质子汽车尹飞龙: 镁合金轻量化商用车的社会价值

学术   2024-11-06 10:18   广东  

质子汽车科技有限公司新材料研究中心主任尹飞龙应邀在由华南新材料研究院主办、材料人网承办的2024(第三届)中国汽车轻量化材料技术大会暨产业链发展大会做主旨报告。

以下是材料人对报告内容做的整理。

简单介绍下我们的质子汽车。质子汽车成立于2022年,其背景是在疫情期间,习近平总书记视察陕西时提出加快发展新模式、新业态、新技术、新产品的指示。在这个指示之下,结合陕汽的行业背景,2021年成立了一家孵化平台公司——德创未来。第二年,我们通过这个平台与地方合作,并获得一些产业投资,又成立了质子汽车公司。虽然成立时间不长,但团队主要成员的技术积累可追溯到2009年。当时我们开始了商用车电动化的尝试,并在2010年进行了智能网联相关技术的研发和预研。

在股权结构上,质子汽车的员工持股比例接近20%。经过两轮融资,目前质子汽车的股权结构中,德创未来占46.57%,市场机构占约三分之一。

质子汽车目前的核心工作不包括造车,因为我们是陕汽集团的一部分,可以灵活利用其生产制造资源。因此,我们是一个轻资产、重研发、重市场的团队。我们的两大使命,一是专注于新能源智能商用车的产品开发,二是更深入下游市场,通过新能源智能驾驶产业模式,开创绿色智慧货运新时代。

质子汽车有三大优势。首先,我们背靠陕汽集团,拥有雄厚的资源;其次,通过融资及与地方政府的合作,我们的产销落地能力较强;再次,我们的团队非常年轻化。我们专注于轻量化、智能化、电动化、网联化四大方向,不生产传统燃油车,专注于新能源商用车,这是我们与其他企业的重要区别。

关于镁合金在商用车上的应用,乘用车已有几十种零部件实现了镁合金替换,但商用车上较少。我们探讨过镁合金的替代方案,例如用镁合金铸造的仪表板管梁、方向盘骨架、车门、座椅内板,以及新能源相关的燃料电池电堆、电控和多媒体屏支架等。此外,在挂车和商用车配套的产品中,也有应用变形镁合金的可能性。

我们已开发并取得成果的有三部分。例如,左侧仪表板管梁宽度约两米,我们全球首发,尽管其他公司也可能有类似设计。针对榆林运输煤炭的场景,我们设计了全球首创的镁合金框架半挂车,目前车架仍使用铝合金和钢的混合材质。氢系统框架通常采用钢制焊接结构,重约600公斤。我们用镁合金后,重量降至约300公斤,减重50%。已进行的强检实验效果理想,如能理想替代,一辆车总减重约2.5吨。

在新能源商用车市场,电动商用车比例较高。我们预测未来五到十年电动车与氢燃料电池车将并存,若氢气成本降至每公斤一美元,电动车比例可能缩小。

过去几年,电动重卡依赖政府补贴推行,但从去年起补贴逐步退出市场。今年电动卡车销量上升,表明市场已接受电动卡车。尽管干线物流等长距离场景仍需燃油车,但在矿区、港口等短途场景中,新能源商用车已具备经济效益。基于这种乐观预期,我们正积极推动镁合金应用,目标是整车减重2.5吨,单车镁合金用量达1.8吨。

研发成果方面,我们在2022年完成了挂车样车,感谢西安交通大学及十余家上下游企业的大力支持。我们的团队在新能源智能网联技术积累丰富,但在材料研究和应用上经验欠缺,因此出席此次会议,旨在分享商用车信息、寻求合作机会。

完成样车后,我们在实验场进行了可靠性实验,并在榆林进行了约1万公里的实际运煤测试,等效54万公里的耐久性。第一批测试暴露了焊缝开裂等问题,后续样车进行了优化,第二批样车近期已交付,将继续测试。

由于镁合金成本较高,镁合金挂车比传统挂车贵两到三倍。为市场投放,我们考虑采用“以租代售”模式,以减重为卖点,通过测算,每年盈利可观,但前期投入较大,市场接受度需逐步提升。我们将与金融机构、运营公司及客户多方合作,控制成本,实现共赢。

镁合金仪表板管梁是我们独立开发的,驾驶室已通过碰撞实验,符合要求。通过压铸工艺,可将40余小组件集成为一个零件,虽然成本稍高,但生产流畅性提高。未来我们计划通过优化设计和物流,进一步降低成本。

氢瓶框架总重原为680公斤,镁合金替代后降至360公斤,效果显著,但成本也有所增加。因此在国内市场普及可能有难度。我们正向海外发展,了解到海外客户在成本上更具容忍度,且对道路运输条件要求更高。减重效果显著,计划先拓展海外市场,再回归国内加速市场投入。

尽管取得了一些成果,开发过程中仍暴露出许多问题。各位专家对成分优化、综合性能不稳定等问题可能比我更了解。产品标准尚不完善,不同批次原料质量差异较大,行业正逐步建立完善标准。


镁合金在商用车承载结构件的应用经验较少,我们在材料性能、加工工艺上不断改进。比如焊缝开裂、螺栓紧固导致的变形问题。我们提出在结构件中加入衬套以减少镁合金变形。

在直角焊接位置进行工艺优化后,第二批镁合金挂车门板震动测试通过,车载框架系统未出现失效。仍需实际运输考验,以确保产品早日合格投入市场。

今天从客户和市场角度分享体会,也提出对新材料在商用车应用的需求。希望有兴趣的合作伙伴能与我们共同推进商用车轻量化发展,把商用车行业带向世界前列。谢谢大家!

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