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海德智:電動(dòng)汽車中電池重量和成本是挑戰(zhàn)
來(lái)源:鳳凰網(wǎng)汽車 日期:2009-10-20 作者:全球電池網(wǎng) 點(diǎn)擊:

為推動(dòng)科技進(jìn)步,增進(jìn)國(guó)際交流,引導(dǎo)節(jié)能減排技術(shù)趨勢(shì),“2009中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)”于2009年10月20-22日在北京舉辦。本屆年會(huì)得到了廣大科技人員的廣泛支持,包括眾多世界知名汽車整車及零部件企業(yè)在內(nèi),近550多名汽車行業(yè)的專家學(xué)者、工程師參會(huì)討論。廣大工程技術(shù)人員在此論壇分享我國(guó)汽車技術(shù)最新成果,爭(zhēng)辯方向,激揚(yáng)思想,以下是贏創(chuàng)德固賽有限公司汽車工業(yè)組經(jīng)理海德智先生發(fā)言實(shí)錄:

贏創(chuàng)德固賽(中國(guó))投資有限公司汽車工業(yè)組經(jīng)理 海德智 (資料圖)

主持人:感謝唐堯先生的精彩報(bào)告。由于時(shí)間關(guān)系,我們也就不提問(wèn)了,唐堯先生剛才針對(duì)渦輪增壓器給我們做了一個(gè)深入的報(bào)道,如何改善渦輪增壓器的性能,介紹了他們霍尼韋爾未來(lái)的多極串并聯(lián)增壓,包括制造和工藝技術(shù)。下面我們進(jìn)入第二個(gè)時(shí)段的主題發(fā)言,主題是汽車輕量化技術(shù),汽車輕量化是現(xiàn)在汽車產(chǎn)業(yè)汽車輕量化聯(lián)盟發(fā)起成立的。汽車輕量化技術(shù)的主題途徑包括兩個(gè)方面:一個(gè)是如何在現(xiàn)有傳統(tǒng)技術(shù)的車身底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)技術(shù)上,我們?nèi)绾巫龀鲞M(jìn)一步的努力。另一方面,我們可能離不開制造技術(shù)和工藝技術(shù),包括材料技術(shù)的發(fā)展;蛘咴诟蟮某潭壬,先進(jìn)的技術(shù)要想實(shí)施,必須要通過(guò)先進(jìn)的材料和加工技術(shù)來(lái)體現(xiàn)。所以今天我們后面邀請(qǐng)的三位嘉賓,前兩位是針對(duì)汽車的先進(jìn)材料繼續(xù)的發(fā)展方向給我們做演講。最后一位是加工技術(shù)方面的報(bào)告。

下面我們有請(qǐng)贏創(chuàng)德固賽有限公司汽車工業(yè)組經(jīng)理海德智先生,他的報(bào)告是新型汽車輕量化設(shè)計(jì)——二級(jí)化供應(yīng)商的材料概念。

海德智:下午好女士們先生們,非常感謝主席剛才對(duì)我的介紹。我是一個(gè)德國(guó)工程師,我非常榮幸,也非常高興有這樣一個(gè)機(jī)會(huì)和大家講一下我們的混合設(shè)計(jì)。

我們公司并不是直接的向汽車生產(chǎn)商提供材料,我們是一個(gè)二級(jí)化供應(yīng)商,我想利用這個(gè)機(jī)會(huì)講一下二極化供應(yīng)商的理念。我們公司主要包括能源、材料、化工、房地產(chǎn)。能源方面,以前是德固賽公司來(lái)涵蓋這個(gè)業(yè)務(wù),現(xiàn)在我們看一下贏創(chuàng)的化工業(yè)務(wù),我們這里列出了08年市場(chǎng)的銷售份額,可以看到化工業(yè)務(wù)的銷售額達(dá)到了115億歐元?梢钥吹狡嚱煌ㄒ约皺C(jī)械占到了18%的市場(chǎng)銷售份額,所以這方面的量是不容易忽視的。

