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吉林大學青島汽車研究院執行院長馬芳武:汽車生態評價和輕量化關鍵技術

4月26日,2018第十屆全球汽車產業峰會在北京舉辦,本次論壇以“創新技術引領產業未來”為主題,會議期間,吉林大學青島汽車研究院執行院長馬芳武發表了精彩演講,演講內容如下:

吉林大學青島汽車研究院執行院長 馬芳武

我給大家分享一下我到吉林大學以後做的一些研究。

我以前在吉利是做吉林的副院長,所以在吉林引導過我們NR平臺的開發,也就是吉利現在所有SUV的基礎,是我和我的團隊做的。還有,這些車當時是為了迎合國家“十二五”規劃輕量化的指標,

我們做了大量的輕量化工作,後來這些工作擴散到了全國各個兄弟單位進行參考。

回到吉林大學以後,這個工作做了一些進一步的擴展,所以這裡面跟大家分享,就是汽車生態評價引起的一些相關的輕量化的關鍵技術。首先,大家都在講生態,所以我會介紹生態新館的一些概念,然後汽車生態評價由天津技術中心做的一些方案,

整個汽車生命週期的產品迴圈的過程,以及一些相關的技術。

這是很典型的一個PPT,大家可能都耳熟能詳,知道我們生活中生命中所有使用的一些材料,實際上是源于自然的,經過使用和處理,以及經過一系列的一些加工,最後實際上我們的材料是要回歸自然的,這樣是一個大的概念。但是我們恰恰有些材料它是沒有辦法回歸自然,比如說現在我們看到的大量的一些白色的塑膠,

所以我們現在研究的一些東西可能就是怎樣使這些東西進行降解?能夠更好的回歸自然。

這是歐洲、美國和中國做的一些分析,實際上我們現在用的燃油,我們追根溯源的話應該從油井開始,從油井到車輪,這整個過程中產生的一些二氧化碳的排放,各個國家都有一定相關的指標,但是我們看中國的情況,中國在2015-2020年之間要降30%,2020-2025年降27%,下面另外一個五年計劃就是2025-2030年要降36%,

這樣的一個指標,這也是非常殘酷的一個指標。

去年我代表中國汽車工程協會在歐洲參加了FISITA領袖峰會,非常榮幸今年會由我來主持上海開FISITA的峰會,2019年我還是這個領袖峰會的主席。這個領袖峰會去年的主題就是大家看到這個Geneva-Swizerland這個主題。總的來說,就是未來人們總的希望值是二氧化碳降的越低越好。

這個是去年FISITA日內瓦的會議上,柏林的一個機構做的非常詳細的一個資訊。

我們可以看到,城市污染的組成部分,我們大家做車的,可能更關心車,汽車裡面還分了三個,就是哪些個東西是能夠進行降低二氧化碳排放的。比如說PM2.5和PM10有怎樣潛力的空間?總的來說,在汽車領域我們會有至少是50%以上的空間是可以進行降低的。

這是我們總的來看,對一個汽車來說,剛才講了一個大的迴圈,所有的材料就是來自于自然,最後要回歸自然,但是在這個過程中,我們是從輕量化到清潔能源,到智慧化,以及回收和綠色材料整個過程的迴圈。特別是大家可能看,就是第三個,就是智慧化好像跟能量回收以及材料回收沒有什麼關係,但是實際上關係很大。因為智慧化我們可以更有效的選擇運行的路徑,選擇出行方式,特別選擇一些共用的方式,實際上這個跟綠色出行是相關的。所以現在關於生態汽車的概念是包括智慧化的。

這個我要給大家鼓鼓勁,有人說我不是做汽車的,也不是做AI的,我只是做輕量化的,實際上你是在參與整個智慧化大的過程。特別是我們很多做材料、做結構的,覺得在智慧化的過程中,特別看別的會場都討論的很熱鬧,都在討論AI的事情,實際上我們是在深度的參與,沒有我們這些人做材料,做輕量化的基礎,那些個Smart車也是無法實現的。

