“要是以这种价格销售的话,没有任何一家日本汽车厂商能与之竞争。”
某日本汽车厂商的一位技术人员叹息道。德国戴姆勒的轿车“梅赛德斯·奔驰C级”于2014年7月在日本上市。这位技术人员之所以这样说,是因为经过对该车进行拆解并详细查明材料构成及组装方法,掌握了采用多种材料的“多元材料化”技术全貌。
多元材料化是指车身骨架及外板除了原来的钢铁材料之外,还结合使用铝、镁、CFRP(碳纤维增强树脂基复合材料)等轻质材料的技术。如果根据不同位置恰当地采用多种材料,就能使车身重量比仅仅使用钢铁时大幅减轻。
这种技术存在的课题是成本。轻质材料的原材料费用高于钢铁。而且,如果像焊接钢铁材料一样采用普通焊接方法,是无法焊接异种材料的。要用异种材料组装车身,需要开发出特殊的焊接技术,工厂生产线也需要进行新的设备投资。因此,多元材料化技术此前仅应用在一部分高档车上。
多元材料化是潮流
奔驰C级基本款的售价为400万日元左右。尽管该车在戴姆勒的车型中算不上高档车,但车身使用了高张力钢板及铝板等多种材料。而且,已证实焊接这些材料的方法“多达10种”。这证明戴姆勒进行了设备投资,日本汽车厂商对此颇为警惕。

全球汽车业界目前都在加紧开发多元材料化技术。虽然这是最近几年的潮流,但大众爆出尾气门事件之后,其重要性则越来越高。
柴油发动机一直被视为减排温室气体的优势技术。虽然电动汽车(EV)及混合动力车(HEV)等采用新型动力传动系统的技术也非常有效,但这些车型在新兴市场国家销售时,还面临充电桩普及和价格昂贵等课题。柴油车一直作为过渡到这些车型之前的优势技术之一而备受期待。
不过,大众尾气门事件为柴油车带来了逆风。因此,估计各汽车厂商今后会为了减轻车身重量而积极采用多元材料化技术。原因是这样做可以提高燃效,并减少温室气体排放。奔驰C级通过采用这种技术使白车身(涂装前的车身)的重量比上代车型减轻了约70kg。由此,燃效最多可提高30%以上。
采用多元材料化技术的企业并非只有戴姆勒一家。德国宝马2013年11月在欧洲推出了EV“i3”,该车的大部分车身采用了CFRP。美国福特汽车则为最畅销的皮卡车型“F-150”的2015年款配备了全铝车身。英国捷豹·路虎2015年春季在欧洲推出了“XE”,铝材在该车的白车身表面积中所占的比例高达约75%。

从上述例子可以看出,近几年采用多元材料化技术的企业均为欧美厂商。几乎没有日本厂商采用该技术的例子。对此起到阻碍作用的是很多日本厂商制定的“首先彻底使用钢铁”(日产汽车)的方针。
仅使用钢铁,很快就会达到极限
多元材料化技术的普及可能会对日本汽车厂商带来不利影响。这样说的原因是,虽然日本在动力传动系统开发领域领先于其他国家,但“在多元材料化技术领域起步落后是不可否认的事实”(某日本汽车厂商)。
日本厂商此前一直通过巧用高张力钢板来推进轻量化。钢铁材料不仅价格便宜,而且容易加工,使用高张力钢板的话,还能确保较高的强度。可直接使用现有生产设备也是一个非常吸引人的优点。不过,光靠钢铁材料来实现汽车的轻量化是有极限的。
今后,不仅是日本、欧洲各国及美国等发达国家,新兴市场国家的尾气规定也会越来越严格。比如,中国2015年允许汽车厂商每公里排放的CO2(销售车辆的平均值)为160g,到2025年就只为116g。当前的首要任务是开发多元材料化技术。
试图在该技术领域寻觅商机的是材料和部件厂商。神户制钢所2014年4月开发出了使用以往的焊接机来接合钢铁和铝板材的技术。
日本政府也开始行动起来。经济产业省2013年10月成立的“日本新构造材料技术研究组合(ISMA)”(包括材料厂商、部件厂商及汽车厂商等在内,共有36家企业和两个团体加盟)目前正在推进多元材料化技术的研究。
不过,这些举措的效果还十分有限。如果欧美厂商一直处于领先地位,汽车业界的势力格局将有可能发生逆转。技术革新无法一蹴而就,尽管更新生产设备需要花费巨额成本,但日本厂商是正视多元材料化技术优点的时候了。
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