周英辉：汽车行业改性新材料发展趋势

2021年10月15 -16日，由中国汽车工业协会和重庆两江新区管委会联合主办的“2021中国汽车供应链大会”在重庆召开。长安汽车和地平线作为官方合作伙伴，全力支持此次发布会。本届供应链大会以“取长补短，融合创新——构建中国汽车供应链新生态”为主题，共同探讨产业政策，交流分享技术，研判产业趋势，展示创新成果，旨在促进产业国内外互动，凝聚产业链上下齐心，共谋产业协同发展之路。其中，金发科技有限公司董事、汽车材料全球创新中心周在10月16日上午举行的“汽车材料新趋势”主题论坛上发表了精彩演讲。

我很高兴有机会与你们分享我们的一些成就和观点。首先感谢于先生和中汽协，祝贺新材料分会正式成立。也希望大家能加入分会，为汽车行业的材料做出一些贡献，实现协同发展。

我今天要分享的话题是汽车行业改性新材料的发展趋势。我主要以塑料为主，然后延伸到一些复合材料。今天我分享三个部分:一、行业趋势和格局；第二，双碳政策和产业路线；第三，汽车用新型改性材料的行业机遇和需求方向。前两部分主要引用了两篇行业调研资料，有兴趣的可以看一下原文。

一.行业趋势和模式

首先引用的材料是《汽车市场趋势与汽车行业》的数据。如图，试点市场的千人乘用车数量发生了变化，全国千人达到了150辆。“十四五”对车辆还是很有利的，包括“十四五”的共同富裕战略，双循环，双碳政策，其实给我们提供了很多新的机会。新能源汽车的发展也有利于各家复数的保存。

从消费层面来看，10万元以下的车越来越少，说明消费者更愿意花钱买高档车。从消费者的消费兴趣来看，中国的消费者不同于国外的消费者。他们更喜欢智能驾驶，对全车网的一些新概念更感兴趣，这可能和90后、00后消费者的年龄、消费习惯有关。从2020年下半年开始，新能源市场将重新进入快速发展通道，包括造车新势力的加入，将对产业链重构产生巨大影响。

据预测，到2025年新能源汽车市场渗透率将达到20%，关键影响因素是电力的供应和来源，尤其是开发纯电动汽车的材料。自主品牌的发展在消费者的口碑越来越好，尤其是汽车新势力越来越被消费者接受。

二、双碳政策和产业路线

汽油车仍然是碳排放的贡献者，所以我们专注于乘用车市场。当然，商用车市场可能更关注一些氢燃料电池的发展。a级车和b级车不仅是消费主力，也是碳排放的主要贡献者。实现这两款车的碳减排，可能对整体贡献最大。纯电动汽车和传统汽车在制造过程中可能不会对碳减排起到特别重要的作用，但在使用阶段却是贡献最大的。主机厂的排放对比是动态的，与新能源汽车在各主机厂的占比有关。后续从产业路线来看，我们的重点机会，比如电气化，氢燃料电池汽车，车辆上的关键材料，以及一些回收材料的使用，会有一些重大的机会。

三、车用新型改性材料的行业机遇和需求导向

其实业内机会很多。从整车发展来看，无论是“四化”还是几化，新能源汽车都将快速发展，到2030年年均复合增长率达到15%，到2040年新能源汽车保有量将达到50%以上。还有碳中和政策。纯电动汽车和氢燃料电动汽车并不矛盾，而是一个融合发展的过程。根据制氢技术，包括风、水和光在内的其他能源都是相关的。还有对汽车功能的重新定义，包括自动驾驶、智能生活、智能网联、绿色发展。这一块提出了很多要求。汽车工业发展不长不短，越来越快与国际接轨。特别是发展过程中培养了大量的行业人才和行业内的设计人才。这几年数字化的发展我也有同感，而且很快。以前我们做一辆车要做很多零件，可能还要做一些预制的模具。现在很多领域都是一次性开模，直接开模成品，节省了很多开发成本，提高了很多效率。通过我们的数据模拟、仿真分析和模态分析，可以解决从产品的验证到理论验证的问题。我们在这方面也面临许多挑战。

接下来，我主要关注热塑性塑料材料。当然还有很多其他方面的创新，你是……欢迎与我们交流。从汽车塑料整个发展的新需求来看，如何通过整合车辆的使用阶段，实现低能耗减排。制造工艺、零件生产；还有一些新的智能功能是针对消费者的需求而设计的。我们的制造工艺包括如何让工艺绿色化，健康发展。还有回收，在双碳政策的前提下，也是很有前景的子行业。