做汽車的輕量化設計也好,做汽車生態環保的設計也好,實際上是在最開始的時候頂層設計,剛才曹總在講最頂層設計的時候就已經開始了,而不是在材料應用的時候開始的。所以我在大學裡面做教授,我也會跟我們的博士生、碩士生以及相關的教授在探討,在汽車最原始設計的時候,畫草圖的時候怎樣進行一些生態環保概念的應用?特別是在設計的時候,我們要考慮它加工,考慮使用,以及考慮整個汽車產品生命週期的過程。

坦率地說,我們現在一些汽車行業特別忙於搞新能源的車,我們過分關注於汽車在特別前期的一些個設計和投向市場顧客的第一印象,實際上在北美生活時間長的人比較知道,老外他們更關心汽車使用,產品生命週期全過程的一些維修、維護和一些相關性能。

下面介紹一下,就是汽車這個生態評價標準,因為實際上人們在買車的時候,在有欲望購車的時候,首先可能關心是車內的空氣品質,再就是車的雜訊,然後是尾氣排放,然後是綜合油耗和相關的有害物質,這些因素構成了我們購車時候一些生態環境和指標的一些需求。

那麼中國汽車設計中心根據這些指標參考國外一些相關的法規,做了三大方面的評估,因為我也是參加這個標準的一些發佈和制定,中國汽車的生態評價,這裡面包括三大方面:

第一個,跟健康有關。

第二個,跟節能相關。

第三個,跟環保相關。

如果我們在側重於綠色製造和汽車整個產品生命週期發展指標的時候,我們評估的也是,基本上都是和人所能夠接受的一些相關的身體的感應,然後對環境的一些污染,和對能量的一些消耗相關的這樣一些指標的評價。

具體的來說,在評價的時候,我們要給汽車進行打分,現在這個評價是剛剛開始,所以我們真正的能拿到比較白金牌、金牌、銀牌和銅牌的車輛只占到18%左右,81.91%現在是沒有拿到相關評價的指標。

剛才講了,我們是關注於整個汽車產品生命週期所有過程,關於它的材料,關於它的運行,以及關於後期報廢的全過程,所以這裡大家看到的也是,在生命週期的階段,關於回收的利用,關於汽車使用、汽車生產、原材料選擇,具體指標分類的時候,這個是實現了一個縱坐標,橫向是車內空氣品質、車內雜訊、有害物質、圍棋排放、綜合油耗,還有一些加分項的內容。

具體來說,每一個都對應了一個標準,車內空氣品質我們對應一個國標,很多對應的不是一個標準,而是由多個標準指導的。可能對我們來說更關心的還是車內空氣品質,我們看零分的基準、滿分的基準,以及相關的實驗結果,對應的這邊就是相關空氣品質一些化學元素的指標測試,這樣的工作我不再重複講,可能大家在買房的時候,我們對一些醛類的指標,苯類的指標是非常敏感的,也是一樣的。

這是相關依據的一些標準。

還有我們在評價車的時候,有的時候整個車是不進行拆解做評價,還有是對它的零部件進行一些拆解和評價,這個工作我在吉利的時候,領著吉利的員工我們對自己的新車和相關的對標車都做了相關的評價,但是一定是新的,因為車如果放了一段時間以後,它的指標會有所降低。

這個是對有害物質一些更詳細的案例,大家看,這邊是列了一些高風險的汽車零部件,這邊是可能會有一些豁免零部件的清單。這個工作大家可能看起來比較枯燥,但是實際上這些零件應該是我們最關心的。

下面有個權重表,這個也是中國汽車技術中心相關的,根據剛才我講的三大項:

第一個健康指標。

第二個環保指標。

第三個節能治保。

第四個是一些相關的加分項,然後做的一個評分表。

對我們來說最關心的是VOC,車內揮發性有機化合物的一些指標,還有相關的有害物質,這個是對於搞材料的人最關心的工作內容。

這個就是剛才我在展示的金字塔形狀評分的加權係數,最後我們是對得分,90%以上是白金牌,80-90是金牌,70-80是銀牌,60-70是銅牌,還有以下,目前不樂觀,就是我們國內一些車沒有參與相關指標的評價。

