中航复材副总经理李宏运:航空轻量化经验如何推广到电动车上?

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在近期的电动汽车行业会上,中航复材副总经理李宏运发表了演讲,以下是其演讲原文:

李宏运:我的报告是关于复合材料客车轻量化的,非常凑巧,这可能是刚才张蒙阳老总的具体版,他刚才讲到的图正好是我报告的第一张。

刚才说了,今年9月份美国Proterra公司创了世界记录,一次充电行驶1700公里,核心技术是什么?就是复合材料的轻量化。这上面写的660,我们为什么装不了600KWh?因为我们的线是拐弯的,不是平的,那这条线怎么拉值呢?为什么越往上走越平呢?因为往上走重量越大,如果把整车重量拉下来公交车又变成弯的了,这就是轻量化带来的作用,如果拉成线性的就可以装。轻量化装了660度电可以跑1700公里,这对我们来讲,有一些问题认识到了,但没有反思,没有改变,这对我们的启示也是非常大。

其实Proterra他们做这个事情大概是2012-2013年开始做的。,原来我们中航复材是做航空的,做材料的设计、认证的,前大概30年的经验能不能推广到新能源车和其他交通上?像高铁的领域。我们2011年做复合材料在轻量化车型上的应用,我们找了很多合作伙伴,也做了一个公司。我们这个大巴整车总量在8.5吨,别的车在12吨、13吨,我们的重量有非常大的下降,下降以后我们大概是180度电,省了100多度电,这个续航里程可达到420公里,这个也相当大。现在完成了1万公里路试,5000公里还在可靠性路试,在工信部也得到了公示。

我们重新做设计和开发,因为金属的设计方法都是不一样的,要做完整的强度计算,要做很多分析,各种情况都要分析清楚,是否能满足要求,当然强度校核也有设计准则,我们在这个过程中花了很多力气确定车的设计、强度,我们和国外进行交流,查了资料,和厂家确定了设计准则。另外我们还做整车的制造和装备,制造和装备也是需要重新设计的,整个过程中提出了标准的规范,车身也取得了3C认证。

实际在这个过程中解决了几个关键问题:1.材料,复合材料有很多种,如何能在复杂的材料中选择系统;2.高效;3.装备技术。大概主要做这几方面的工作。

我们的新材料会产生直接效益:1.车身减重,现在达到了8.5吨,减了1.7吨;2.材料是保温的材料,隔热、保温、降噪方面有比较好的性能;3.材料是耐疲劳、耐腐蚀的。

除此之外1.我们车不需要车的内饰、地板;2.等里程下可以少换电池;3.提高里程可以达到400km;4.装配效率不一样;5.装配线大大减少。

在这方面我们有什么优势?整备质量提高,电池能量少用1/3,续航里程相当,EKG减少0.18。另外的情况下,续航里程等速增长40%。

还有成本方面,我们做了详细的表:综合成本省了大约10%,采购部分和现在金属车身在一个测算上,不会有大的接受不了的方面。

大家现在非常关注轻量化,但是轻量化方面并没有很好的思考怎么做这件事。这是去年年底的政策,其中对车的技术指标里面的要求有一条,第二条新能源客车技术要求,第三项写了电池系统纵质量占整备质量比例不高于20%。这条就是说别老塞电池,要把电池能量密度提高,本意肯定是这样,鼓励技术进步,鼓励专家把能量密度做上去。但是,轻量化的目的是什么?无非两个:一是增加能量,也就是燃料;二是增加有效改革,把结构降下来、能量增加上去。如果我们把轻量化质量减完以后,关键能量没法往上增,尽管有一定的效果但没有发挥出来。

举个例子,航空航天上也有衡量轻量化的指标,叫什么呢?航天发射的硬载软件90%是燃料,10%是结构重量,我们追求的目标是燃料递增,燃料越高跑得越远、跑得越高、跑得越快。航空有一个结构性,结构系数可以达到30%,下降目标28%、27%。最后效果是什么呢?更多的有效改革、更多的做燃料。从这个概念上来讲,能量密度的概念,本身的能量密度要把它扩大到整车的能量密度。所以我建议引入整车能量密度的概念,你整车质量有了以后,拿整车能带多少能量去考虑,这样可以把整体车身能量化考虑进去,而不仅仅是考虑电池的能量密度,最终是考核车的行为,而不仅仅是考核电池的行为,仅仅考虑电池的能量密度我觉得有点因小失大,因为车身轻量化空间远远大于电池的能量密度。

我们各位大咖和专家,看看能不能未来在整车里面引入整车的能量密度或者整车系统,在此基础上制定合理的技术指标,从而用我们的政策引导轻量化这块的发展。

最后,我们是做材料的,我们是支撑行业的发展,所以我们公司的使命是“创造轻快的世界”,我们希望和在座的各位一起合作,把我们的世界创造得更新、更快,期待与大家的合作,谢谢!

我是36氪汽车记者卢姿伊,负责特斯拉、无人驾驶、新能源、车联网、出行及后市场,欢迎直接与我联系,微信:17701221940