具体到一些技术，我总结了一些可能性，包括轻量化、复合材料、美学技术、创新功能、创新弹性体、创新特殊材料。我们来看看轻量化的技术点。首先是薄壁工程。我们在开发一些零件的时候，比如保险杠，可以逐步过渡到更薄的，这样才能实现高减重，提高生产节奏。材料开发的比强度要高得多，其比强度可能提高2倍以上，综合制造成本会降低。这件作品也对材料提出了很大的挑战。在我现有的模具中，如果不想薄壁，可以用低密度材料，性能可能变化不大，但是比重降低了。

还有一种轻量化方案，就是微发泡，包括成型方式，一次欠注和全注成型，然后通过疏松，实现中间层的发泡，类似于夹层结构。在发泡方式上，一种是化学发泡，我们通过添加发泡剂来实现注塑件的工艺，另一种是物理发泡，比如注射超临界二氧化碳。化学发泡剂的发泡倍率可能更好，但对整体质量会有更高的要求，要综合考虑。

影响发泡产品最终质量的因素很多，包括设备、模具、材料、发泡剂、工艺等。我们已经建立了一个试验工厂，并进行了许多技术验证。典型应用，比如某型号的前车架，或者电器元件，可以实现10%以上的减重。通过配方体系的设计和工艺的优化，可以控制外观表面。我们可以看到改进前后的外观都很好，整体性能大概有一定程度的降低，但还是能满足零件的使用要求。

此外，增强材料行业也改进了高性能玻璃纤维的使用，包括最终工艺。这种材料设计属于高性能玻璃纤维增强，可以提高10%-20%的性能。这是它的长期抗疲劳性能也很好，甚至超越了长玻璃纤维材料。此外，长玻璃纤维已经使用了一些年，但它仍然有很大的应用潜力，特别是在取代传统的尼龙材料。零件的使用条件是从低温到高温，或者是120度或者150度这样的决定性因素。所以内燃机应用减少后，长玻璃纤维材料的应用会越来越广泛。

此外，还在使用全塑料车身结构。以尾门为例，内外板采用聚丙烯改性材料，通过焊接实现整体减重。以上是外板的几个典型属性，但是内板还有很多东西要考虑，比如刚性、强度、抗疲劳性甚至良好的排放特性。对塑料部件、长期耐疲劳性、环境和老化性能，甚至外板的可焊性的考虑也是一个巨大的挑战。

这是两种内板材料的表现，因为内饰很复杂，可以减少加工工序，也有利于加工过程中的减碳。最重要的是流动性，因为零件大而复杂。

此外，纳米注塑，类似于二次注塑和金属嵌件的形式，逐渐取代金属达到减重的目的，且多以工程材料为主，如PPS、PBT等。

另外，复合材料之前也提过很多。碳纤维复合材料，特别是汽车民用消费品的性能，是一种热塑性连续纤维增强热塑性复合材料。例如，层压板可以由玻璃纤维制成，这更适合平板结构。还有之前研发成功的门基板，也集成了很多结构。这个我……许多零件的应用，有些零件是通过注塑成型的。美学和光学方面的设计也很多。还有一些外观效果，比如大理石质感，免喷，高光黑。单纯好看的强化材料的性质也有一定的应用。在成型过程中，对材料提出了新的要求。

再加上下游的生产技术，比如激光焊接，代替超声波，要求上部要透明，下部要吸收这个激光，实现零件的连接。这有很多应用，降低了很多能耗，提高了生产效率。此外，在功能方面，也和客户一起开发了一些电池屏蔽材料，可以实现电池屏蔽和导热，前景广阔。对于零件的表面标记，有许多材料可以实现激光标记。还有应用在保险杠上的透波雷达组件，可以减少对雷达信号的影响。

另外，弹性体，传统应用就更不用说了，总是应用两个部分，中间硬对硬匹配，都要用一个中间件来匹配，我们用注塑的方式用TPE材料代替PVC或者皮革，实现可回收，环保，高效，低成本的方式。

另外我们开发了很多创新的特种工程材料，行业内很多外资企业都是这么做的。高温尼龙、液晶聚合、纳米注塑材料、激光直接成型材料等。，我们也呼吁主机厂对国产材料有点信心。整体性能为高强度、抗疲劳性、抗蠕变性、耐高温性、耐溶剂性、尺寸稳定性和优异的电性能。

最后两点，物资的回收，通过行业的影响，真正做到规范合理，真正做回收生意。昨晚有专家提出，25年后，每年将有数百万辆汽车报废，这是一笔巨大的资源。我们可以通过标准化的拆解和筛选，根据应用要求进行改性、造粒和回收。国外有很多例子，我们可以借鉴。

