4月29日,“高性能纤维与汽车轻量化技术创新发展战略研究”项目成果发布会在北京召开。中国工程院环境与轻纺工程学部蒋士成、郁铭芳、姚穆、俞建勇院士,中国工程院二局高中琪局长,国家发改委产业协调司卢卫生副司长,国家工信部消费品司曹学军副司长,科技部高新司曹国英副司长,以及来自中国化学纤维工业协会、中国汽车工程学会、中国汽车工业协会、中国汽车轻量化联盟、中国复合材料学会、中国纺织工业联合会、产业用纺织品协会、中国纺织科学院、国际汽车轻量化绿色科技联盟的相关领导,汽车企业、碳纤维企业、复合材料企业、相关高校研究所专家学者及10多家媒体代表共计80余人参会。蒋士成院士主持会议并向全体参会人员表示衷心的感谢和热烈的欢迎。
高中琪局长首先做会议致辞,他强调,召开“高性能纤维与汽车轻量化技术创新发展战略研究成果发布会”,旨在搭建平台,交流研究成果,充分发挥工程院国家工程科技思想库作用,用科学咨询支撑科学决策,用科学决策推动科学发展。同时他还指出,希望通过成果汇报交流,与会领导、专家和企业代表对工程院的咨询工作多提宝贵意见。
会上,蒋士成院士简要介绍了项目背景及有关工作情况。中国工程院于2015年设立了“高性能纤维与汽车轻量化技术创新发展战略研究”咨询项目,由纺织领域院士牵头,邀请纺织、汽车、复合材料、轻工机械等领域院士共同参与,依托单位东华大学,由纤维材料改性国家重点实验室、民用航空复合材料协同创新中心和上海市轻质结构复合材料重点实验室具体组织实施。项目聚焦国内外高性能纤维及其轻量化技术相关产业科技发展环境和现状以及发展趋势;对我国高性能纤维及其轻量化技术相关产业科技前沿领域进行了深入系统地分析研究,取得了许多新的认识和重要研究成果。项目提出了我国高性能纤维与汽车轻量化发展战略和技术途径、高性能纤维与轻量化产业关键工程技术专项,以及高性能纤维与轻量化产业发展建议,并形成了项目研究报告1份,调研报告15份,提交了院士建议1份。
项目秘书长余木火教授做了项目研究成果汇报,据项目研究成果表明:汽车是我国支柱产业之一,新能源汽车是国家战略新兴产业,计划到2020年新能源汽车达到500万辆,轻量化技术是节能减排、提高电动车续航里程的必由之路。国内外几乎所有汽车企业都开展了碳纤维复合材料汽车或零部件研发,但遇到一系列发展“瓶颈”,涉及方面主要包括:复合材料整车及零部件设计准则、数据库与评价标准;复合材料零部件自动化量产技术与装备;从碳纤维到复合材料汽车整个产业链的合作机制;碳纤维汽车维修、回收及循环利用技术体系;车用低成本碳纤维及其中间体材料产业链;轻量化科技创新体系,科技投入不足;具有汽车学科基础又有材料学科基础学科交叉人才队伍。
高性能纤维是国家战略物资,也是新材料产业的重要内容。但由于终端企业使用碳纤维技术的滞后,企业规模小,抗风险弱,受到国外规模企业的降价打压,开工率低,大部分企业亏损,影响品质稳定和运行成本。针对中国汽车轻量化复合材料产业发展遇到的“瓶颈”问题,项目组对高性能纤维与汽车轻量化产业发展建议提出如下建议:建立若干“高性能纤维与轻量化产业链示范工程”,形成产业链各环节具有合理开工率、连续稳定运行、合理企业利润的完整示范工程;培育行业龙头企业,提高规模效益,参与国际竞争;设立“高性能纤维与轻量化”重点科技专项,加大科技攻关力度;建立我国高性能纤维与轻量化技术科技与人才培养体系和高性能纤维与轻量化国家实验室或国家重点实验室、国家工程实验室、国家知识服务平台;制定我国高性能纤维及其轻量化复合材料产业发展政策,优化产业发展环境。
江苏奥新新能源汽车、北京汽车股份有限公司、中复神鹰碳纤维有限公司以及吉林化纤有限公司等4家企业代表分别针对碳纤维在新能源汽车应用技术、碳纤维在量产车的应用技术、碳纤维高效生产技术、碳纤维原丝规模化生产技术做了重点发言。
