【第十届全球汽车产业峰会】长春英利汽车副总经理曹渡：低成本车身零部件轻量化设计与工艺趋势分析

4月26日，2018第十届全球汽车产业峰会在北京举办，本次论坛以“创新技术引领产业未来”为主题，会议期间，长春英利汽车工业股份有限公司副总经理曹渡发表了精彩演讲，演讲内容如下：

长春英利汽车工业股份有限公司副总经理 曹渡

各位同行大家下午好！

从这几个方面去说，我们讲到背景呢，就是我们汽车现在首先是轻量化，轻量化绝对不是一个零部件单纯的减重，但是因为我们今天是供应商大会，我们这方面讲的少一点。另外我们有各种各样的新技术，还有新工艺，怎么去平衡？平衡成本还有新技术怎么选用？这也是我们想讨论的。最重要是我们新能源汽车的特点，我觉得行业里面可能在这方面注意的不够，所以我把这个问题提出来，根据新能源汽车的一些特点引起了我们轻量化材料或者工具的变化或者革命。

这个车我们当时研究它的轻量化，为什么拿出来说呢？就是因为这个车确实做的很好，它用的不是高大上的材料，车架减了7公斤，用了铝合金，其他都是用传统的高强钢，超高强钢，它减了530公斤，整个你看到续航里程还提高了将近100公里，售价也没增加，所以这个就是低成本非常成功的案例。因为它确实百公里减了0.3升，发动机也降了，整个结构设计也做的非常好。

简单的说，它是一个顶层的设计，不是一个简单的单个零部件，这减两公斤，那减十公斤这么个事，它从一开始就设想到了要减140公斤，你看它油箱从一开始减了0.8升，所以它是整体的一个减重，我们叫典型的顶层设计的一个正向设计，这个也是我曾经在主机厂主导研究的一个事儿。

所以其实轻量化是可以从设计、材料和工艺三个方面来走的，轻量化我们也在汽车行业讨论超过5年了，已经有了。我借了盖世的材料看一下，2025年美国的塑料和工程塑料是大幅度的，还有铝合金要大幅度提升的。我也借助了，这是前年我去欧洲，2015年吧，2015年我去欧洲学习轻量化的时候给我们的一个材料，刚好是2015年的，刚刚那个是2025年，这个是2035年，德国政府已经对2035年这个材料的一个预期，这是德国政府正式跟工业4.0一起发布的，就在2015年发布的，当时我们就拿到这个材料。

大家可以看到，在现在普通钢和高强钢用的比较多，2035年，德国政府委托的咨询公司预见将来是各种材料平分秋色，至少这是一个方向吧，我们可以说，这个是很有意思的一个趋势。因为我这个汇报材料主要是讨论趋势，现在的轻量化是两个大极端，一个就是以特斯拉，还有很多的全铝的材料，向福特150做的比较成功，减了300公斤，成本增加了1500美金，但这个就是跟田总一样讲的，因为它也是个拉货的，但是它仍然卖的很好，这是在美国卖的最好的车，都是一百多万辆。这里面注意到它的成本就是一公斤30块钱，这也是一个很成功的案例，用了铝合金。

还有一个极端就是复合材料，用碳纤维，等会我们有恒瑞的专家来讲，就是讲碳纤维的应用。其实我在行业里面前几年也是一直主导复材就是碳纤维的应用，这是宝马X3的典型案例。用的复材最多的就是i8，2014年上市的，更高大上的车，它也用了很多铝合金的材料。但是最成功的车是BMW7，为什么成功？是因为它是低成本，做的最成功，也2015年获得了欧洲车展的最高奖，现在也没人超过它？为什么？就是因为它把多种材料组合，你看它的超强钢用的也是最高的。其实它碳纤维用了多少呢？它的碳纤维只用了3%，但是它的宣传口号，它的亮点就是这个CARBO CORE，怎么用的呢？就是把合适的材料用在了合适的地方，它成本就不增加，能够批量化生产。我觉得这是一个方向，也是我们中国市场中低成本车发展的方向，就是要往这方面学习。

