汽车制造技术和材料面临重大创新

2021-06-04 08:32

世界汽车产业面临百年未遇之大变局，电动化、智能化、网联化、共享化引起了全行业的热切关注。其实，汽车制造技术和材料也面临着重大的创新和改变。

蔚来的ES8、ES6等车型采用全铝车身，是中国品牌汽车第一次将全铝车身用于量产车型，将中国汽车产业的铝车身技术至少提前了五年。而特斯拉采取大型整体式压铸技术制造铝合金前后底盘，也是开一代新技术之先河，必将在世界范围内对汽车的制造技术与材料产生深远影响。

使用化石能源的内燃机为代表的传统动力技术，已有100多年历史，现在正在逐渐被电动技术所取代。而以钢铁为主要材料，以冲压、焊接、油漆为主要制造技术的汽车车身技术，也有100多年历史，也面临着重大创新。

汽车是人类最重大的发明创造之一，汽车的使用改变了人们的生活方式，甚至改变了社会的形态。而汽车产业则为人类社会创造了巨大的财富，并且带动了多项科学技术发展。汽车是改变世界的机器。但是汽车产业的发展和汽车产品的使用也有副作用，这就是消耗大量的石油与天然气资源，排放出大量的有害气体和温室气体。同时也消耗大量的钢铁、有色金属和橡胶等资源。

用电动汽车代替传统能源汽车，可以从根本上消除汽车排放有害气体和温室气体的弊病，还可以将人类社会带入储能时代，更好地利用风能、光能等碎片化能源。而智能、网联等新技术的应用，可以提高汽车产品的安全性、提高交通运输效率和节约能源，还可以将人们的交通过程与办公、娱乐、交流相融合， 提高生活体验。共享汽车的使用，可以使人们的交通方式多元化，并且更方便，也可以在一定程度上遏制汽车产品数量的过度增长。但是，已有这些还不够。为了人类社会的可持续发展，我们还需要解决汽车产品消耗材料资源过多的问题。现在全世界有70亿人口，其中，发达国家10亿人口已经能够比较充分地使用汽车产品，中国和印度的25亿人口也已经开始逐步增加汽车产品的使用， 全世界还有近一半的人没有真正使用汽车。如果在全世界普及汽车，其资源消耗将是现在的数倍。因此我们必须在汽车制造技术和材料方面实现重大创新，以大幅减少汽车在全世界普及所需要的材料消耗。

这是有可能的。以消耗材料资源最多的乘用车车身为例，目前通行的以薄钢板为主要材料，以点焊的点连接为主要制造方式，并不是最佳解决方案。 制造乘用车车身，最重要的指标是要达到比较高的刚度，如果以线连接代替点连接，以整体铸锻方式代替钢板拼接，以铝、镁、碳纤维以及复合材料等轻质材料代替钢铁材料，都可以在实现同样刚度的前提下，大幅减少材料的使用和对资源的消耗。 蔚来和特斯拉为我们开了一个好头，但努力方向绝不仅限于车身和底盘件，铝合金材料也不是终极目标。热成型高强钢、激光车身焊接、碳纤维材料和复合材料的应用，都是重要的方向。100多年来，人类社会的制造技术和对材料的认识方面也有了巨大的进步，我们具备了在汽车制造技术和材料方面进行重大创新的条件。诚心希望全行业在关注电动技术、智能技术、网联技术的同时，也能重视汽车制造技术和材料的重大创新。

在汽车制造技术和材料方面实施重大创新，最大的障碍应该是成本问题。这需要拓宽思路。一是要算总账。提高性能、降低自重、减少油耗都要算；二是要算长期账，如果一项新技术在大批量普及以后，成本能够覆盖，就应该尽快采用；三是要算广告效应。如果宣传得当，制造技术和材料的重大创新也可以起到明显提高品牌价值的作用。蔚来品牌使用全铝车身就是个很好的例证。从这个角度看，笔者也赞成在一些品牌溢价能力不强的车型上，不勉强使用新的制造技术和新材料。

最近，在网上看到一段介绍特斯拉整体铸造铝底盘的视频，总体讲的不错。但是对于其中大型压铸机和新型铝合金材料，讲难度很大，笔者认为并不准确。其技术难度应该远远小于动力电池、燃料电池和智能网联技术。特斯拉能够做到的，其他汽车企业很快也能做到。