在数字化开发领域，业内人士不在少数，应用平台也很多，但应用软件所需的分析软件大多是国外的，空间很大。这就是我要分享的全部。希望别人也能和我们交流。可能不是一个全面的总结。2021年10月15 -16日，由中国汽车工业协会和重庆两江新区管委会联合主办的“2021中国汽车供应链大会”在重庆召开。长安汽车和地平线作为官方合作伙伴，全力支持此次发布会。本届供应链大会以“取长补短，融合创新——构建中国汽车供应链新生态”为主题，共同探讨产业政策，交流分享技术，研判产业趋势，展示创新成果，旨在促进产业国内外互动，凝聚产业链上下齐心，共谋产业协同发展之路。其中，金发科技有限公司董事、汽车材料全球创新中心周在10月16日上午举行的“汽车材料新趋势”主题论坛上发表了精彩演讲。

我很高兴有机会与你们分享我们的一些成就和观点。首先感谢于先生和中汽协，祝贺新材料分会正式成立。也希望大家能加入分会，为汽车行业的材料做出一些贡献，实现协同发展。

我今天要分享的话题是汽车行业改性新材料的发展趋势。我主要以塑料为主，然后延伸到一些复合材料。今天我分享三个部分:一、行业趋势和格局；二是双碳政策和产业路线；第三，汽车用新型改性材料的行业机遇和需求方向。前两部分主要引用了两篇行业调研资料，有兴趣的可以看一下原文。

一.行业趋势和模式

首先引用的材料是《汽车市场趋势与汽车行业》的数据。如图，试点市场的千人乘用车数量发生了变化，全国千人达到了150辆。“十四五”对车辆还是很有利的，包括“十四五”的共同富裕战略，双循环，双碳政策，其实给我们提供了很多新的机会。新能源汽车的发展也有利于各家复数的保存。

从消费层面来看，10万元以下的车越来越少，说明消费者更愿意花钱买高档车。从消费者的消费兴趣来看，中国的消费者不同于国外的消费者。他们更喜欢智能驾驶，对全车网的一些新概念更感兴趣，这可能和90后、00后消费者的年龄、消费习惯有关。从2020年下半年开始，新能源市场将重新进入快速发展通道，包括造车新势力的加入，将对产业链重构产生巨大影响。

据预测，到2025年新能源汽车市场渗透率将达到20%，关键影响因素是电力的供应和来源，尤其是开发纯电动汽车的材料。自主品牌的发展在消费者的口碑越来越好，尤其是汽车新势力越来越被消费者接受。

二、双碳政策和产业路线

汽油车仍然是碳排放的贡献者，所以我们专注于乘用车市场。当然，商用车市场可能更关注一些氢燃料电池的发展。a级车和b级车不仅是消费主力，也是碳排放的主要贡献者。实现这两款车的碳减排，可能对整体贡献最大。纯电动汽车和传统汽车在制造过程中可能不会对碳减排起到特别重要的作用，但在使用阶段却是贡献最大的。主机厂的排放对比是动态的，与新能源汽车在各主机厂的占比有关。后续从产业路线来看，我们的重点机会，比如电气化，氢燃料电池汽车，车辆上的关键材料，以及一些回收材料的使用，会有一些重大的机会。

三、车用新型改性材料的行业机遇和需求导向

其实业内机会很多。从整车发展来看，无论是“四化”还是几化，新能源汽车都将快速发展，到2030年年均复合增长率达到15%，到2040年新能源汽车保有量将达到50%以上。还有碳中和政策。纯电动汽车和氢燃料电动汽车并不矛盾，而是一个融合发展的过程。根据制氢技术，包括风、水和光在内的其他能源都是相关的。还有对汽车功能的重新定义，包括自动驾驶、智能生活、智能网联、绿色发展。这一块提出了很多要求。汽车工业发展不长不短，越来越快与国际接轨。特别是发展过程中培养了大量的行业人才和行业内的设计人才。这几年数字化的发展我也有同感，而且很快。以前我们做一辆车要做很多零件，可能还要做一些预制的模具。现在很多领域都是一次性开模，直接开模成品，节省了很多开发成本，提高了很多效率。通过我们的数据模拟、仿真分析和模态分析，可以解决从产品的验证到理论验证的问题。我们在这方面也面临许多挑战。

接下来，我主要关注热塑性塑料材料。当然还有很多其他方面的创新，你是……欢迎与我们交流。从汽车塑料整个发展的新需求来看，如何通过整合车辆的使用阶段，实现低能耗减排。制造工艺、零件生产；还有一些新的智能功能是针对消费者的需求而设计的。我们的制造工艺包括如何让工艺绿色化，健康发展。还有回收，在双碳政策的前提下，也是很有前景的子行业。

