-本報記者 吳博峰 文/攝
在新能源車市場邁向高質(zhì)量發(fā)展的關鍵階段,材料創(chuàng)新已成為驅(qū)動行業(yè)變革的核心引擎。在日前舉辦的2025京津冀產(chǎn)業(yè)鏈供應對接活動上,中國工程院院士潘復生在接受《中國消費者報》記者采訪時表示,鎂作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,在減重、節(jié)能、環(huán)保等方面具有鋁合金、鋼鐵等傳統(tǒng)材料無法比擬的優(yōu)勢,在新能源車領域應用前景十分廣闊。
鎂材料還有哪些特性?基于這些特性將如何提升消費者的用車體驗?又能否成為在后補貼時代拉動新能源車消費市場需求的關鍵引擎?
材料變革引領方向
中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(以下簡稱中汽協(xié))數(shù)據(jù)顯示,今年,國內(nèi)新能源乘用車銷量反超燃油車,以53%的市場占比穩(wěn)居乘用車銷量榜首。然而,在快速增長的背后,動力電池成本居高不下、安全性不穩(wěn)定、現(xiàn)有材料難以支撐輕量化研發(fā)等問題始終是阻礙消費者認可新能源車的關鍵因素。
在新能源車市場發(fā)展初期,業(yè)內(nèi)普遍認為隨著新能源車市場保有量逐漸提升,車載動力電池研發(fā)和生產(chǎn)成本會自然下降,消費者購車成本將進一步降低。不過,目前新能源乘用車保有量已超越傳統(tǒng)燃油車,但動力電池成本依然占整車生產(chǎn)成本的四成左右,這一數(shù)值與新能源車發(fā)展初期幾乎沒有太大差異。
這與目前所采用的材料性質(zhì)有關。由于目前市場上廣泛采用的鋰離子原材料依賴進口、核心技術受制于人等因素,其生產(chǎn)成本居高不下。潘復生介紹,全球鋰資源儲量有限,若需求快速增長,在極端時間內(nèi)便可能面臨枯竭風險。相比之下,我國鎂資源不僅儲存量豐富,且鎂合金材料在強度、減震、導熱、電磁屏蔽等性能上全面超越傳統(tǒng)材料。在此背景下,鎂有望成為重構(gòu)新能源車產(chǎn)品定價、動力電池與輕量化制造三大領域格局的“超級材料”,更是提升消費者用車體驗的理想選擇。
還有不到2個月,新能源車免征購置稅即將退出市場,這意味著消費者購買新能源車的成本將面臨一定幅度的提升。而鎂合金成本近幾年持續(xù)下降,目前價格低于鋁,成本優(yōu)勢顯著。值得一提的是,鎂合金的減重性價比逐步提升,規(guī)模化應用后成本還將進一步下降,如果被汽車企業(yè)廣泛采納,消費者購車成本有望持續(xù)降低。
在消費者最為關心的產(chǎn)品安全性方面,潘復生表示,鋰電池安全性較差,容易發(fā)生枝晶生長刺穿隔膜導致爆炸的危險。鎂電池相對安全,熔沸點較高且不易出現(xiàn)鎂枝晶,這為電池領域的安全發(fā)展奠定了良好基礎?!版V電池體積理論能量密度是鋰電池的1.5倍以上,這意味著同等體積下,搭載鎂電池的整車續(xù)航能力將大幅提升,可有效緩解廣大新能源車車主普遍面臨的續(xù)航和補能焦慮?!彼f。
基于安全、高效、資源豐富、環(huán)境友好、使用成本低等特征于一身的鎂材料從“技術備選”躍升為“市場必需”,成為支撐新能源車規(guī)?;占暗年P鍵支點。
輕量化的破局之道
目前國內(nèi)汽車輕量化發(fā)展已迫在眉睫。中國工程院院士楊裕生在2025中國電動汽車百人會論壇上表示,搭載大電池的長續(xù)航純電動車,節(jié)能減排效果微乎其微。某新勢力車型為突破1000公里續(xù)航,整車質(zhì)量飆升至2.5噸,百公里電耗達30度,相當于普通家用轎車的3倍能耗。
為尋求更佳節(jié)能效果,在追求車輛續(xù)航突破的賽道上,輕量化早已不是新鮮話題。但當傳統(tǒng)鋁合金減重逐漸觸及天花板時,鎂合金以顛覆性的技術革新悄然登場。試想一下:一輛車的電驅(qū)殼體減重30%,成本直降40%,續(xù)航提升5%以上,這樣兼具輕量化、高性價比與長續(xù)航的車型,是否會成為你的購車選擇?
