2009中国长春国际汽车论坛

2009 中国（长春）国际汽车技术论坛上午演讲资料 管欣：尊敬的各位嘉宾、女士们、先生们，早上好！ 今天非常高兴在这里聚集了这么多领导、专家、学者和媒体朋友，我们共同探讨汽车开发技术和汽车 组成系统。这次论坛我们有两个小节，首先是昨天的“结构升级，产业振兴”为主题，我们行业的领导和 政府的领导在一起共同研讨，形成了很多好的结论，无论是金融危机，还是我们的结构升级，产业振兴， 最重要的课题是我们在技术上要进行升级。长春是中国汽车的摇篮，技术上面目前在全国具有很好的优势， 我们探讨另外一个方面就是如何技术升级，技术振兴，来推动产业的发展。我们其他几个论坛一般是没有 技术论坛的，这也是我们这次论坛的一个特色。下面请允许我代表会议的主办单位对各位的到来表示热烈 的欢迎和衷心的感谢！ 下面有请付于武先生致词！ 付于武：尊敬的何部长，尊敬的各位领导，各位嘉宾，大家上午好！上面我代表中国工程学会对各位 嘉宾参加本次技术论坛表示热烈的欢迎和衷心的感谢！ 这次长春国际汽车论坛的主题是调整结构，产业升级，昨天我们听到了领导和专家贡献的真知灼见。 张小虞理事长有一句话，“2009 年要成为中国汽车产业强国的元年”。在什么样的基础上实现技术升级， 换句话说，我国汽车产业从技术层面上看状态如何，是需要我们必须回答的。我认为，进步很快，我但与 国际相比，差距仍然很大。从 2007 年到 2008 年中国汽车工程学会利用了两年半的时间进行了中国汽车产 业全面的产品开发的调研，第一批调查了 102 户整车企业，第二批调查了 200 多户零部件企业，我们从技 术的水平看，无论是从整车、零部件，与国际先进水平差距仍然很大。更具体的说中国汽车零部件产业严 重滞后，如何解决汽车企业的软肋，应该从以下几个方面去努力。 第一，中国汽车零部件发展的战略要有系统的规划和设计。 第二，对汽车零部件产业必须要引起高度的重视，要导入国家政府的资源，予以大力的扶持，按国际 上来讲，整车和零部件的比例投资应该在 1：3 左右。而中国的现状是 1：0.3，和国际水平相比差距是很 大的。 第三，必须重新审视整车和零部件的关系，整车企业特别是自主品牌的企业要用战略的眼光来扶持零 部件企业的发展。 第四，产学结合。解决我们技术发展瓶颈问题。 第五，呼吁更多的有眼光、有抱负的企业家进入零部件产业。 今天与会的专家有广泛的代表性，有跨国公司的代表，也有合作企业的代表，也有民营企业的代表， 我预祝他们的演讲成功，预祝本次技术论坛取得圆满成功。谢谢各位！ 管欣：下面有请王长和先生致词！ 王长和：尊敬的各位院士，各位专家，大家上午好！非常容幸参加 2009 中国长春国际汽车技术论坛， 我谨代表论坛的承办单位对论坛的成功表示热烈的祝贺，对光临论坛的专家和朋友们表示热烈的欢迎！ 本届论坛作为汽博会的重要组成部分，紧紧围绕结构升级，产业振兴，将对汽车产业的发展趋势，自 主创新能力，技术创新等进行研讨，是摆脱全球金融危机的影响，加快汽车产业升级的重要举措。汽车消 费拉动对钢铁，化工，石化等行业的作用更大，汽车行业在国际中占重要地位，我国是汽车生产和消费大 国，国家对汽车产业非常重视，提出了汽车调整和规划，其中一条是支持企业自主创新和技术改造，汽车 企业一直是吉林省重点发展的支柱产业，吉林省科技发展十一五规划提出，要建设具有国际竞争力的汽车 工业基地，吉林省科技发展十一五规划提出，把全面提升汽车主导产业核心竞争力和自主创新能力放在优 先位置。 