具体到一些技术，我总结了一些可能性，包括轻量化、复合材料、美学技术、创新功能、创新弹性体、创新特殊材料。我们来看看轻量化的技术点。首先是薄壁工程。我们在开发一些零件的时候，比如保险杠，可以逐步过渡到更薄的，这样才能实现高减重，提高生产节奏。材料开发的比强度要高得多，其比强度可能提高2倍以上，综合制造成本会降低。这件作品也对材料提出了很大的挑战。在我现有的模具中，如果不想薄壁，可以用低密度材料，性能可能变化不大，但是比重降低了。

还有一种轻量化方案，就是微发泡，包括成型方式，一次欠注和全注成型，然后通过疏松，实现中间层的发泡，类似于夹层结构。在发泡方式上，一种是化学发泡，我们通过添加发泡剂来实现注塑件的工艺，另一种是物理发泡，比如注射超临界二氧化碳。化学发泡剂的发泡倍率可能更好，但对整体质量会有更高的要求，要综合考虑。

影响发泡产品最终质量的因素很多，包括设备、模具、材料、发泡剂、工艺等。我们已经建立了一个试验工厂，并进行了许多技术验证。典型应用，比如某型号的前车架，或者电器元件，可以实现10%以上的减重。通过配方体系的设计和工艺的优化，可以控制外观表面。我们可以看到改进前后的外观都很好，整体性能大概有一定程度的降低，但还是能满足零件的使用要求。

此外，增强材料行业也改进了高性能玻璃纤维的使用，包括最终工艺。这种材料设计属于高性能玻璃纤维增强，可以提高10%-20%的性能。这是它的长期抗疲劳性能也很好，甚至超越了长玻璃纤维材料。此外，长玻璃纤维已经使用了一些年，但它仍然有很大的应用潜力，特别是在取代传统的尼龙材料。零件的使用条件是从低温到高温，或者是120度或者150度这样的决定性因素。所以内燃机应用减少后，长玻璃纤维材料的应用会越来越广泛。

此外，还在使用全塑料车身结构。以尾门为例，内外板采用聚丙烯改性材料，通过焊接实现整体减重。以上是外板的几个典型属性，但是内板还有很多东西要考虑，比如刚性、强度、抗疲劳性甚至良好的排放特性。对塑料部件、长期耐疲劳性、环境和老化性能，甚至外板的可焊性的考虑也是一个巨大的挑战。

这是两种内板材料的表现，因为内饰很复杂，可以减少加工工序，也有利于加工过程中的减碳。最重要的是流动性，因为零件大而复杂。

此外，纳米注塑，类似于二次注塑和金属嵌件的形式，逐渐取代金属达到减重的目的，且多以工程材料为主，如PPS、PBT等。

另外，复合材料之前也提过很多。碳纤维复合材料，特别是汽车民用消费品的性能，是一种热塑性连续纤维增强热塑性复合材料。例如，层压板可以由玻璃纤维制成，这更适合平板结构。还有之前研发成功的门基板，也集成了很多结构。这个我……许多零件的应用，有些零件是通过注塑成型的。美学和光学方面的设计也很多。还有一些外观效果，比如大理石质感，免喷，高光黑。单纯好看的强化材料的性质也有一定的应用。在成型过程中，对材料提出了新的要求。

再加上下游的生产技术，比如激光焊接，代替超声波，要求上部要透明，下部要吸收这个激光，实现零件的连接。这有很多应用，降低了很多能耗，提高了生产效率。此外，在功能方面，也和客户一起开发了一些电池屏蔽材料，可以实现电池屏蔽和导热，前景广阔。对于零件的表面标记，有许多材料可以实现激光标记。还有应用在保险杠上的透波雷达组件，可以减少对雷达信号的影响。

另外，弹性体，传统应用就更不用说了，总是应用两个部分，中间硬对硬匹配，都要用一个中间件来匹配，我们用注塑的方式用TPE材料代替PVC或者皮革，实现可回收，环保，高效，低成本的方式。

另外我们开发了很多创新的特种工程材料，行业内很多外资企业都是这么做的。高温尼龙、液晶聚合、纳米注塑材料、激光直接成型材料等。，我们也呼吁主机厂对国产材料有点信心。整体性能为高强度、抗疲劳性、抗蠕变性、耐高温性、耐溶剂性、尺寸稳定性和优异的电性能。

最后两点，物资的回收，通过行业的影响，真正做到规范合理，真正做回收生意。昨晚有专家提出，25年后，每年将有数百万辆汽车报废，这是一笔巨大的资源。我们可以通过标准化的拆解和筛选，根据应用要求进行改性、造粒和回收。国外有很多例子，我们可以借鉴。

在数字化开发领域，业内人士不在少数，应用平台也很多，但应用软件所需的分析软件大多是国外的，空间很大。这就是我要分享的全部。希望别人也能和我们交流。可能不是一个全面的总结。

标签：长安合创

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