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加拿大新能源汽车趋势 发展金属镁前端研发项目

  • 2012-10-19 9:30:31
  • 来源:网易汽车
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导读: 2012中国国际新能源汽车产业发展与合作论坛暨项目洽谈会在这里隆重开幕,加拿大二十一世纪汽车研究中心首席运营官兼执行总监米歇尔.沃特斯发表主题为“加拿大新能源汽车技术优势和产业发展趋势”的演讲。
关键字: 镁 镁前端 新能源汽车

2012中国国际新能源汽车产业发展与合作论坛暨项目洽谈会在这里隆重开幕,加拿大二十一世纪汽车研究中心首席运营官兼执行总监米歇尔.沃特斯发表主题为“加拿大新能源汽车技术优势和产业发展趋势”的演讲。米歇尔.沃特斯指出,整个汽车行业的变化是需要时间的,不是一蹴而就,需要很多资金,新的技术也要花时间才能上市,能源消耗,比如我们企业的平均燃料经济性,还有减排以及能源方面的耗竭,都在推动我们技术的革命。

大家下午好!我是米歇尔·沃特斯,来自于二十一世纪汽车运营中心的首席运营官兼执行总监,我的幻灯片是中文,但发言用英文,今天我给大家介绍一下背景,了解一下汽车行业研发的中心,了解一下二十一世纪汽车项目中心的推动因素,花几分钟描述一下加拿大的汽车产业,我们的产业关系,整个价值链,给大家介绍一下我们汽车的动力系统如何更好地提高能效,实际上这也是我们研讨会的主题之一,我要跟大家介绍一下我们二十一世纪汽车运营中心的材料和制造,我们希望打造更加轻质、安全和结实的汽车,然后我会向大家介绍一下我们的网络模型。

我们的模型也是基于其它国家模型的基础之上,因为这个模型是非常有效的,而且是产业和大学之间建立的合作伙伴关系,我给大家介绍一下我们的研究中心是如何运行的,介绍一下我们测量的结果以及项目分享。

可以看到这个图表,我们汽车行业三个主要的推动因素,首先是公众期望,公众希望有更好的价值、价格以及路上的表现,他们希望汽车有非常有意思的驾驶、特征和车载能力,还有政府的要求,加拿大希望降低能源的使用、提高安全以及创造就业,整个行业也希望提高商业利润,希望持续发展,加拿大希望提高汽车的质量、生产灵活性,提高绩效,同时降低成本,而且能够在现有范围之内实现目标。

我们知道在最近,消费者是愿意支付更多资金获得低能耗车辆的,并希望提高安全,这是一个最新现象,当然,现在市场上并不全是这样,这张图表显示出,未来车辆必须要减少燃料,这样才能满足政府的监管,在2010到2016年,燃油经济性必须要提高40%,在2016到2015年必须要进步54%,也就是在仅仅15年内,燃油经济性就必须要提高115%,降低燃油经济性的重要因素除了调整驾驶员的行为之外还要就是降低重量。

跟大家介绍一下加拿大的汽车行业,给我们介绍一下我们的统计数据,先做背景介绍,我们加拿大汽车部门是加拿大最大的制造部门,占整个GDP的12%,我们有12个轻质车辆和重型车辆的组装工厂,包括汽车、卡车和公车,有400多个零部件供应商,产出150万辆到180万辆,由于1190亿美金的产业,包括部件和组装,现在就业是10万人,间接就业30万人,我们的研发投资每年5到10亿美元,我们有几个比较大的汽车研发中心,还有很多小的研发中心都是在加拿大。

下面我要跟大家描述一下我们整个行业价值链的关系:

我们知道,汽车行业的责任有研发、测试和工程,分布在整个价值链,包括汽车整车厂商到材料和部件的供应商,大家可以看到这个图形,福特锐界,它是加拿大多伦多沃克列组装厂设计的,我们二十一世纪汽车运营中心和很多研究项目一起开发未来车辆。

给大家介绍一下汽车动力系统的发展、现在的现状以及未来的趋势:

我们可以看到,现在有一些技术的颠覆,而且现在已经转向了燃料电池、混合电池、插电混合电池以及压缩天然气了,这里面要探讨关注的问题就是系统成本,先从系统成本来讲,这是我们推广电动汽车主要的障碍,还有汽车电池和超级电容器,目前锂离子电池比较重,还有热控制以及生命周期、能耗的问题,我们知道超级电容器还处在实验技术(阶段),绩效不了解,成本也比较高;插电混合动力车没有公共的充电基础设施,将来如何收费,充电站的形式是什么样的,我们在北美必须要进行标准化,这样才能降低成本。

我们需要提高燃料电池效率,进一步改进内燃机,增加整个动力系统的效率。看一下动力电气和电机效率,尤其是动力电气,一定要增加,这样才能解决整个生命周期能源系统的问题。还有动力性和安全性,动力系统需要非常精密的安全系统才能控制稳定性,尤其是在湿滑情况下,电动汽车不管什么类型,实际上是有非常严重的安全问题,对于机械人员和应急人员都是一样的,不管是插电式混合动力还是燃料动力汽车我们都需要降低它的质量、提高安全,需要有高效的储能系统,整车的能源使用必须要进行考虑,要进行生命周期的分析,了解整个车辆的部件,系统制造和处理,当然,对于这个问题没有一刀切的答案,尤其是考虑系统和部件时,我们需要具体情况具体分析。

另外要看材料的制造和安全,我们未来的车辆必须要更加轻质,这样电池才能更好地推动它们,材料重量的降低同时要确保安全,图表显示出车辆在过去30年变化不大,但在未来十年必须要进行调整才能满足燃油经济性和安全的要求,就像前面提到的,企业平均的燃油经济性平均要提高115%,在使车辆更加轻质,减少对于能源使用的方式就是用天然纤维和塑料替代传统聚合物,可以说,它们更轻质、更结实,我们在这方面也是领军人物,有些研究已经开始商业化了。

我们可以看到,不同的金属、复合材料或其它技术要结合起来才能实现轻质材料,现在所有汽车都是用钢壳结构,现在我们整车厂商在优化钢壳结构,可能会用钢质空间结构,而且现在正在开发铝以及其它的轻质结构,就是淡绿色,未来我们要用炭纤维、复合材料,以及飞机中所使用的材料,但目前来说这种材料还太贵了。

我们机构在这些领域都有一些工作,还有加拿大、中国、美国的车前端研究项目,一会儿我会详细介绍,我们探讨使用镁、铝、结实的钢合金以及其它金属材料进行生产。

我们二十一世纪汽车运营中心也有一个项目希望能满足汽车行业的需求,比如提高动力系统,包括电、柴油、替代燃料、混合动力系统,我们希望能够有轻质的结构,更具有成本效应性、更安全,我们要研究车辆安全,使汽车成为加拿大社会更好的产业。

总而言之,我们所做的工作就是降低能耗,增加安全,减少成本,并使大众从汽车行业受益,我们如何测量我们的工作成果呢?

我们二十一世纪汽车运营中心成立于2001年,当时是因为联邦工业部有一个“卓越中心网络”的号召,所以我们来自于政府,这个网络从2008年开始又延长了七年,每个项目都有一些行业伙伴和我们合作,因为这些行业伙伴会用他们的知识改进他们的产品和服务,行业和产业的合作对于我们机构是非常关键的,我们二十一世纪汽车运营中心支持加拿大47所学校的研究,每个研究项目都有不只一个大学里的一个教授参与,还有一些研究生,所有人才最后都会聚集到加拿大汽车产业,我们知道,加拿大汽车产业集中在南部,中部加拿大安大略省南部的地方。

我们研究中心是和汽车行业利益相关方合作的平台,包括学界、汽车产业、国外研究机构、政府、公共部门、大众,现在我们在网络内部也有越来越多的合作,我们每年会有58亿政府资金,跟300多个企业合作,而且我们也有500多位教授提供支持,还有很多学生参与其中。

看一下我们的研究主题,共有六个:一是卫生安全和伤害预防;二是社会问题,三是材料制造四是动力系统燃料和排放,5是设计流程,六是智能系统和感应器,我们把汽车的方方面面都考虑到了,还有与社会有关的主题,每个主题都有子项目,每个子项目都有团队,团队都由顶尖人才组成,和各个部门合作,部门之间没有要求他们分享知识产权和专业知识的。