所以今后我们预见到在3、4年前我们就在讲，今后的发展方向一定是多种材料的集成应用，就是把合适的材料应用在合适的地方，这也是我们轻量化的一个定义，也是我们轻量化的一个方向和定义，是这么定义的，合适的材料用在合适的地方，我们再加一个最低成本的材料，这就是我们将来的发展方向。从复合材料，纯钢材的及大家一起结合，就能做到像宝马7这样的典型案例。我觉得这是我们重点的发展方向。

必然涉及到成本问题，其实我们中国汽车工业在做轻量化的时候，还是在那边，就是刚才像田总讲的卡车这些，都是减成本的，可以这样说。但是做到现在，我们已经超过A点了，超过A点以后成本是要增加的，这个很多主机厂的领导不能理解，他以为轻量化一定是减成本，不是的，轻量化会有成本的代价，可是我们的轻量化应该就做到这一段，低端车往这边做，高端车往这边做，这样的话才符合我们所谓的成本跟轻量化的模型，才符合这个模型。再高端的车，像碳纤维这些用户，我们就可以往这边做，那成本就比较高的。我觉得这个模型是能够说明问题的。

同时德国奥迪的成本模型我们也看到，它是跟里程有关系的，就是你越长节油越高，轻量化的成本相对越低，也跟燃油的价格还有能耗是有关系的，这些都是我们在做轻量化设计的时候，应该考虑的一些因素。

所以从3、4年前，其实2014年的时候李俊（音）博士就讲了，节能的代价，他是统计出来的，在2014年的时候统计的，A级车节省0.1升油是要便宜230块钱，这230块钱可以做轻量化，节能还有别的办法，我们可以做动力节能，也可以做电子电器节能。那用在哪些地方呢？需要主机厂去各方面平衡。

除了这些以外，我们知道材料的节约，还有油耗的节约，我们这些钱都是可以对冲或者补充在轻量化成本上的。更何况轻量化我们还有一些性能提升，这个性能提升其实就不是其他的，比方说电子电器就达不到这个效果，甚至连动力总成的提升也是很难的，而我们轻量化能够做到这样一个提升。

这样的话，因为我们都是供应商，我们主要是讲一些低成本的，这个前面我们已经讲到，热成型、热辊压能够大幅度提升材料运用率，这也不是什么新技术了，我只是讲低成本的技术。还有刚才张小强张总讲到的，当时我在长安的时候，负责要做这个，全中国到处找没找到，能够高压铸铝，能够做到厚壁3.0的，就是没找到张小强，搞的我不得不放弃，这也是很可悲的事情，现在也有了。但是真的做到这样的中国可能也不到两三个。

更节约成本的，其实还有，就是这个LFT-D技术，我为什么这样说？如果这个材料是10块钱，SMC是15、16块，LFT-D大概17、18块，因为用这个工艺它的成本大幅降低，这个工艺是可以推崇的，因为它的成本非常的低，当然设计上也需要技巧。这也是我在研究的一些内容。

还有一个很有意思的工艺，就是PHC工艺，大家知道，现在这个工艺是用在了新箱地板（音），后面我会讲到。还有RIM，这个也是现在慢慢开始，为什么呢？等会讲到新能源车的时候，我会讲到这些工艺的一些应用。我提这些东西是因为新能源车的特点会带来工艺和材料的改变，这是行业发展的一个趋势，这也是近几年来，从欧洲来带头做的一个复合材料的工艺，像这些都是非常好的工艺技术，在后面会讲到应用。

还有这个，这都是一些新的技术应用，也是应运而生，我们等会马上说到，这些技术的对比不说了，因为这个也是从恒瑞那拿来的，等会他会讲到。

这个就是我想给大家表白的一个重点，第一个变化，就是由于新能源车，大家知道新能源车现在公司特别多，然后就是市场的变化，市场什么变化呢？市场的个性化，今天上午讲到的个性化设计等等。将来的第一个趋势，新能源车的第一个趋势是什么呢？就是你的产量不会再像一个月上万台，长城一个月5、6万台，这种估计不会有了。包括大众最近报的纯电动车，全生命周期的产量大概也就7万辆，那7万辆全生命周期，你想分到每年可能就是2万辆，所以这是一个趋势。