剛才介紹的比較枯燥的內容是我參與中國汽車中心制定的一些相關評價標準和指標,這個是跟我們每個車企息息相關的,你不想關注也不行,因為指標是強制的。

所以我們剛才在講一個概念,從設計之初,在生產,在整個產品週期的過程,我們對它進行一個全面的評估。所以我們再回憶一下,在設計的時候,是不是有些個過於粗獷的設計?或者一些過量的設計?實際上這個就是頂層設計的設計師,或者是我們在大學的教授應該考慮的一些內容,實際現在大家想一想,我們在設計汽車的時候,這一類設計的東西是非常非常多的。當然作為一個零部件商來說是沒有辦法,因為主機廠要求你擁有這個零件,但是對於主機廠來說我們是對標設計,我們可以理解成抄襲,或者是過多的裝飾。所以我們在以後評價的過程中,也會對過於粗獷的設計和過量的設計進行一些評比。

還有就是在製造的過程中,大家會看到試製的樣件、報廢的次品、裁剪的廢料和加工的廢料,這些也會作為我們評估的指標,製造商都知道,現在非常非常多,我前幾天去鎮江一個廠,他們自己也講在加工的過程中,特別是在儀錶台表皮的製造過程中,廢料是非常非常多,所以也是一個改進的過程吧。

那麼可回收、可利用的材料,非技術材料由於它的技術和成本的原因,目前是用焚燒處理的,而這個一直就是制約著我們回收率非常低的一個主要原因。所以我們關於材料利用的過程中,這個綜合的評估也是非常嚴酷。

但是在這個過程中,我們是從輕量化到清潔能源,到智慧化,以及回收和綠色材料整個過程的迴圈。特別是大家可能看,就是第三個,就是智慧化好像跟能量回收以及材料回收沒有什麼關係,但是實際上關係很大。因為智慧化我們可以更有效的選擇運行的路徑,選擇出行方式,特別選擇一些共用的方式,實際上這個跟綠色出行是相關的。所以現在關於生態汽車的概念是包括智慧化的。

這個我要給大家鼓鼓勁,有人說我不是做汽車的,也不是做AI的,我只是做輕量化的,實際上你是在參與整個智慧化大的過程。特別是我們很多做材料、做結構的,覺得在智慧化的過程中,特別看別的會場都討論的很熱鬧,都在討論AI的事情,實際上我們是在深度的參與,沒有我們這些人做材料,做輕量化的基礎,那些個Smart車也是無法實現的。

做汽車的輕量化設計也好,做汽車生態環保的設計也好,實際上是在最開始的時候頂層設計,剛才曹總在講最頂層設計的時候就已經開始了,而不是在材料應用的時候開始的。所以我在大學裡面做教授,我也會跟我們的博士生、碩士生以及相關的教授在探討,在汽車最原始設計的時候,畫草圖的時候怎樣進行一些生態環保概念的應用?特別是在設計的時候,我們要考慮它加工,考慮使用,以及考慮整個汽車產品生命週期的過程。

坦率地說,我們現在一些汽車行業特別忙於搞新能源的車,我們過分關注於汽車在特別前期的一些個設計和投向市場顧客的第一印象,實際上在北美生活時間長的人比較知道,老外他們更關心汽車使用,產品生命週期全過程的一些維修、維護和一些相關性能。

下面介紹一下,就是汽車這個生態評價標準,因為實際上人們在買車的時候,在有欲望購車的時候,首先可能關心是車內的空氣品質,再就是車的雜訊,然後是尾氣排放,然後是綜合油耗和相關的有害物質,這些因素構成了我們購車時候一些生態環境和指標的一些需求。

那麼中國汽車設計中心根據這些指標參考國外一些相關的法規,做了三大方面的評估,因為我也是參加這個標準的一些發佈和制定,中國汽車的生態評價,這裡面包括三大方面:

第一個,跟健康有關。

第二個,跟節能相關。

第三個,跟環保相關。

如果我們在側重於綠色製造和汽車整個產品生命週期發展指標的時候,我們評估的也是,基本上都是和人所能夠接受的一些相關的身體的感應,然後對環境的一些污染,和對能量的一些消耗相關的這樣一些指標的評價。

