范拆解，規(guī)范篩選過程中我們根據(jù)應(yīng)用的需求來實(shí)現(xiàn)改性，造粒，實(shí)現(xiàn)循環(huán)，國外有很多例子，我們可以學(xué)習(xí)一下。

在數(shù)字化開發(fā)這塊，應(yīng)用方面的產(chǎn)業(yè)人不少少，應(yīng)用平臺(tái)也不少，但應(yīng)用軟件這塊大部分需要的分析軟件都是外資的，空間很大。我的分享就這么多，希望其他的也可以跟我們一起來交流，可能總結(jié)得不是很全面。

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