为了把此次论坛办成一次落实科学发展观，服务吉林建设的高水平盛会，我们邀请到了多位院士和多 家国内外汽车行业做学术报告，也有很多中国汽车界的领导到会指导，我相信通过本次论坛，通过各位专 家学者及嘉宾们发表的真知灼见，在全球金融危机下，如何应对问题形成新的共识，为中国汽车的健康有 序、高效发展做出新的贡献，最后祝 2009 中国长春国际汽车技术论坛圆满成功，祝大家身体健康，工作 愉快！ 管欣：谢谢两位领导的致词。下面我们开始分题研讨，专题是汽车先进技术开发和材料技术。下面右 倾郭孔辉院士。 郭孔辉：各位来宾，各位领导，大家好！ 今天的题目是先进汽车底盘开发技术。我们国家汽车底盘的技术稍微差一些。底盘调校的必要性，纯 逆向的问题，开发之例。调校的难度是结构五花八门，对运动型能非常敏感，复杂的动力学问题以及数据 库。 现代汽车的新挑战。早期的概念是隔震降噪与操稳的矛盾牺牲隔震；子午线轮胎的推广应用要求对 车轮运动更精确的控制；橡胶块越来越多、越软，给操纵性提出严重挑战。 轮胎特性的可控性。通过载荷转移控制；通过侧倾转向控制；通过侧向力转向控制；通过纵向力转向 控制；通过纵向力滑移率控制；通过车轮主动转向控制；通过车轮主动侧倾控制。 底盘设计与调校的基本概念：一是运动学等效概念，复杂导向系的等效单臂；二是侧偏角的等效概念： 轮胎侧偏角与弹性转角的综合。 目前汽车行业的底盘技术现状。大多数企业缺乏底盘调校能力，包括手段、数据、经验和理论。轿车 新开发底盘都要拿到国外调校。调校内容是轮胎调校，除换胎和有限的改变充气压力外潜力较小，主要是 对 K&C 特性提出改进建议。稳定杆、橡胶衬套等，调校报价一般都要 100 万美元200 万美元。K&C 试验 台的基本功能，车轮上下跳动时车轮前宿角、外倾角和轮距的变化；任何载荷下车轮受到纵向力、侧向力 和回正力矩时车轮前束该、外倾角、轮距和 Fz 的变化；前后悬架的垂直刚度、倾斜刚度、纵向刚度和侧 向刚度。测量必须保持高精度，因为微小的变化都会影响操纵性。在大的静载荷下测量轮胎力和定位的微 小变化是一种挑战。大约需要 200 个数据通道来采集车辆特性。 管欣：感谢郭院士的精采演讲，下面有请一汽集团副总工程师、技术中心主任李骏博士关于“FAW 发 动机研发自主创新”的演讲。 李骏：各位来宾，各位同仁，过去 10 年是我们汽车崛起的 10 年，崛起的标志是我们自己设计，自己 开发，自己能设计车身，自己能设计发动机，今天把一汽过去 10 年自主开发做一个总结。第一是开发自 己的发动机产品，第二是掌握发动机核心技术，第三是形成了发动机研发能力，第四是建立发动机研发体 系。 一汽是一个大的品牌，一是轿车的品牌，另一个是解放车，我们分为商用车和乘用车。在乘用车的领 域，我们用五个发动机，三个品牌来覆盖，我们没有盲目的开发和投产。 在核心技术方面，主要包括：发动机技术平台AFECTTTM、“三高化”Lean Desugn 技术、FEUP Cost Reduction 技术、High Performance 技术，以及 Electronics Control 技术。 在发动机研发能力方面，我们特别重视的是发动机概念设计能力：1、主参数设计，它是发动机数字 化设计的基础，是确定发动机开发方向的决定因素；2、主结构设计，基于三高要求的“主结构设计”， 具有当前国际先进发动机平台的典型特征。3、主性能设计，基于对标过程的性能设计，使得性能目标的 确定及方案的选择更科学，为性能开发提供有效保障。