十幾年前,碳纖維憑借其超輕特性成為車企輕量化布局的寵兒,但高昂的成本與不可降解的缺陷使其僅能應用在百萬級量產(chǎn)車或概念車上,購買群體受限。中國汽車工業(yè)協(xié)會副秘書長陳士華表示:“新能源車成本下探是推動消費者選擇的關鍵,而技術市場化應用的核心在于主流消費群體能否接受?!?/p>
與傳統(tǒng)“黑科技”動輒需要5至10年的研發(fā)周期不同,此次鎂材料技術已通過車規(guī)級認證,預計在短時間內(nèi)會有多款量產(chǎn)車進入消費市場。據(jù)悉,目前鎂合金在減震塔、一體化壓鑄后地板等零部件的應用已經(jīng)進入實驗驗證階段,車企開始啟動鎂合金材料在這類零件上的試用工作。
具體來看,今年4月,賽力斯發(fā)布大型一體化壓鑄鎂合金后車體,并進行了裝車驗證。此方案對比傳統(tǒng)的鋁合金方案減重效果達到21.8%。按照目前的鎂合金和鋁合金的市場價
格進行估算,單個零部件的材料降本達到近300元。
此外,目前鎂合金電機殼體已經(jīng)進入批量換裝的應用階段。鎂合金電驅(qū)殼體已在上汽部分車型中實現(xiàn)批量應用,繼成功搭載于L7車型后,上汽于去年11月推出第二代鎂合金電驅(qū)總成,單件減重幅度達33%。
另外,小米汽車與上海交通大學聯(lián)合開發(fā)的超高強耐熱壓鑄鎂合金,優(yōu)化了合金成分,同時兼顧成本、高強度及耐熱抗蠕變性能,使得新型鎂合金的強度和耐熱性等性能更加適用于鎂合金電驅(qū)殼體。
除了以上已取得明顯進展的鎂合金零部件之外,目前行業(yè)內(nèi)已開發(fā)出數(shù)百種鎂合金汽車零部件,其中幾十種汽車鎂合金零部件已成功應用,如方向盤骨架、空調(diào)支架、電池箱、車門骨架等。
記者了解到,目前行業(yè)內(nèi)車門內(nèi)板有鋼制和鋁制兩種類別,新能源車為了減重,不少車型采用了鋁制門內(nèi)板。而鎂合金因其輕質(zhì)和高強度特點,常被用作車門內(nèi)板材料,例如阿斯頓·馬丁和奔馳通過鎂合金實現(xiàn)輕量化設計改進。記者從一家國產(chǎn)企業(yè)獲悉,目前開發(fā)的鎂合金門內(nèi)板重量僅有2.62公斤,比傳統(tǒng)鈑金零部件減重75%。
氫能源布局將提速
自新能源車發(fā)展以來,具有零排放、續(xù)航里程長、補能速度快等優(yōu)勢的氫燃料電池汽車是業(yè)內(nèi)公認的未來汽車綠色發(fā)展的重要目標。
然而,盡管近幾年氫能在成本、供給端已取得一定突破,但要實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化,仍面臨著制氫、儲氫技術不足等問題。受此因素影響,氫燃料電池汽車在終端消費市場不升反降。中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示,今年1月至8月,我國燃料電池汽車累計銷售僅1859輛,同比縮減超五成。
對此,潘復生解釋稱,這與現(xiàn)有條件下儲氫難度大、安全性差、單位體積儲存量小等主要問題密切相關。比如,氫氣運輸和儲存環(huán)節(jié)一旦發(fā)生泄漏容易引起爆炸,目前市場上廣泛使用的高壓氣瓶、液氫儲罐等都難以保證安全。基于上述現(xiàn)狀,消費市場對燃料電池汽車的信任程度受到波及。
今年1月1日起,氫能正式被納入我國能源管理體系。目前,全國已有多個省份發(fā)布氫能相關規(guī)劃。在此背景下,鎂材料作為儲氫、電池技術的核心載體,被納入國家能源安全戰(zhàn)略框架。
潘復生認為,鎂材料的市場化應用將有望解決制約氫能源發(fā)展的業(yè)界難題。鎂材料具備高儲氫密度的優(yōu)勢,且無需依賴超低溫裝置與超高壓設備,不僅能大幅降低儲氫成本,還能實現(xiàn)從液態(tài)、氣態(tài)儲氫到固態(tài)儲氫的轉(zhuǎn)變,顯著提升儲氫安全性。此外,鎂本身就是制氫材料,可為燃料電池提供氫源。他表示,應設立專項資金支持鎂電池和鎂儲氫技術產(chǎn)業(yè)化,并建議對相關企業(yè)實施稅收優(yōu)惠及設備補貼政策,推動氫燃料汽車市場化發(fā)展提速。
中國電動汽車百人會上強調(diào),汽車智能化的重要基礎是新材料的發(fā)展和應用。當前智能電動汽車、人形機器人、低空出行呈現(xiàn)駕駛?cè)诤馅厔?,汽車智能化?qū)動下的零部件升級已成為產(chǎn)業(yè)價值增量的新方向。
(責任編輯:戴賢軍)