江苏奥新新能源汽车有限公司史践总经理:电动汽车轻量化技术应用与发展
我国在轻量化技术方面的研究工作具备了一定的基础,在轻量化材料与结构的力学性能及其成型工艺过程方面,国内高校和科研院所已开展相应研究工作。但我国刚刚摆脱简单的用碳纤维复合材料零部件替代金属材料零部件的设计方式,在开展轻量化电动汽车开发及其相关基础技术研究方面起步较晚。碳纤维复合材料在汽车上的优势体现在其具有优越的电学性能、热学性能、力学性能等,目前几乎没有其他材料与其媲美。奥新汽车轻量化的研究重点在以下几方面:碳纤维车身与铝合金底盘的一体化设计方法,碳纤维复合材料车身结构CAE仿真方法,轻量化纯电动轿车及其关键部件的低成本自动化制造技术,轻量化纯电动轿车试验与评价体系,低成本大丝束碳纤维的制造技术。
北京汽车研究院王旭副院长:碳纤维复合材料汽车轻量化应用开发方案
汽车轻量化的重要意义在于可提升整车动力性能和操控性能,如汽车减重10%,制动距离减少5%,加速时间缩短8%,转向力减少6%,轮胎寿命提高7%,电池能量密度提高9%,油耗下降6%~8%,碳排放下降5%~6%。北汽在碳纤维的应用方面,在全力推进产学研合作,如与东华大学等高校及研究所合作,进行课题研究及专项技术开发,与康得新复材等企业建立战略合作伙伴关系,形成“外覆盖件-结构件”的三步走碳纤维部件开发战略,逐步推进碳纤维复合材料在汽车中的应用。
中复神鹰碳纤维有限公司技术部副部长:干喷湿纺碳纤维高效低成本制备技术
干喷湿纺容易制备高强度碳纤维。碳纤维是脆性材料,它的拉伸强度受控于各类缺陷,表面缺陷对拉伸强度有较大影响。干喷湿纺碳纤维表面光滑、缺陷少,更容易获得高强度。
干喷湿纺碳纤维具有良好的工艺性能。毛丝是工艺性能的重要指标之一,毛丝多,直接影响复合材料的力学性能,使复合材料性能不均,还会影响复合材料制品的外观品质。干喷湿纺碳纤维比表面积小,集束性高,耐磨损,产生的毛丝量少于湿纺碳纤维。
干喷湿纺是实现碳纤维低成本的重要途径。干喷湿纺纺丝喷丝板孔径大,纺丝速度是湿纺4倍多,在同样幅宽的设备上,生产效率高,单位成本可降低10%。
吉林化纤有限公司宋德武董事长:碳纤维原丝项目介绍
碳纤维原丝生产是建立在腈纶生产技术及人造丝的精细管理之上,吉化主要生产1K、3K、6K、12K、24K、48K原丝产品。自2015年至今,已实现生产销售碳纤维3181吨,预计2016年可实现市场化原丝6362吨。吉化的碳谷公司已经初步具备了生产T700碳纤维的条件。吉化下一步将在低成本、大丝束和工业化方向努力,与下游厂家精诚合作,广泛开发24K、48K产品在汽车等市场领域的应用。
与会相关部门领导及行业专家就汽车轻量化碳纤维复合材料的产业发展等问题进行广泛座谈交流。
科技部高新技术发展及产业化司曹国英副司长:碳纤维是实现包括汽车、飞机等轻量化的重要材料,是“十三五”国家战略新兴产业发展规划中的重点发展产业,科技部将会以新的应用项目持续支持碳纤维产业的发展。
工业与信息化部消费品工业司曹学军副司长:高性能纤维、以电力动力为主的新能源汽车的产业是《中国制造2025》十大发展领域的重要方向,建议将项目研究过程中提出的建议转化成可操作、能推进的具体项目落实到位。
国家发改委产业协调司机械装备处吴卫处长:建议以市场需求及未来技术水平为基础的市场为主导,通过国家权威机构的横向合作和产业链间的纵向合作,发挥产业合作的优势,借助国家政策支持进一步促进高性能纤维与汽车轻量化应用取得更大成果。
中国化学纤维工业协会贺燕丽副会长:该项目的立项及取得的成果对新材料与汽车轻量化的有机结合起到了重要的作用。未来,材料、汽车、碳纤维等行业更应注重应用基础的研发,以及碳纤维汽车的维修、回收利用等技术难题的攻关。
会议最后,与会代表对于工程院的咨询工作给予了高度评价和认可,该项研究成果对于政府决策管理、企业创新发展提供了有力的科技支撑。