再看一下贏創(chuàng)中國(guó)的銷售狀況,2003年我們?cè)O(shè)立了中國(guó)區(qū)代表處,我們擁有20多年在中國(guó)生產(chǎn)特種化工產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)。不僅僅是我們的產(chǎn)品非常重要,同時(shí)我們也非常重視研發(fā)方面的工作,比如說(shuō)上海研發(fā)中心的總投資已經(jīng)超過(guò)了兩千萬(wàn)歐元。我們?cè)谏虾;@區(qū)內(nèi)也建立了多個(gè)業(yè)務(wù)部門的生產(chǎn)基地。我們也非常重視中國(guó)和亞洲市場(chǎng)的客戶服務(wù),贏創(chuàng)在大中國(guó)去擁有18家公司,遍布安丘、長(zhǎng)春、重慶、大連等很多重要的地方。之前很多的發(fā)言人強(qiáng)調(diào)現(xiàn)在我們面臨的全球問(wèn)題,如果我們看一下左邊,大家可以看到全球能源的消耗是在一直增加。看一下右邊,在原油產(chǎn)量方面已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)峰值。所以我們必須采取各種各樣的措施,比如說(shuō)提高能源使用的效率,或者是開發(fā)出一些替代性的能源,或者是其他的能源來(lái)解決問(wèn)題。如果我們不這樣做,我們最終將會(huì)面臨這樣一個(gè)問(wèn)題,將會(huì)出現(xiàn)原油資源的枯竭,而且將會(huì)導(dǎo)致能源價(jià)格的大幅度的上漲。將來(lái)可能沒(méi)有人能夠支付得起這樣一個(gè)高價(jià)格的能源。對(duì)于政府來(lái)說(shuō),他們也特別強(qiáng)調(diào)節(jié)能環(huán)保。

現(xiàn)在我們的客戶,也就是我們車輛的購(gòu)買者,現(xiàn)在他們都喜歡購(gòu)買低能耗的以及二氧化碳排量比較少的車輛。再看一下中國(guó)的汽車保有量在日益增長(zhǎng),看一下每千人所擁有的車輛?匆幌略2015年的時(shí)候,我們每千人當(dāng)中所擁有的車輛將和德國(guó)的情況非常類似。同時(shí)在這個(gè)圖上大家也可以看到,對(duì)原油的需求。原油需求是一個(gè)非常重要的方面,因?yàn)樵蛯?lái)可能會(huì)出現(xiàn)枯竭。所以在這里我們必須使用替代性的能源,或者是使用替代能源的車輛來(lái)滿足我們的需求。這其中就包括電動(dòng)車或者是使用新的電池的車輛或者是其他的混合動(dòng)力的車輛,這樣才能夠滿足需求。

再看一下轎車重量,可以看到,轎車重量不斷增加,主要是由于各種各樣的原因所導(dǎo)致的。他們開發(fā)出了一些鋁制的底盤和鋁制的車身。扶手、等梁等情況也需要更好的材料。為了降低噪音的影響,需要更好的隔音的系統(tǒng)。同時(shí),客戶也需要更加體面、更大的轎車。更好的操控性和輪胎抓地力,都需要?jiǎng)傂愿玫牡妆P和設(shè)計(jì)。還有其他的一些因素,比如說(shuō)更大的引擎、更復(fù)雜的傳動(dòng)系統(tǒng)等等。所以我們需要更大的引擎,更好的剎車系統(tǒng)。所有這些都會(huì)使得我們的車?yán)嗽絹?lái)越重。

