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中国汽车轻量化的推进机制创新引领技术进步王志文，张宁（中国汽车工程学会，汽车轻量化技术创新战略联盟）摘要：中国已成为全球最大的汽车市场，在2010年，汽车产销量实现了新的单年世界记录。在成为世界汽车力量的过程中，低碳，节能环保方面成为我国汽车产业所面对重要问题同时汽车轻量化技术就是一重要的节能技术。为了推进中国汽车轻量化技术，整车轻量化技术创新战略联盟的成立，其已在轻量化领域取得了共同技术开发，轻量化技术集成应用和共同建设技术平台的成就。关键词：汽车;轻量化;技术创新;联盟1汽车力量需要蓬勃发展的汽车产业合作和创新近年来，中国汽车行业的发展保持着迅速而稳健。在上世纪九十年代，汽车产量在10年里增加了1亿多辆。进入新世纪，生产和销售平均分别以超过20％的速度稳步上升。10年之内生产增加了1600万。2010年，中国汽车产销售取得了1800万的突破，这是世界单年汽车生产和销售的最高记录。中国已连续第二次成为世界最大的汽车生产国。持续和快速增长的汽车产业促进了汽车数量快速增加，数量高达9000万台。中国已经进入了汽车社会。研究发现比较研究各种汽车市场，人均GDP之间的关系，以及相应的收入和汽车覆盖面是很有价值的。鉴于汽车覆盖表征指标基于每1000人汽车保有量，中国每1000人的机动车保有仅是58台，其差距离发达的欧美国家还比较大。随着国民经济的持续稳定增长，中国的汽车产销量将在未来几年继续增加。据预测我们国家的汽车产量将超过25,000,000辆。如图1所示。图11992年至2010年中国的汽车销售量和增长速度由于中国已经成为世界上主要的汽车生产力量，如何走向汽车强国已经成为重要议题。汽车工业能力的最重要标志是要掌握关键技术和增强自身发展。目前，我们的汽车工业的许多技术，如汽车电子和自动变速器，主要掌握在国外独资或合资企业手中。一般关键技术的缺失已成为我国汽车产业发展的瓶颈。在2007年，一个由中国汽车工程协会和国内主要汽车生产企业主办的名叫“汽车产品开发能力”的研究。结果表明：制造、学习和研究的资源的合作在所有影响我国自主车辆企业产品发展的因素中处于最糟糕的位置。为了缓解这种状况，新机制亟待建立，从而促进了制造、学习以及研究相结合，使我们自主汽车企业的发展达到一个新的水平。2不只是最重要的全球汽车开发技术，而且是实现低碳节能的重要手段随着汽车保有量的不断上升，节能降耗的压力，绿色环保及交通堵塞也随着提高。鉴于汽车的能源消耗，国家编译发展和改革委员会的“中国汽车工业和对策的长期发展趋势”表明我们周期平均耗油量为2.5吨，2005年，而日本为1吨欧洲为1.5吨一样期。中国和欧洲之间的石油消费总体平均差距60％以上。中国政府已经采取了多种措施。乘用车和轻型商用车的燃料消费限额强制性国家标准自2004年以来已发布实施，即GB19578-2004“乘用车燃料消耗量限值”和GB20997-2007“轻型商用车辆燃料消耗量限值”，其中，乘用车辆的第二阶段燃油消耗限额已经自2009年以来实施。一个强制性的国家标准“车用燃料消耗评价指标”也将很快出台。同时中型和商用车的燃料消耗量限值标准也正在制定。更重要的是，中华人民共和国工信部已经实施了“汽车燃料消耗量标识”和“轻型汽车燃料消耗量通告”，而网络查询系统也已经设置好了。多项政策也了投入实施，覆盖了燃油税，1.6升及以下小排量乘用车车辆购置税减征，1.6升及以下乘用车节能补贴，汽车报废和更新补贴，私人购买纯电动或者插电式混合动力乘用车的试点补贴。上述标准和政策在推动汽车节能减排方面发挥了重要作用。通过各种政策法规的引领，中国能源节约已经达到卓越成绩，但依然存在许多挑战。