大部分整车厂商、部件企业以及产业利益相关方都在跟我们中心研究,这些公司的高管经常担任我们研究中心的董事会成员或研究管理委员会,给我们的研究项目提供建议。

来看一下我们二十一世纪汽车运营中心是怎么运行的,我们的产业能从中得到什么,谁能获得资金支持,IPR怎么解决以及我们未来怎么发展,跟大家分享一下。

基本上这些想法、点子都来自于产业、学者或两者,毕竟这是产业和学界之间的合作,必须要跟外部的合作伙伴合作,它必须要在加拿大有业务,共同出资支持项目,从项目中获得知识,这样能更快地推动项目产业化,项目议定书要交给研究生,并且要保密,这样我们才能确保没有利益冲突。

我们外部的合作伙伴必须要跟我们二十一世纪汽车运营中心共同出资,所以资金有两个来源,外部的资金来源可以通过我们二十一世纪汽车运营中心或直接提供给研究机构,产业从投资可以获得什么呢?首先产业可以了解这个领域最佳的研究思想,也可以获得一些潜在未来员工的人才供应,这些学生可以成为他们的员工,也可以利用加拿大顶级大学先进的研究机构和设施,还可以利用企业的研发资金,而且你还可以获得一些免税的优惠政策,最高达到35%。

大家可以看到加拿大在汽车创新中的核心优势,比如金属、加工、先进的轻金属铸造技术、管材、薄板、成型、焊接、粉末、冶金、先进的纳米材料、可视化和制造技术、先进设计、激光成像、立体平板印刷和激光成集,虚拟设计,还包括信息和通信技术、软件工程、导航定位、无线技术和网络技术,微加工智能系统、光子学以及增强的合成视景,还有动力系统工程以及清洁柴油、混合气压燃技术以及燃料电池、氢和替代燃料,如果大家想了解更多信息和项目,可以到我们的网站上获得。

这里我要强调一个国际合作项目,镁前端研发项目,前面我已经简要提到了,镁前端研发项目是一个多目的的研究努力,由加拿大自然资源部、中国科技部、美国能源部三个部委合作,这个项目的目的就是开发镁的前端应用到汽车中,这个工作一期开展于2007年,有一百多个来自于这三个国家的科学家、工程师进行合作,加拿大是由加拿大自然资源部能源研发项目以及我们二十一世纪汽车运营中心提供资金支持的,轻质材料、技术在全球非常重要,能够提高能效并降低汽车的排放,大部分专家都认为,重量每减少10%,燃料经济性就会提高7%,尤其是跟内燃机相比,对于一次充电来讲,它的行驶里程会增加3%,减重就可以提高能效以及动力系统的表现,对于燃料来说,这意味着每减一公斤的重量,二氧化碳会降低17到20公斤。

我们希望这个项目的一期,镁前端能降低28公斤,减重25%,在前后桥进行分布,提高车辆的驾驶性,二期于2010年时开始,来看一下,整个二十一世纪汽车运营中心已经有110个专利许可和协议在这个项目中,汽车行业提供了460万美金支持我们的各种会议和主要活动,这是2001年开始的投资,我们从2001到2009年也对中心的经济环境和社会效益进行了全面的经济计量研究,来看一下我们这个研究中心有什么好处。

这些年中,我们每年会创造2200个就业,而且避免了7亿美金的卫生支出和财产损失,创造了就业1.25亿,整个工业流程的改进是1亿美金,每年燃油节省7500美金,大家可以看到,整个投资回报是22:1,这是非常令我们骄傲的结果。

最后跟大家总结一下,现在的车辆是非常复杂的,可以说是不同系统和模块之间优化的组装,用不同的材料、不同的技术,整个汽车行业的变化是需要时间的,不是一蹴而就,需要很多资金,新的技术也要花时间才能上市,能源消耗,比如我们企业的平均燃料经济性,还有减排以及能源方面的耗竭,都在推动我们技术的革命,当然,解决方案既包括先进的动力系统,也包括提高能效,还比如照明、空调系统、信息、娱乐系统,同时也可以降低重量,比如材料和内饰,整个汽车壳体的发展,这就是我们推动发展的因素。

(关键词:镁 镁前端 新能源汽车)

(责任编辑:00951)

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