另外是发动机设计认证能力，包括 CAE 系统、结构 CAE 系统、性能 CAE 以及试验 CAE。在发动机的试验开发能力方面，包括：1、试验设备；2、试验管理； 发动机智能设计能力是 IT 化。 发动机开发流程体系技术中心拥有完善的重型柴油机开发流程，突出重点里程碑、阶段门的评审， 重点强调对概念、设计及生产的三阶段认证，有效的保障开发结果的顺利实现。部门级发动机产品开发流 程。专业级发动机产品开发微流程，中心级质量管理框架。 发动机开发质量保证体系：发动机产品设计认证 CV。中心级发动机产品诞生流程 CV，发动进产品开 发认证 DV。中心级发动机产品诞生流程 DV，发动机产品投产认证 PV，中心级发动机产品单程流程 PV。以 上是我的演讲，供大家思考，未来时间我们如何变成汽车强国。 管欣：下面有请陈清泉院士对“新能源汽车动力系统的技术路线和产业化路线”的报告。 陈清泉：尊敬的各位领导，各位来宾，我今天非常高兴在这个汽车的摇篮长春，来探讨新能源汽车动力 系统的技术路线和产业化路线。一百多年前汽车的出现，改变了世界，促进全球经济和社会的发展，但也 带来了一系列严重的问题，诸如能源、环保和交通安全。这些问题就是可持续道路交通迫切需要解决的问 题。电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车是 21 世纪清洁、节能和智能的道路交通工具，它具有高效 率、零排放或低污染、并可实现初始能源多样化等显著优点。 自 1973 年石油危机，世界开始关注石油的供应和消耗的平衡问题。化石燃料资源是有限的，然而石 油的需求大大增加。交通部门是消耗能源较多的部门之一。在最近的几十年里，交通部门的石油消耗的增 长率是最高的。这一增长主要来自于新的需求，即个人车辆的增多，尤其是在中国。而这些车辆大都采用 传统的内燃机作为动力。 1992 年，我们的第九拥有超过 5 亿辆汽车。到 2050 年，这个数字将超过 25 亿。如果这些汽车都采 用汽油和柴油燃料作为动力，我们的世界将根本无法承受。因此，我们这个时代最紧迫的任务之一是开发 采用可替代燃料的汽车。我们一定要开发这种新技术。石油和天然气需要数百万年才能形成，在未来 40 至 60 年可能会用尽。如果使用传统燃料汽车的迅速增长趋势继续下去的，我们天空将变成灰色。我们应 该熬过这段黑暗寻找新的曙光。现在是时候去思考我们现在的状况以及我们应该朝着哪个方向发展。 近来各国政府和有关组织对汽的能耗效率和排放制订了更严格的标准。纯电动汽车，由于它们不消耗 石油和零排放，对于解决能源危机和全球变暖问题是理想的方案。然而，初期成本高、行驶路程短和充电 时间长是它们的缺点。混合动力汽车克服了内燃机汽车和纯电动汽车的缺点。 可持续道路交通的关键在于推行新能源汽车，包括纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车。而要 成功推行这些新能源汽车的关键依赖于正确的技术路线和产业化路线。本文的目的就是讨论这两个路线， 供有关部门参考。 2 技术路线 混合动力汽车在传统驱动系统的基础上引进了电力驱动系统。与纯电动汽车相比，它有较长的行驶里 程；与传统的内燃机汽车相比，它改善了燃油的经济性。如果车辆停止，内燃机也可以停止运转。