具體的來說,在評價的時候,我們要給汽車進行打分,現在這個評價是剛剛開始,所以我們真正的能拿到比較白金牌、金牌、銀牌和銅牌的車輛只占到18%左右,81.91%現在是沒有拿到相關評價的指標。

剛才講了,我們是關注於整個汽車產品生命週期所有過程,關於它的材料,關於它的運行,以及關於後期報廢的全過程,所以這裡大家看到的也是,在生命週期的階段,關於回收的利用,關於汽車使用、汽車生產、原材料選擇,具體指標分類的時候,這個是實現了一個縱坐標,橫向是車內空氣品質、車內雜訊、有害物質、圍棋排放、綜合油耗,還有一些加分項的內容。

具體來說,每一個都對應了一個標準,車內空氣品質我們對應一個國標,很多對應的不是一個標準,而是由多個標準指導的。可能對我們來說更關心的還是車內空氣品質,我們看零分的基準、滿分的基準,以及相關的實驗結果,對應的這邊就是相關空氣品質一些化學元素的指標測試,這樣的工作我不再重複講,可能大家在買房的時候,我們對一些醛類的指標,苯類的指標是非常敏感的,也是一樣的。

這是相關依據的一些標準。

還有我們在評價車的時候,有的時候整個車是不進行拆解做評價,還有是對它的零部件進行一些拆解和評價,這個工作我在吉利的時候,領著吉利的員工我們對自己的新車和相關的對標車都做了相關的評價,但是一定是新的,因為車如果放了一段時間以後,它的指標會有所降低。

這個是對有害物質一些更詳細的案例,大家看,這邊是列了一些高風險的汽車零部件,這邊是可能會有一些豁免零部件的清單。這個工作大家可能看起來比較枯燥,但是實際上這些零件應該是我們最關心的。

下面有個權重表,這個也是中國汽車技術中心相關的,根據剛才我講的三大項:

第一個健康指標。

第二個環保指標。

第三個節能治保。

第四個是一些相關的加分項,然後做的一個評分表。

對我們來說最關心的是VOC,車內揮發性有機化合物的一些指標,還有相關的有害物質,這個是對於搞材料的人最關心的工作內容。

這個就是剛才我在展示的金字塔形狀評分的加權係數,最後我們是對得分,90%以上是白金牌,80-90是金牌,70-80是銀牌,60-70是銅牌,還有以下,目前不樂觀,就是我們國內一些車沒有參與相關指標的評價。

剛才介紹的比較枯燥的內容是我參與中國汽車中心制定的一些相關評價標準和指標,這個是跟我們每個車企息息相關的,你不想關注也不行,因為指標是強制的。

所以我們剛才在講一個概念,從設計之初,在生產,在整個產品週期的過程,我們對它進行一個全面的評估。所以我們再回憶一下,在設計的時候,是不是有些個過於粗獷的設計?或者一些過量的設計?實際上這個就是頂層設計的設計師,或者是我們在大學的教授應該考慮的一些內容,實際現在大家想一想,我們在設計汽車的時候,這一類設計的東西是非常非常多的。當然作為一個零部件商來說是沒有辦法,因為主機廠要求你擁有這個零件,但是對於主機廠來說我們是對標設計,我們可以理解成抄襲,或者是過多的裝飾。所以我們在以後評價的過程中,也會對過於粗獷的設計和過量的設計進行一些評比。

還有就是在製造的過程中,大家會看到試製的樣件、報廢的次品、裁剪的廢料和加工的廢料,這些也會作為我們評估的指標,製造商都知道,現在非常非常多,我前幾天去鎮江一個廠,他們自己也講在加工的過程中,特別是在儀錶台表皮的製造過程中,廢料是非常非常多,所以也是一個改進的過程吧。

那麼可回收、可利用的材料,非技術材料由於它的技術和成本的原因,目前是用焚燒處理的,而這個一直就是制約著我們回收率非常低的一個主要原因。所以我們關於材料利用的過程中,這個綜合的評估也是非常嚴酷。