数据显示在2009年，单辆乘用车的平均燃油消耗量是7.68L/百公里，CO2平均排放量为181.51克/公里，平均整备质量1238千克。2008年，与欧盟相比，平均单辆乘用车的油耗和二氧化碳排放量都要低15.4％，与日本相比要低14.0％。就如其所言，整体平均差距大于20％。国家科技提出了在2015年我们的二氧化碳排放量将被控制在161克/公里以内。从技术角度来看，有多种方法来保持汽车节能和低碳，包括先进的发动机技术、先进的传输技术、柴油机技术的提升和汽车轻量化技术，除此以为还有可供选择的能源。无论是对传统的能源汽车或是新能源汽车，汽车轻量化技术都是节能减排的基础技术。特别是，发展电动汽车作为新能源汽车发展主题的背景下，轻量化在我们的汽车产业有很大的意义，尤其是对于我们自己品牌的汽车行业。减少汽车的质量是减少燃油消耗和排放最有效的措施之一。世界铝业协会的报告指出，每辆车质量减少10％可以降低6％到8％的燃料消耗，并可以降低4％排放。世界汽车产业中的发达国家，相当数量的人力和财力都投入到了轻质材料和应用材料。有些项目，比如美国新一代汽车的合作伙伴计划和欧盟的框架，也显示对轻量化技术的关注。在美国，无论克林顿政府操纵的PNGV还是由布什实施管理的自由汽车和燃料伙伴关系计划，汽车轻量化始终是关键技术之一。欧盟被称为FP5的第五框架计划项目中有大量的新材料研究和发展。该项目包括新材料的开发，制造技术，材料回收和综合应用。以“超轻型车”作为一个例子，该项目计划在4年内完成，以实现突破性材料技术的车身结构应用于低成本的轻量化汽车。目的是降低汽车30％的质量。总投资该项目为€19,200,000，其中，欧盟的资助为€10,500,000。目前，中国的自主品牌汽车质量比发达国家的重8％-10％。但对应相同质量下的安全级比外国的低2或3级。在我国节能与新能源发展中，尤其是电动车的发展（纯电动，混合动力和燃料电池汽车），轻量化问题也尤其显著。3研究与实践汽车轻量化技术创新战略联盟汽车轻量化技术是一种集成的系统工程，一种跨学科和跨行业的系统工程，涵盖了轻量化设计技术，轻质材料技术轻量化制造技术。而制造，学习，研究的合作对掌握汽车轻量化技术和提高的轻量化程度十分重要。截至2007年底，中华人民共和国科学技术部的指导下，由中国汽车工程协会主导的，“轻型汽车技术创新战略联盟”由中国第一汽车集团公司，东风汽车公司，浙江吉利控股集团有限公司，重庆长安汽车股份有限公司，奇瑞汽车股份公司，宝山钢铁股份有限公司，西南铝业集团，中国汽车工程研究所，吉林大学，哈尔滨工业大学以及中国东部科学技术大学建立。它旨在打破通用技术瓶颈制约发展我国汽车轻量化技术，以改善汽车产品的自主发展能力和竞争力。从建立联盟已经有三年时间。它致力于促进我国汽车轻量化技术工艺并使探索机制、系统和管理的创新。3.1围绕产业链的技术创新链构建由于汽车轻量化的产业链很长，涵盖冶金，材料，设计，加工，测试和循环利用，建设围绕产业链的创新链是突破汽车轻量化的关键技术。即可以有效协调产品设计、生产、零件制造和性能测试。它不仅能实现轻量化还能满足安全的产品性能和成本控制要求。3.2机制创新，共赢成果运行基于着眼现实与未来、效率改善和协调发展的立足点的机制创新，这将企业视为主体并且结合了联盟和企业的产品开发计划的研究目标，以建立分工合作，成果共享和风险的机制，实现共同繁荣和参与者在所有范围共赢。成果创新是建立一个新的转换模式，建立共同的技术平台，在最大程度上提高明显的成果，实现成果共享和转移的最大化，促进汽车行业及相关行业的发展。3.3完善的组织体系和坚实的基础该联盟成立了一个委员会，该委员会和秘书处负责方向，技术研究和业务方向。该联盟委员会是最高的决策机构，负责联盟的运行和重大问题的确定。