混合动 力汽车中的电力驱动系统可以使内燃机只运行在一定的功率和转速范围内，例如汽车在低速启动时，采用 电动机启动，而当汽车的载荷不大时，内燃机通过发电机给电池充电，从而优化内燃机的效率，减少石油 消耗能量和废气的排放量。当汽车制动和下坡时，采用电机再生制动，实现能量反馈。在混合对立汽车驱 动的纯电动模式下，一定分为内的无噪声运行和零排放是可能的。如果采用更大容量的电池，并且电池的 充电是采用充电插头连接电力网来进行充电，这样其纯电动运行模式的里程可以延长，这种混合动力汽车 被称为充电式混合动力汽车。 虽然混合动力汽车有助于解决道路交通中的能源危机和污染的挑战，但有些购买者仍然有些顾虑。新 车买主存在的三个主要顾虑是：（1）购买价格较高；（2）可靠性和维修的问题；（3）由于引入较高电 压，存在高频率、大电流可能造成的电磁干扰问题。 除了纯电动汽车和混合动力汽车之外，另外一种是燃料电池汽车。燃料电池是利用氢和氧的结合产生 电能来驱动车辆。燃料电池产生的电能除了用于驱动车辆外，还可以储存在一个能源存储设备，如果电池 或超级电容器，可实现高的系统效率。燃料电池汽车基本上是零排放，它们只排放水蒸气。燃料电池汽车 也是具有发展潜力，但要实现产业化还需要一段时间。 燃料电池汽车目前存在的主要问题是：（1）生产成本高；（2）燃料电池的生命周期较短。未来研究 的目的是降低铂催化剂的用量，或能取代铂催化剂的新材料，改进电解质膜，以改善燃料电池的耐久性， 使它可以使用的寿命超过 10 年；（3）氢气的制造、输送等基础设施。此外，应提高燃料电池的能量密度， 使行驶里程可超过 500 公里，相当于汽油车或柴油车。 汽车动力系统的技术路线，第一种路线是着眼于研发先进的内燃机，即借助汽车电子改善内燃机的燃 烧效率和研发新的替代燃料。第二种路线是着眼于研发先进的电力驱动。总的路线应该是第一路线和第二 路线的结合，也就是研发先进的混合动力系统，其关键就是内燃机和电动机的优化集成。根据说采用的电 力驱动功率的大小，混合动力汽车可分为微度混合、轻度混合和全混合。根据混合动力驱动的拓扑结构， 混合动力汽车可分为串联，并联和串并联结构。根据能源补充的种类，混合动力汽车可分为加油站加油和 充电站充电。根据汽车制造商的规模和能力，有的汽车制造商可能生产从微度混合到强度混合的各种不同 车型的混合动力汽车。而有的汽车制造商可能只是重点生产微度或轻度混合的某些车型。 纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车发展的三个重要的问题是：动力系统的拓扑结构、能源管 理和有效的能源存储设备。拓扑结构是第一个问题。混合动力系统的拓扑结构基本上有三种类型，即串联， 并联和串并联。其中，带有行星齿轮的串并联结构可以按串联结构或并联结构运行。因此它有一个“最大” 的架构，可以最大限度地优化燃料的消耗量，废气的排放量和性能。由于带有行星齿轮的串并联结构复杂， 最近正在研究一种叫电器无级变速器，其功能就像串并联结构的行星齿轮一样，这意味着它可以按串联结 构或并联结构运行，实现最大程度的优化。在这种混合动力电动汽车中，无级变速是通过电极而不是机械 传动实现的，其功率的传递一部分是通过机械传递，另一部分是通过电磁传递。因此，它能更灵活地控制 转矩和速度，以达到最好的效果。串联式混合动力装置主要用于重型车辆，军用车辆和公共汽车。而并联 和串并联大多使用在的小型和中性汽车，如轿车和一些公共汽车。混合动力汽车的工程哲学是 1+12。