在說(shuō)到電動(dòng)車的時(shí)候,電動(dòng)車這些車輛就會(huì)變得更加復(fù)雜,因?yàn)槟愕能噷?huì)需要有一個(gè)電池,在上午很多同事都講到如何提高變速器的效率。對(duì)于我們的使命來(lái)說(shuō),如果我們看一下,從左邊看到右邊,回顧一下歷史,可以說(shuō)在歐洲有簡(jiǎn)潔型的汽車,這些和中國(guó)是不一樣的。同時(shí)可以看到這些緊湊型轎車非常強(qiáng)調(diào)輕量化設(shè)計(jì)的。在這當(dāng)中可以看到,歐洲典型的車型更多的強(qiáng)調(diào)鋼車身以及底盤。在豪華車和運(yùn)動(dòng)型的轎車中,他們強(qiáng)調(diào)鋁制車身和底盤。用于小眾的技術(shù)強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)車身和鋁制底盤。2015到2020年期間,我們會(huì)強(qiáng)調(diào)三明治混合結(jié)構(gòu)的車身和鋁制復(fù)合結(jié)構(gòu)的底盤。所以我們會(huì)采用新穎的材料來(lái)減少車身的重量。如果使用了這樣一些輕型材料的話,我們的車身依然可以保持很大,但是重量卻可以減少。這些在很大程度上,在這個(gè)方面贏創(chuàng)公司開創(chuàng)的專注于創(chuàng)新性的材料方案就起到了非常好的效果。

再看一下我們的輕量化車身設(shè)計(jì)的第一步,首先是要替換嵌板和車窗。我們可以使用三明治的符合結(jié)構(gòu)件來(lái)替換鋼制的普件。我們可以替換車頂上的材料,使用現(xiàn)有的三明治復(fù)合材料來(lái)替換車頂?shù)牟牧,替換發(fā)動(dòng)機(jī)罩、發(fā)動(dòng)機(jī)門以及廂門。我們還可以把它用在車身上,這樣的話,可以使得我們車輛的重量更加輕捷。

看一下車身設(shè)計(jì),車身設(shè)計(jì)方面也可以采用復(fù)合材料來(lái)實(shí)現(xiàn)其重量的優(yōu)化,比如說(shuō)在車身的外部件。我們可以使用更復(fù)雜的部件設(shè)計(jì)以減少部件的數(shù)量功能整合。我希望大家能夠聽(tīng)明白我的發(fā)言,但是交換的部分沒(méi)有了,所以大家看到工程的設(shè)計(jì)部分是非常的重要。所以我要重復(fù)一下,有更好的部件設(shè)計(jì)才可以減少部件的數(shù)量功能整合。比如說(shuō)我們可以整合防撞的結(jié)構(gòu),就可以簡(jiǎn)化裝備。同時(shí)我們可以采用環(huán)氧的碳纖維和泡沫材料,這樣可以降低至少一半的重量。我們?cè)诎l(fā)動(dòng)機(jī)引擎方面,我們也可以使用一些創(chuàng)新的材料。在這里,我們也有來(lái)自EVONIK的專家。同時(shí),它也是一種注塑的工藝,可以進(jìn)行大批量的工藝,表面非常光滑,可以減少摩擦。當(dāng)然,我們還有創(chuàng)新的聚合物的車窗,這種聚合物的車窗是非常舒服的,飛機(jī)的車窗就是使用的是聚合物的車窗,它舒適型非常好,抗沖擊性也非常好,而且沒(méi)有任何的碎片。另外,它的安全性能特別好,如果有石頭砸在這些車窗上面,并不會(huì)出現(xiàn)任何的碎片,所以它是非常安全的。如果使用聚合物的車窗,重量可以很大程度的減少,可以比玻璃輕40%,因此可以降低碳排放,也可以改善它的動(dòng)力學(xué),也可以改變大面積車窗,在減少反射和阻擋外波方面。它的涂層也是耐磨的,也是耐刮擦,這些都是聚合物車窗的特點(diǎn)。它的工藝可以適合于各種批量的生產(chǎn)需求。

接下來(lái)看一下,如果我們使用這種三明治復(fù)合材料的話,它還可以給我們帶來(lái)一些其他的效果,比如說(shuō)可以導(dǎo)致車身非常輕,甚至達(dá)到一個(gè)超輕的程度,因?yàn)樵谄渲兴鼤?huì)使用環(huán)氧碳纖維以及復(fù)合纖維的夾層結(jié)構(gòu),這種材料相對(duì)于鋼材,可以節(jié)省60%到70%的重量,同時(shí),碰撞性也是非常好的。它的非常好的碰撞性能并不會(huì)對(duì)里面的乘務(wù)人員造成任何的傷害,主要是因?yàn)樗褂玫牟牧鲜欠浅:玫,具有非常好的碰撞性能。它還具有其他的效果。我認(rèn)為對(duì)于汽車制造商和車輛買家來(lái)說(shuō),這些都是一些非常好的選擇。