该委员会是咨询机构，负责技术发展。秘书处负责日常的运作。此外，专项服务实施的建立，它是由研究院（技术中心）院长（主任）和保证有效实施解析度。作为联盟的组成，除了12名成员以外，还有一些拥有轻量化优势，并且愿意做出贡献以实现联盟目标的合作伙伴。他们也是联盟的重要组成部分。成员和伙伴相结合并且都是联盟运作的重要组成。3.4不拘一格，开展各种技术合作本联盟各单位发挥自身的技术优势和开展了大量的合作。哈尔滨工业大学与一汽集团公司合作完成了“A501副车架液压成形平台”的产品开发、样车的测试和技术开发，集成的成品在2010年完成。这是我们的自主品牌轿车第一次完成对液压成型产品的开发，并且对未来应用有着重要意义。一汽集团，奇瑞汽车公司和宝山钢铁公司联合开发了激光门板连接，设计捕捉和发展了部件拼焊、形成仿真、以及模具和工艺设计。中国汽车工程研究院联合一汽集团和吉利集团发展聚烯烃材料关键技术以用于汽车，从而扩大对汽车上的聚烯烃的应用。奔腾和熊猫的保险杠被分别选为应用部分。中国汽车工程研究所，华东理工大学和东风汽车公司协调开发了高性能轿车半固态铝合金车轮。西南铝业集团，奇瑞汽车公司和重庆长安汽车股份公司的汽车铝材也取得了长足的发展。此外，中国汽车工程研究院和联盟对200多辆车的碰撞工作的基准测量和数据库的建设也已经完成。部分汽车的基准测量包括了所有的汽车零部件的详细数据尺寸、应用的材料、性能以及技术。3.5创新成果轻量化技术的突破和综合应用实施在5种目标车辆的基础上。一汽集团的一款汽车的车身强度达到3H，高强度钢的应用比例更是高达47％;有车身有16个部分是采用激光拼焊板体技术。实车碰撞达到NCAP四星级标准。浙江吉利控股汽车集团的一款汽车，轻巧的设计已经融入在产品开发过程。高强度钢的应用超过54％，车身的质量的减少达到了8％，实车碰撞测试达到NCAP五星标准，并且汽车整体的噪音降至2分贝。谈到奇瑞汽车有限公司的一款车型，高强度材料的应用已经达到了45％。大量的镁合金，非金属材料，激光焊接和热成形技术应用其上。作为用于商业应用，东风汽车拖拉机公司的拖拉机原重是12800公斤，通过综合应用轻量化技术取得了重量减轻1400千克。该联盟专注于轻量级数据库以及通用技术平台的技术规范。作为数据库，该联盟的整车企业与中国汽车工程研究院合作开展拆卸和测量一些基准汽车。已经完成了拆卸和分析9种类型33款汽车，积累了250GB以上的数据。汽车材料的技术规范是由联盟委托中国汽车工程学会汽车材料分会编制。在材料分会的精心组织下，联盟已经开始了覆盖汽车用钢、结构钢、非调质钢、弹簧钢和试验方法等，总项多达33种条目的5种技术规格的制定。有总计超过33个汽车企业、钢铁企业、大专院校和科研机构加入合作。此外，我国政府对汽车轻量化技术给予了高度的关注和支持并给许多汽车轻量化材料开发项目财政支助。自汽车轻量化技术创新战略联盟成立以来，国家科技部，财政部等六部委给了联盟很大的支持。具体而言，该联盟被列为国家首批试点名单以及“汽车关键轻量化技术的发展和整车集成”项目已被列为国家“十二五”的技术支持项目，近9700万国家资金被分配到项目上。该项目计划在三年掌握汽车轻量化关键技术并且实现车辆重量减轻5％-8％，从而促进汽车轻量化关键技术的突破和工业应用。4展望未来在轻量化联盟成员的共同努力下，整车企业的轻量化开发能力已显著提高。轻量化内容的理解更加深刻。而轻量化工作也已经被政府高度认可。未来，相关部委的指导下，国家科技项目的支持下，汽车轻量化联盟将提升组织体系和运行机制，进一步讨论关于建立联盟基础上的国家重点实验室，提升合作效率和联盟的水平，促进共同技术平台的建设，不断提高其能力和服务水平，以便贡献于提高中国汽车产业的国际竞争力。