这 意味着由内燃机动力和电动机动力相结合而产生附加值，充分体现了电力、电子和控制技术的优势和灵活 性，不仅提高了能源效率和减少废气排放，而且也更加智能化、舒适、安全。就像骡子和马和驴子结合的 结果，骡子拥有马和驴子的最好 DNA 的，因此它更有力和更耐力。混合动力汽车的关键技术主要是动力总 成的控制优化、电力驱动、能源管理和高效的能源存储子系统。 3 产业化路线 降低成本、减少体积和重量、提高性能和加强各有关方面的联盟是纯电动汽车和混合动力汽车成功打 入市场的关键。汽车制造商必需和政府、关键零部件商、能源公司、院校、用户等形成战略联盟，互相支 持。需要解决的主要问题是：用户可以得到什么经济优惠或其他好处？社会可以有什么环境效益？与传统 车辆驱动相比，没有任何负面而更具有驾驶乐趣。为了有效地减少二氧化碳排放和降低对石油的依赖，适 当的立法措施和奖励措施是必不可少的。影响纯电动汽车和混合动力汽车打入市场的主要因素包括燃料价 格、法规和税收、地方立法、购买动机、提高驾驶者的环保形象以及公共教育等。 在当前环境保护和能源节约受到日益关注的世界，纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车的发展 速度加快。拥有商业上可行的纯电动汽车和混合动力汽车的理想正在成为一个现实。其中成功的关键赖于 正确的技术路线和产业化路线。汽车制造商的首席执行官必需带头策划战略目标，包括近期、中期和远期 的规划。这项任务不应该仅仅交给研发部门或销售部门，因为这是一个重大的革新项目，将对这个公司和 整个社会产生重大的影响。除了有明确的目标，高级管理人员也应具有整体性和创造性思维，以监督该项 目的进展情况。 以下是一个主要汽车制造商开发混合动力汽车及其商业化的成功经验： 1、有正确的战略计划，包括短期，中期和长期的。 2、有足够的资金，以支持发展计划。 3、有创新的核心技术，特别是汽车技术、电力驱动技术和能源储存技术的集成创新。 4、有正确的技术路线和产业化路线。 5、汽车制造商和政府、关键零部件商、能源公司、院校、用户等形成战略联盟。 6、了解最先进技术的情况，权衡技术、成本和市场。了解微度混合动力汽车、轻度混合动力汽车、全混 合动力汽车、充电式混合动力汽车和燃料电池汽车的性能优势与成本效益。 7、彻底了解市场的需求和必需的基础设施和售后服务。 管欣：下面有请长安汽车股份有限公司总工程师庞剑博士。 庞剑：第一是汽车 NVH 问题，第二是汽车 NVH 控制方法，第三是汽车 NVH 技术的发展，第四是中国汽车 NVH 状态。 NVH 的重要性：对顾客非常重要，影响顾客的满意度，影响到售后服务。我们现在对性能这方面比较弱， 操控性是很重要的，如果我们把性能找得到，我们国家真正的是走向汽车产业的强国。 NVH 的控制方法：NVH 的开发是一个目标制定分解验证的过程。决定 NVH 的因素有 4 个，一是顾客的 要求，二是政府法规，三是公司的需要和技术，四是竞争对手。目标有很多级别，有整车级目标（车内噪 声），系统级目标（动力系统的噪声），子系统级目标（排气口的噪声），部件级目标（消声器的传递损 失）。目标分解是从上至下，目标设定也是双向的，目标分解也是双向的。 源通道接受体 源有发动机噪声振动源，变速器噪声振动源，排气系统的噪声振动源，进气系统的噪声源，传递轴系的 NVH，激励源，路面表面的形成，轮胎的刚度和压力，轮胎块的长度和形状，轮胎的宽度和尺寸，汽车的 速度。