穿越“达尔文死海” 轻量化难题怎么破

  　　 “达尔文死海”，这是一个近几年逐渐被很多技术研发人员挂在嘴边的词汇，特指创新技术产品化之前的技术转化空白区。很多优秀的创新团队、企业都没能穿越这片死海。汽车轻量化领域也是如此。“我们并不缺少技术创新，而是缺少产业化的土壤。”在汽车制造这个大圈子里，类似的话屡见不鲜，但到底该如何突破？

  　　在汽车行业面临多年的轻量化高端技术瓶颈之后，国家新能源汽车技术创新中心创新拉力赛同期举办。

  　　国创中心于2018年3月挂牌成立，是科技部推动建设的技术创新中心。国创中心建立“9+4”技术路线。在“智能网联、燃料电池、动力电池、电驱动、电控、轻量化、插电混、前瞻技术、整车集成”九个领域联合共建国内外前沿的研发能力；为行业内提供“开源整车平台、检测验证平台、产权运营平台、孵化创投平台”的技术服务。

  ■ 轻量化目标更清晰 “卡脖子”仍然存在

  　　轻量化是当前乃至未来相当长一段时期内，新能源汽车提升整车性能的关键途径之一。据悉，新能源汽车整车重量降低10%，整车能耗将降低约5.5%，车辆续航里程将提高约6%。汽车轻量化创新主要有三个方面，材料创新、结构设计创新、制造工艺创新。

  　　当前，汽车零部件原材料仍以钢为主，高强钢正在扩大应用量，而铝镁合金也展现出了替代的必要性，而非金属材料，例如碳纤维、复合材料也成为汽车轻量化新的抓手；汽车零部件有很多奇怪的形状，其中一个影响因素就是通过特殊设计减少材料使用，同时又能保证性能不下降；工艺方面轻量化则体现在制造手段，比如铸造、锻造的升级，不同材料之间的有效粘结，克服材料之间的不同的热膨胀系数等。

  　　实际上，多年来汽车轻量化的创新总方向并没有发生较大的改变，但市场的诉求愈加提升。当新能源汽车被视为节能减排的利器开始广泛推广，当三电技术短期内难以实现更大的突破，新能源汽车整车轻量化就又被提到前台。

  　　2019年10月29日，中国汽车工程学会团体标准《乘用车整车轻量化系数计算方法》正式发布，该系数通过车辆的名义密度、重量比功率、油耗/电耗等指标综合计算汽车轻量化的核心价值。该系数也将新能源汽车轻量化目标引到了新的方向。

  　　据介绍，在此前的节能与新能源汽车轻量化技术路线图1.0版本中，轻量化以车辆平均减重百分比为目标，即相比2015年，到2020年车辆平均减重10%，2025年为20%，2030年达到35%。减重的目标并不适用于所有细分市场的车型，因此在2.0版本中目标进行了调整，以纯电动乘用车为例，2020-2025年，整车轻量化系数要降低15%，2030年前达到25%，2035年前达到35%，这样的定位更符合市场化需求。

  『国创中心总经理原诚寅』

  　　目前来看，我国高强度钢应用技术基本达到国际先进水平、高性能铝合金应用已经开始起步、先进复合材料应用的技术研究工作不断深入，整体来看乘用车整车轻量化系数显著降低。但与国际先进技术的差距依然存在，首先是车用材料产业研究基础差距，比如大量新材料试验数据依赖国外采购，另外是新材料推广应用远远不足，综合性能不变，成本则难以控制。国创中心总经理原诚寅补充道，“材料试验的仿真工具，制造材料用的基础装备、软件、元器件不少都是被卡住的，未来我们需要一个全面的提升。”

  ■ 难的是成本控制 巧的是生态建设

  　　一种全新的材料能广泛应用到汽车市场，少则数年、多则十余年。这毫不夸张。在实验室里，新材料是最容易出成果的领域，但产业应用周期非常长，原因不仅是研发成本高，还包括应用之后下游制造工艺的全面改进、生产设备的调整、人员的技能培训。

  　　国创中心副总经理邹广才说，新材料的应用不是某一家企业就能拉动的，对于有盈利和竞争需求的零部件企业而言，即使做出了创新的技术也很难拿出来共享给整个行业，全新的技术能不能被车企所接受则是又一个很难的突破点。因此，第三方公共服务平台就显得更为重要。

  『国创中心打造的创新生态圈』

  　　“我们不想也不会和任何企业去竞争，在技术创新的过程中，国创中心的使命就是做好公共服务平台，聚焦前沿共性关键技术的突破，我们不是下游的产品供应商。”原诚寅说。“高校院所往往专注于创新技术研发，而企业为了降低风险实现利益最大化，则青睐于成熟度高的技术”，原诚寅认为，“因此科技成果孵化成熟的阶段少有人做，形成了技术转化过程中的空白区”。他所做的就是在试图穿越这个空白区——“达尔文死海”。

  　　国创中心把创新技术从无到有，到实现量产的过程分成了9个等级。1-3级可以被视为概念导入阶段，4-7级是概念孵化成为应用技术，乃至产出样品，8-9级产业化导入阶段。国创中心所做的事处于3-8级，也就是技术转化阶段。

  　　技术创新的土壤无非就是人、资本、开放体制支撑的基础研发能力，这背后就是生态建设。“要用市场化手段，推动创新要素凝聚、整合，这个生态涵盖了学、研、资、用、产、政、创。”原诚寅说道。活动现场，国创中心生态圈继续扩张，在轻量化领域，国创中心与英国帝国理工及国内多所高校签约。

  『国创中心参与孵化的燃料电池系统配件』

  ■ 新材料拉力赛是轻量化新生态的一个起点

  　　10月22日，国创中心淄博分中心揭牌。淄博市被称为“新材料名都”，有丰富的产业基础，因此把这里作为轻量化材料创新的基地更能获得广泛的人才和资源支持。

  　　同期，2020新能源汽车技术创新拉力赛成功举办，帝国理工、鼎鑫镁业、渤海汽车、同济大学等15家院校、企业围绕前防撞梁、轻量化制动盘、电池箱体、先进多材料连接工艺等众多轻量化课题展开路演。借助此次拉力赛，国创中心正式对外发布了新能源汽车技术创新拉力赛的赛事品牌“NEVTIR”。

  　　实际上，在2019年，国创中心就已经与淄博市达成了战略合作关系，围绕轻量化领域开展深入合作，并联合启动新能源汽车技术创新拉力赛，从“结构轻量化”、“新能源汽车数字化选材仿真设计”、“先进多材料连接工艺”等行业共性痛点出发拟定命题，吸引高校、企业、科研单位参赛。原诚寅介绍，自国创中心成立以来，已经孵化了20余个项目，其中80%已经产业化了，而轻量化创新拉力赛又是一个新起点，未来将重点孵化10—15个项目，保持孵化成功率在70%-80%。

  编辑总结：

  　　在汽车领域，轻量化是老生常谈，但却不得不谈。我国汽车基础材料研发存在一定短板。国创中心作为国家级技术创新中心，正在尝试突破桎梏，建立全新的产业合作生态，其背后是资本链、政策链、服务链、技术链、人才链、创新链。国创中心的工作结点并不是创新技术的产业化终点，它能提供部分研发资金、基础数据资源和上下游配套企业，但产品最终批量化仍需要零部件、车企主动进一步联合。