这个趋势带来什么变化？我们传统的一些工艺，我们叫四大工艺，主要是冲压工艺，它最大的特点就是效率高，效率高的特点就是高产量，大规模批量化生产，但是这个市场的变化，不出两三年，如果新能源车越来越上的时候，它全生命周期的产量会大幅度降低，这种情况下它的工艺可能就会改变。比如模压工艺，可能就会被取代，因为它是要平衡的。我们20多年前在美国，当时是说3万辆以上我们就考虑冲压，3万辆以下我们就要考虑注塑，2万辆以下就考虑模压，这个都是根据成本曲线来的，当你的量到一定的时候。所以这是第一个趋势，我们看到现在的量大概也到不了1万辆，1万辆是最好的了。

第二个特点，这就是主机厂的问题了。最大的特点是什么呢？因为我们传统车一定要避频，否则会有震动，开到某个时速段的时候，它会抖，这就是共振，就是你汽车的某个零件、某个部分跟这个发动机的频率耦合了，这个发动机的频率是多少呢？是22-26，而这个频率刚刚好是我们设计的一个频率，所以我们用金属的原因是我们把钢度做的很高，避开这个频率，所以就会减振。很多主机厂在这个方面没有注意，他们给我们供应商的性能安全，仍然是按照传统车给我们的，甚至把金属件性能测一测给我们，这样就造成我们的成本和轻量化很难做。所以这也是一个我们要考虑的问题。

你看复合材料用在了波音7-7，它的MH声音减掉了60%，这个都是它的阻尼效果。我们往往只会提升钢度，我们从来没有想过，或者我们是避频，我们在设计的时候，站在主机厂的角度是这样的，从来没有考虑提高阻尼比。其实很多新能源公司它敢想敢干，就是撞上了这个优点，但是他没有算，我们传统主机厂为什么慢？我们考虑的太多，我们总是考虑它的钢度不够，模态不够，所以会影响到它整车的性能，刚做不懂的他就没事，他就是撞到了这些特点，他也没事。但是我们也要知道这个特点。

长安公司特别跑到我那里，他们讲到这个电池，现在大家知道一公斤电池就跑一公里，这种电池每公斤跑一公里，你给我减减看，那玩意不减真的很难发展。但是他告诉我说，我们轻量化至少能够对冲电池，因为电池一公斤跑一公里，我们如果能够减一公斤，他能够多跑一公里，这就叫对冲，成本对冲。所以新能源车对轻量化的要求更高，新能源车愿意付出的成本，单位轻量化每公斤减重的成本可能会要高一些。

这就是鉴于刚才那四个特点，我们看到宝马i3，奔驰smart全是塑料的。像这些塑料的车顶，都是用的喷涂那个工艺做的，为什么？是因为它的模态不要求那么高，钢度也不要求那么高，所以它才会有一些复合材料生存的余地。

这个更有意思了，这是纸做的，发动机罩盖，因为温度降低了我们就可以用纸做了，这是重量减轻30%，成本还减轻20%多。你看我们说LFT-D工艺，我们可以用铝合金，可以用钢板，各自的优缺点都在这儿，是一目了然的。      

同样的，像这样的新工艺，能够以塑代钢，将来能够做到很多的轻量化的方案。同样像CKB8-10公斤，在我们传统乘用车里面是有很多方案的。当我们的模态不要那么高的时候，我们就有了很多的机会，这个是宝马做的那个M3、M4的跑车的，这个大家都知道的，就是有了机会，因为还是刚才我说的那几个特点。

总之，我们说新能源车的一个特点，就是它会有一些新的特点，新的特点会带来今后的3-5年就是材料科学的革命，工艺和材料科学的革命，革谁的命？革四大工艺的命。这样的话，同样给我们主机厂和我们供应商带来新的挑战，因为我们不太懂得设计，主机厂不懂得我们材料的特性，这就需要我们大家联合起来一起来做，我们也不知道主机厂需要什么？这个就是对我们的挑战。但是商机就是，这些新能源车的特点会给我们带来新材料、新工艺这些相关工业的一个大力的发展，希望我们能够很好的去洞察这个汽车工业，也能够赶上这个材料科学和工艺科学的变化，及时的跟进和创新，利用我们供应商自身优势，来与市场共同发展。谢谢大家！

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