风激励噪声：由于气流绕着汽车运动而产生的噪声，激励源，空气动力湍流，其他：天线的涡流， 挡风玻璃的湍流。 通道：结构通道控制车身控制。车身的结构模态应该与其他相邻结构模态放开。车身结构模态应该与车 身声控模态分开。白车身和装饰车身模态的刚度要足够大，以避免产生奇异噪声。局部模态应该足够高， 以避免引起 NVH 问题，如轰鸣声。车身要实现风噪最小设计。悬架系统的控制，悬架的模态频率，悬架的 刚度与阻尼，悬架跳动的频率，悬架部件的频率，轮胎的控制，声控模态，结构模态，轮胎的平衡。振动 通道控制的方法有：隔振器，吸振器，阻尼材料，提高结构和支架的刚度，阻止振动的传递，车身连接点 灵敏度的控制。声学通道控制：声学包装。噪声通道是由声学包装来完成的，车身的密封，孔洞的控制， 隔声材料的应用，吸声材料的应用。 汽车 NVH 的客观评估。整车级客观评估的内容：驾驶员和乘客耳朵的声音，地板或座椅轨道的振动，方向 盘的振动，椅子和人体的振动；不同级别的客观评估内容：整车级评估，系统级评估，部件级评估。 道路试验：环道，直道，平整的沥青路面，凭证的水泥路面，粗糙的水泥路面，砖做的路面，鹅石路面， 斜坡路面。 NVH 分析方法：有限元分析，边界元分析，统计能量分析，其它声学分析，模态综合分析，传递路径分析。 以声品质主导的 NVH 开发，传统上，噪声控制就是降低声音的大小，仅考虑声级的大小和频率成分。八十 年带后，在汽车界开始使用声品质，汽车的声音与发动机转速有关，汽车的声音与发动机发火阶次有感， 声音的成分影响听觉，声音影响顾客的满意度，部件的声品质。品牌的象征、汽车的 DNA 影响汽车的品牌。 NVH 主动及半主动控制：动力总成主动振动控制，主动控制的元件是机械激励器，传感器，电子控制器， 额外能量。 其他 NVH 技术发展领域：噪声振动传递路径的精确分析；源级通道对车内贡献量分析技术；整车高速风噪 控制与车身优化技术；整车董路噪声控制与悬架系统优化技术；轮胎噪声的研究；发动机的燃烧噪声；动 力总成辐射噪声控制技术；变速器的啸叫和敲击；发动机离合器变速器传动系统的振动控制；由摩擦 引起的噪声与振动分析；新能源汽车的 NVH 控制；轻量化材料和结构的噪声与振动研究；新型隔声材料及 结构的研究；异响的前期控制技术；测量技术的研究。 中国汽车 NVH 领域存在的问题：具备基本的试验条件，但数量上远远不够；缺少某些领域的实验室，比如 动力传动 NVH 实验室；具备基本的 CAE 条件，但硬件和软件的支撑上要加强；具备一定的 NVH 工程实践经 验，但专家队伍远远不足；开展了不少 NVH 领域，但光度和深度上还有很长的路要走；建立了初级的 NVH 数据库，但需要完善。 管欣：下面有请栗原英资先生演讲。 栗原英资：首先我解说一下我们的帝人集团。我们的理念是生活的质量，我们希望和社会共同成长。同时 帝人集团的结构是包括合成的纤维业务，医药医疗，以及 IT 业务等等。我们整个的销售是超过 9500 亿元， 这是 08 年的年度销售额，我们集团的业务首先最主要的是涤纶的纤维，碳纤维等。这显示的是我们集团 可以应用在汽车上的我们说开发的材料。比如说像我们说的这种合成的纤维和使用的薄膜等，比如汽车的 座位上使用的我们开发的聚合的材料等。现在我们帝人集团所开发的主要应用有，涤纶的纤维，也就是汽 车座椅上所使用的，另外是聚碳酸酯树脂，有很强的耐磨性，聚碳酸酯树脂，钢丝代替材料，耐热型据酸 如树脂，偏振光散乱薄膜。还有耐热的分离器。