新材料創新：筑牢汽車產業變革根基

文 / 本刊記者 劉通

智能網聯電動汽車的崛起改變了全球汽車產業格局。這不僅僅是產品市場占有率的增長，更重要的是為汽車產業新材料、新技術應用帶來了更多機遇和挑戰。

從車身輕量化、能源技術到智能駕駛，全球汽車產業在持續推進安全、舒適和節能減排技術創新。新一輪的技術創新促進了中國汽車產業的發展，同時也有利于推動汽車產業的可持續發展。與此同時，在新賽道，全球各大汽車制造商不斷加大電動化轉型步伐，汽車產業競爭愈加激烈。

汽車新材料是汽車產業技術創新與發展的源頭，是中國汽車產業向全球領先水平奮進的重要支撐。在更加激烈的市場競爭環境和不穩定的商業格局下，汽車新材料怎樣創新發展才能保持中國汽車產業在智能網聯電動汽車領域中的先發優勢？

2023 年11 月10-12 日，由中國汽車工業協會和武漢市人民政府聯合主辦的2023 中國汽車供應鏈大會在武漢經濟技術開發區成功召開。其中在“新材料、新進展、新未來”主題論壇上，眾多汽車新材料領域的專家及產業鏈相關企業與會交流，通過分析汽車新材料的發展現狀與趨勢，分享成功經驗及創新路徑，進一步加速新材料高水平研究成果的快速應用轉化，促進我國汽車產業實現綠色可持續高質量發展。

中國工程院院士、武漢紡織大學黨委副書記、校長徐衛林，中國汽車工業協會專務副秘書長姚杰，東風汽車集團有限公司技術中心材料總工程師李明桓，北京理工大學教授李寧，中國第一汽車集團有限公司材料與輕量化研究院高級主任李菁華，中汽創智科技有限公司產品經理、江蘇省氫燃料電池汽車標準化委員會副秘書長趙榮博出席會議并發表專題演講或致辭；武漢理工大學教授宋燕利、上海杉杉科技有限公司副主任黃晶鑫、江蘇澳盛復合材料科技有限公司銷售總監蔡少雷、萬華化學集團股份有限公司應用開發經理王紹杰、上海機動車檢測認證技術研究中心有限公司主管工程師趙欣參與圓桌探討；東華大學教授、纖維材料改性國家重點實驗室副主任余木火主持會議。

新材料是汽車產業變革的堅實基礎

全球汽車產業變革的加劇，在為我國汽車產業發展帶來機遇的同時，也帶來更多嚴峻的挑戰。如果說供應鏈是我國汽車產業發展的基礎，那么新材料便是包括汽車產業在內的所有產業變革的重要根基。

姚杰介紹，過去幾年全球汽車新材料技術不斷進步，極大促進了汽車產業發展。高比電容、高導電率、正負極材料得到飛速發展，電池安全性和使用壽命都得到提升；高性能復合材料成功應用于汽車結構，加速了汽車輕量化的發展步伐；高轉換率、零排放和無噪音等特點的氫燃料電池在氫氣設備、制備、儲存和運輸等技術體系不斷升級，目前已初步實現了商業化應用；石墨烯、OLED、超塑性合金、記憶材料、納米材料等一系列新型功能智能材料的應用，促進了汽車零部件的產業升級，為汽車行業的轉型升級提供了強有力的技術支撐。

他表示，當前世界汽車供應鏈發展正呈現出四大趨勢。一是雙碳目標引領，驅動汽車供應鏈加速脫碳進程。二是技術變革加快，促使汽車供應鏈向網狀生態演變。三是跨界融合深化，促使汽車供應鏈邊界外延拓展。四是數字化技術應用賦能汽車供應鏈轉型加速。世界汽車供應鏈進入體系重塑新階段，在新的發展階段中，汽車新材料技術發揮著重要作用，將為我國汽車供應鏈轉型升級提供新的增量。

李菁華在主題演講中，詳細闡述了她對非金屬材料未來發展的展望。她指出非金屬材料已經邁入了時代的前沿，也將是未來汽車發展的一個全新賽道。而未來非金屬材料的競爭主要表現在四個方面：一是核心能源材料，二是前沿智慧材料，三是綠色、生態材料，四是新型的復合材料。同時，李菁華強調，新材料無論怎么開發，必須聚焦需求：一是國家戰略的指引，二是汽車行業的變化。

交流分享，加速成果應用落地

會上，眾多汽車新材料領域的專家及產業鏈相關負責人圍繞纖維材料、汽車輕量化、動力電池及氫燃料電池材料等熱點問題展開積極探討。

作為紡織領域的權威專家，徐衛林表示，紡織作為一個重要的應用型學科，具有多學科交叉匯聚、多技術跨界融合的顯著特征。同時，功能纖維、差別化纖維和高性能纖維的發展為汽車行業向輕量化、高性能化和時尚化的轉化創造了有利條件。

徐衛林介紹，汽車用紡織材料市場蘊含巨大發展潛力。從車頂到座椅，從安全氣囊到地毯，從安全帶到汽車結構件，從電池隔膜到氫氣儲存罐等等，汽車用紡織品是應用最廣的領域之一。近年來，隨著汽車工業的飛速發展，紡織材料在汽車內外部的運用迅速增加，紡織材料的多樣性和創新性不斷拓展汽車內飾和外觀的設計空間以及時尚性和功能性。徐衛林指出，未來汽車用紡織品的發展趨勢將體現在四個方面：一是綠色低碳；二是安全可靠；三是節能輕量；四是智能舒適和時尚美觀。

