圓桌對話：汽車新材料的機遇和挑戰

文 / 本刊記者 鄭雪芹

隨著汽車產業的發展和科學技術的進步，車用材料的新種類越來越多，在研發與應用的過程中，既面臨著關鍵技術的突破，又要尋求量產成本的降低?？梢哉f，在中國汽車高質量發展背景下，汽車新材料的機遇和挑戰并存。

各種新型材料的出現，能給汽車產業帶來哪些機遇和挑戰呢？10月15日-16日，由中國汽車工業協會、重慶兩江新區管理委員會聯合主辦的“2021中國汽車供應鏈大會”在重慶舉辦，其中在10月16日上午的主題論壇“汽車材料新動態”上，設置了高端對話交流環節，邀請到了多位業內人士對上述問題進行了現場研討。

如何解決鎂合金材料的技術難點

上海交通大學研究員、輕合金精密成型國家工程研究中心副主任蔣海燕對其所研究的領域——鎂合金材料的發展前景信心十足，他認為一旦解決了加工成本問題，大規模應用指日可待。

鎂合金的密度是1.8g/cm3，是一種輕量化效果十分明顯的材料，但鎂合金容易氧化、燃燒，活性比較大。由于在機械加工和熔煉時可能會燃燒，所以鎂合金的加工成本比較高。容易氧化是鎂合金的特性，我們要順性而為，那么像鎂合金容易氧化燃燒的問題怎么解決呢？

蔣海燕所在研究團隊考慮了幾個解決方案。一個方法是給它穿衣服，保護起來，包括微弧氧化、電鍍、噴漆等。第二個方法是不給它穿衣服，而是從本體上增強，他們借鑒了不銹鋼的理念。不銹鋼的原材料——鐵也是容易生銹和氧化的，通過添加其他元素而變成了不銹鋼。所以“不銹鎂”的研發也可以借鑒這種思路。

東華大學教授、纖維材料改性國家重點實驗室副主任余木火也提出一種思路，鎂合金有沒有可能跟其他材料，如復合材料等混雜在一起，從而解決技術難點呢？

盡管當前困難重重，但蔣海燕始終堅定地認為，鎂合金材料的前景是光明的，只是道路曲折，需要多方努力與合作才能使其大有作為。

特種塑料如何在汽車行業大規模應用

東華大學教授、民用航空復合材料協同創新中心主任陳春海長期致力于熱塑性復合材料的研究，這種新材料又面臨著哪些挑戰與機遇呢？

陳春海就其研究方向——特種工程塑料在汽車行業的應用進行了分析，他認為特種塑料一定是一個大機遇。熱塑性材料跟熱固性材料相比有很多優勢，熱固性材料在連接上必須有一些鉚接和膠結，而熱塑性的很多材料，可以借助于激光焊、摩擦焊等解決連接的問題，制造過程中可以整體制造，這也是熱塑性材料的優點。

從“雙碳”的角度來說，熱塑性材料還可以再回收，沒有化學過程，是物理過程。回收之后還可以注塑，可以充分進行再利用。

目前像金發科技做的很多長纖維、玻纖維的塑料改性材料，從強度、鋼度和變形量方面已經和金屬差不多了。它們相互替代，相互融合，這也是新材料的整體發展趨勢。

但塑料最大的一個問題是不導熱，在很多導熱的情況下需要結合改性。另外塑料雖然有很好的韌性，但是在剛性方面又不如金屬，沖擊性和補償性非常高。這些都增加了加工制造的成本。

陳春海認為，熱塑性材料能否在汽車行業得到大規模應用，還要取決于材料本身的成本和加工成本。

內飾材料的發展方向除了環保還有什么

上汽集團股份有限公司乘用車分公司系統經理尹建偉基于汽車內飾材料的研發經驗和實踐，分享了內飾材料的發展方向和思考。

尹建偉介紹，內飾材料不外乎幾種，用量最多的是塑料材料；第二就是一些織物和皮革材料；第三是裝飾類材料。目前的大趨勢是高感知方向。

高感知材料和智能化是相關的，包括透光材料或透波材料，還有織物皮革材料，它能夠和智能化互相聯系起來，這也是未來的一個機遇或方向。但目前國內的供應商還沒有辦法去攻克這些技術難點，主要依賴于進口，這是一個非常大的挑戰。