另外,它的生產(chǎn)工藝已經(jīng)被量產(chǎn)車使用。如果說(shuō)電動(dòng)車,我認(rèn)為大家可以考慮一下在電動(dòng)車當(dāng)中采用這種材料,因?yàn)樗浅p的,可以給你帶來(lái)非常輕的車身,同時(shí)你也是非常舒適的。在這里可以看到我們復(fù)合結(jié)構(gòu)建的最佳的連接。在這里,我們可以看到的是,這種復(fù)合的結(jié)構(gòu)件可以用在前端的模塊、車頂、車門的模塊,或者是行李廂的廂門,它也可以用在金屬之間的黏合劑,是非常好的。同時(shí)可以降低重量和成本。大家可以看到,如果使用這種復(fù)合結(jié)構(gòu)件。它的結(jié)合部分非常好,同時(shí),它也是非常的舒適、非常的光滑的。我們作為一個(gè)二級(jí)的供貨商。我們看到也有一些使用我們贏創(chuàng)材料方案的演示和測(cè)試的轎車。在這里可以看到,我們可以測(cè)試,最上面的圖,右邊就是對(duì)鋰電池組的測(cè)試情況。我們發(fā)現(xiàn),這個(gè)電池組它具有非常好的功率。它最高的速度可以達(dá)到150公里。當(dāng)然,它的機(jī)組是22.2千瓦的容量。同時(shí)在這里還有其他的測(cè)試,比如說(shuō)如果使用鋰電池組,即使是電動(dòng)車,它依然可以跑得非?,大家在左邊可以看到各種各樣的測(cè)試的轎車?梢钥吹交旌想妱(dòng)汽車以及電動(dòng)車。你可以看到,在這些車輛中,我們都是使用了前面給大家展示的這些材料?梢钥吹剑@些車輛達(dá)到了260馬力,但是它消費(fèi)的燃料是非常小的。但是它的提速的效果特別好。所以大家可以看到,可以把它的性能駕駛的體驗(yàn)整合在一起。同時(shí),還可以看到,在這里它的電池的重量只有三公斤,所以它并不是一個(gè)特別大的負(fù)擔(dān)。我們也開發(fā)出了相應(yīng)的潤(rùn)滑材料,使用低摩擦的潤(rùn)滑油的測(cè)試車輛,它的效果也是特別好。

接下來(lái)想要總結(jié)一下?梢钥吹,現(xiàn)在由于原油資源的短缺,所以迫使各國(guó)政府以及汽車工業(yè)開發(fā)出一些新能源的汽車,同時(shí)對(duì)燃油以及能源利用效率的顯著提高,會(huì)需要汽車設(shè)計(jì)本身有一個(gè)本質(zhì)的改變。今天動(dòng)力總成、能源儲(chǔ)存車身以及底盤的設(shè)計(jì)方案在達(dá)到能源利用率的方面還存在很多不足,還有更多的空間可以開發(fā)。動(dòng)力總成的輕量化也是減少碳排放的重要課題。當(dāng)然,這種輕量的設(shè)計(jì)是相當(dāng)重要的,這種電動(dòng)汽車的技術(shù)對(duì)于短途的城市交通而言,非常具有吸引力,但是電池的體積、重量和成本是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)。同樣加速性能和行駛的歷程,更輕的車身和底盤,它需要更小、更輕以及更便宜的電池。除此之外,復(fù)合結(jié)構(gòu)件的技術(shù)可以幫助我們實(shí)現(xiàn)更薄的質(zhì)量、更輕的重量和更低的成本。我今天給大家展示的新的概念,我認(rèn)為對(duì)于更小的公司以及原始設(shè)備制造商來(lái)說(shuō),都是一些新的機(jī)會(huì),我們知道有一些OEM他們是非常小的。所以我認(rèn)為這些小型的以及新興的廠商可以考慮我們的材料。

這就是我的發(fā)言,謝謝大家!

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