在汽車輕量化方面，李明桓就東風公司在新能源汽車輕量化領域的工作和思考給與會嘉賓帶來了精彩的分享。他指出，傳統車和新能源車的重量差異主要在于動力總成，所以新能源汽車輕量化不僅僅是在車身，同時也在底盤及動力驅動系統。小型化、模塊化的設計是輕量化重要的設計路線；大型的一體化成型技術是輕量化主要的工藝技術路徑；再加上新材料、新功能的應用，會使得輕量化的路徑更加寬闊，機會更多。優化產品設計、完善制造工藝、使用輕質材料，是實現產品輕量化的三個重要途徑。

對此，宋燕利在其演講中補充到，在實現汽車輕量化的過程中，材料是一個極為重要且關鍵的環節。與航空航天行業不同，航空航天行業特別強調高性能，對效率、成本有一定的彈性，約束條件相對較少。但對于汽車行業來說，不僅要實現高性能，而且要兼具高效率、低成本。為此，他提出了高性能輕量化制造的概念，其內涵是在實現輕量化的基礎上，保證產品制造的高性能、高效率、低成本、綠色低碳。

蔡少雷則表示，新能源汽車的發展給碳纖維材料帶來了更多發展機會。首先，輕量化是新能源汽車提高續航里程的重要途徑之一；其次從市場消費升級的角度來看，高端車型對碳纖維等高價值材料的應用需求也會逐步提升；三是碳纖維材料的應用符合全球“雙碳”目標；最后氫能的發展會激發氫氣瓶的需求量，從而帶動其制作原材料——碳纖維的使用。王紹杰認為，隨著輕量化、綠色低碳的逐步達成，未來非金屬材料在汽車上的用量可能要達到200 甚至300 公斤的水平，許多高性能的材料會越來越多地涌現出來，應用到汽車產品上。

在當前能源危機、氣候變化、雙碳目標確認的大背景下，作為新能源轉變及儲存裝置的二次電池，已經成為各個國家技術競爭的重要領域。會上李寧詳細介紹了他們團隊在動力電池領域最近取得的一些關鍵正極材料研發成果——高性能富鋰錳基正極材料。黃晶鑫則在《新能源新周期，負極材料市場發展布局》主題演講中詳細闡述了杉杉科技在人造石墨負極材料、硅基負極材料等方面做出的開創性工作。趙榮博在《燃料電池電堆及核心零部件產業化的機遇與挑戰》主題演講中分享了中汽創智在氫燃料電池領域最近幾年的研發創新歷程和他們取得的階段性成果。

嘉賓的分享為參會人員勾勒出我國汽車產業鏈、價值鏈的生態重構線條。但在重構過程中，他們也遇難到了一些問題和挑戰：無論是輕量化、電動化還是智能化，成本邊界必須考慮，而汽車產業的利潤空間正在不斷被壓縮；產研對接不通暢；缺乏驗證平臺……如何才能實現高質量、可持續性發展？

產研相融，共同推動產業發展

我國汽車工業的轉型發展從大方向上來看無疑是成功的，但是在某些關鍵材料上還存在著短板。材料屬于基礎產業，要想滿足我國汽車產業高速、高質量發展的需要，亟需科研院所、材料企業、零部件企業、主機廠密切合作，共建交流平臺。

為此，中國汽車工業協會根據行業發展需求于2021 年10 月成立了汽車新材料分會。作為汽車新材料分會理事長，余木火表示，汽車產業是材料研究的最大應用場景，但是我國現在的汽車行業和材料產業之間溝通少，缺少橋梁。汽車新材料分會主要的使命就是在汽車產業與新材料研發之間搭建一座橋梁，在促進汽車行業發展的同時，促進新材料產業的進步。

余木火舉例說，中國之所以能在動力電池領域領跑全球，一個很重要的原因就是動力電池只需要在實驗室里搭建一個電池裝置便可實現驗證，但許多新材料，特別是架構材料，需要整車驗證，在實驗室難以實現。

他表示，要越過新材料和汽車產業之間的鴻溝，除了像中國汽車供應鏈大會及汽車新材料分會這樣的技術交流平臺外，更重要的是搭建驗證平臺。“有沒有可能用成熟車型來驗證各種新材料呢？”會上，余木火提出了一個大膽設想，“這樣可以縮短新材料應用的周期，并促進大學及研究機構中的專業人才投入到汽車新材料的開發工作中。”

作為國家級檢測平臺，上海機動車檢測中心不僅僅承擔3C 公告包括生產一致性核查的任務，也有委托研發類，為企業包括主機廠、零部件廠商做開發驗證實驗的工作。“余老師說缺驗證平臺，我認為我們現在做得還不夠。”對于余木火提出的問題，趙欣表示，“作為材料人我會堅持在這條道路上不懈努力，希望未來跟大家有更多合作機會。”

大會最后，余木火總結到：“從整車國產化到零部件國產化，再到材料國產化，新材料的創新是業內共同的使命，也是我們共同的夙愿。”姚杰也發出倡議：“中國汽車工業協會號召全體會員和各分支機構積極行動起來，把握全球汽車供應鏈體系重塑的有利時機，統籌汽車供應鏈安全與布局，充分發揮協會的平臺優勢，推進零部件企業轉型升級，打造自主可控、安全可靠的全球汽車供應鏈。”