此外，在環保方面，汽車內飾材料通常的環保理念是講究低氣味、低VOC，疫情來了之后，大家開始關注細菌或者病毒，所以上汽也開發了抗菌方向盤，后面的車型可能會有運用。還有頂棚的面料、空調系統里面的濾芯，也是抗病毒、抗菌的。未來環保的方向不僅僅是VOC，還包括對人體健康的關注方向，這也是未來發展的一個機遇。

太陽能行業迎來發展機遇期

天合光能股份有限公司車用業務負責人高曉燕認為，在“雙碳”政策的要求下，對太陽能行業是非常大的機遇。天合光能除了做光伏電站和BIPV業務外，也在做光伏跟車輛結合的業務。光伏車頂取代原有車頂的同時不僅節能，還產能。因此在降低碳排放問題上，作用是非常明顯的。

車頂面積雖然很小，但仍然能讓有限的面積產生巨大的效能，為新能源汽車源源不斷地提供能源。在性能上由于它在不斷地發電，就能不斷給電池充電，可以有效地減少動力電池滿充滿放次數，從而有效延長動力電池的使用壽命。同時，太陽能車頂在不斷發電的過程中，多發出來的電相當于給動力電池進行了一次零體積、零成本的擴容，既利于經濟性，也提升了動力性能。

除了車頂上的應用，也考慮車身其他結構上是不是有更多的應用來增加光伏的使用面積。從材料上來看，目前光伏車頂使用的是玻璃，以后是不是可以做輕量化的改進，用輕量化的材料來取代玻璃的應用，以便更好地減輕車身的重量，延長續航里程。

新能源汽車材料的角色和發展方向

我國“雙碳”目標的提出，對化解全球氣候危機、增強我國在全球治理中的話語權、促進國內產業轉型升級具有重要意義，體現了大國的責任和擔當。汽車產業“雙碳”目標的達成對于推動上下游產業鏈綠色低碳轉型，實現我國“碳中和”具有重要意義。目前國家宏觀層面對汽車行業提出了相關要求，汽車材料如何減碳助力“碳中和”，對供應鏈提出了很大的挑戰。

東風汽車集團有限公司技術中心質量驗證中心非金屬材料室室經理熊芬以東風汽車的實踐為例，介紹了在“雙碳”背景下新能源汽車材料扮演的角色及其發展方向。東風汽車以BEV、PHEV、FCV多元化技術路線應對市場需求，建立了汽車“三電”系統的研發及產業化體系。首先在“三電”領域圍繞產品的隔熱、導熱、阻燃、輕量化、密封等方面重點研發材料屬性，開發屬于產品性能特有的材料，并且解決材料相關的關鍵技術性能。其次在燃料電池領域完全自主掌握電堆催化劑、膜電極、雙極板等關鍵核心技術。這需要整車產業鏈同心協力來攻克難題。

供應鏈企業如何樹立“材料自信”

金發科技股份有限公司汽車材料全球創新中心主任周英輝認為，材料供應鏈安全更多依賴于材料國產化，做材料的企業應該有“材料自信”，而對材料自信鑒于我們自身能力的搭建和提升。尤其是一些細分領域，比如涂料、粘接劑等，在國產化方面還有相當大的空間。

周英輝呼吁行業要科學、理性、全面、長久地發展，不能靠資本的推動一窩蜂全上。如降解材料，很多企業產能上了，但是銷售成了問題，因為下游現在還拉動不起來。還有整車拆解行業，國家政策制定要盡快提上日程來細化行業解決方案。第三是電池的生產、回收、再利用，怎么實現有序可控的產業鏈狀態，也需要我們行業或行業從業人員做大量的工作。