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钟志华:《“八新联动”助力汽车产业与技术高质量发展》
2025-04-09 20:51:56
演讲嘉宾:钟志华(中国工程院院士,中国工程院党组成员、副院长,第十四届全国人大常委)
习近平动书记指出,推动我国汽车制造业高质量发展必须加强关键核心技术和关键零部件的自主研发,实现技术自立自强,做强做大民族品牌。
一、汽车产业发展形势及面临的挑战
现在汽车产业总体发展由扩大规模到调整结构,量基本上维持在一定规模,结构正在发生重要变化,新能源车、智能网联车的份额在增长,尤其是新能源车增长很快。相信总量在后面也会有快速增长,在结构调整以后,发展路径也会发生变化,量肯定会有新变化。
挑战之一:产业链韧性不足,诸多环节存在“卡脖子”
新能源车已经走在前面,无论是规模还是关键核心技术,在智能车方面发展很快,但是也面临一些需要解决的瓶颈问题,主要涉及到大家熟知的芯片、软件等。
挑战之二:汽车安全面临新的挑战
一方面传统的被动安全和主动安全,仍然是重要的课题。现在很多事故还是非常令人痛心的,这样的事故可以用新的方式大幅度的解决,这是智能化技术。但是智能化技术也带来了新的安全挑战:网络安全、数据安全等,电池安全也需要进一步解决,也取得了很大成效。
挑战之三:产业竞争加剧,企业加速淘汰
这既是挑战也是机遇,不管是传统的燃油车还是新能源车,企业数量比较多,现在正在整合或者有的被淘汰,这对有些企业是很大的挑战,对整个行业来讲也是必须要经历的过程,某种意义上讲也是某种机遇,大家一起做强做大。
挑战之四:“双碳”目标给汽车产业发展提出更高要求
大家知道碳足迹话题,无论是从原材料、能源端到材料到制造过程到回收,都要考虑减碳要求,这里面有很大的潜力和挑战。
二、新技术为汽车产业带来新机遇
1、挑战怎么应对就是新技术的发展,为我们提供了很好的途径。新技术是多方面,汽车是非常重要的新技术应用的平台和载体,所有新技术都可能在汽车上找到重要应用。当前我们知道的是智能化技术包括人工智能、大数据、云计算等,在汽车上应用越来越广泛,并且有快速发展趋势,还有其他相关元器件,在促进汽车性能、功能、品质大幅度提升。
2、新能源是发展非常好的技术,纯电动是大规模的商业发展,同时氢燃料、电池汽车以及其他新能源燃料也在不断推进,这对汽车的交通减碳新的功能和新的体验提供了很好的技术途径和品牌。
3、车用新材料层出不穷,高强钢、碳纤维增强复合材料、高性能铝合金、石墨烯等材料的应用,为汽车安全性等其他方面提供很好支撑。
三、“八新联动”促进汽车产业高质量发展
基于前面新技术,我们团队提出了“八新联动”概念,有的专家可能也听到过我们原来讲的“七新”,“八新”在原来基础上增加了一个“新架构”,因为汽车芯片和智能化进展,使我们觉得现在新架构已经更加成熟了。我们讲的“八新”对汽车来讲,这八新是:
新功能,以智能化为引领的,或者通过智能化产生的汽车新功能。汽车已经不光是产品交通代步工具了,甚至是生活空间、工作空间、娱乐空间。
新架构,要实现优化、高品质,新架构是必然趋势。
新能源,纯电动加上正在出现的氢能等其他新能源,会给汽车带来重大变化。
新材料,高强钢、铝合金、碳纤维增强的复合材料,一方面是成本考虑,另外一方面是复合材料的性能考虑。
新结构,传统汽车结构用新材料是不合适的,是不能称作发挥新材料性能,也不能获得最优的汽车性能和品质。
新工艺和新装备,有了新结构就需要新工艺、新装备适应,铝合金的整体压铸和复合材料的先进工艺等,新工艺必须要有新装备,实现更高性能的整体压铸等。
新模式,包括研发模式和商业模式等多方面。
汽车产业转型升级的“八新”内涵,新功能智能化的内涵变化,技术内涵到用途到商业化模式都有一些新变化,架构不光是电子电器,本身整车也是有系统问题,原来大家可能也知道,我探索过离心车设计,原来离心车设计结构问题,包括法规不匹配等其他技术问题,相对有一定困难。但是现在智能化条件下,时机非常成熟,最近也在做一个全新的机械系统重构以及电子电器架构的重构工作。
新材料,有多种材料,现在更多是使用结构方面的材料,底盘零部件用高强钢,车身附架关键件用高性能铝合金,覆盖件用碳纤维复合材料,大规模推广有一定过程,关键零部件很多企业在用,用于一些高端品牌产品上。
新结构,从大方面讲,整体体系重构,包括总布置,从小方面讲是车身结构、底盘结构以及零部件结构本身,都要重构。无论是铝合金整体压铸等细小结构都要重新考虑。这对汽车结构是新机遇,我们原来在这方面的积累相对少一些,但是出现新结构以后我们就可以后来居上。
新工艺,现在主要是整体压铸和碳纤维复合材料的工艺包括自动化方面的应用。
新模式,特别强调一下研发模式的创新,汽车是高技术含量,投资密集型、人才密集型等多方面,新的研发模式出现一方面是基于新技术的应用越来越广泛,新技术产生也是分布式特征。
一方面很多企业用很大规模的研发团队,比如说上万人甚至数万人十万人规模,现在有一个很好的瓶颈就是用分布式的研发体系,很多企业在借鉴这样一种模式,跨国的24小时工作,跨单位、跨地区、跨合约等模式。这样不光可以大幅度减少投资,因为是协同模式,或者是类似于众筹模式,同时也可以更好地优势互补、强强联合,防止一些长板或者短板,这样把全球优势资源更快、更好整合。一方面降低成本,另一方面有利于技术重组和优化,带来新效益。
制造模式的创新,传统代工是一方面,但是与代工类似的是有很多制造模式的创新,通过智能制造和无人化生产是一方面,很多制造领域商业模式的创新也是非常重要的,对整个产业重构、高质量发展非常重要。主要是更好地用好各种资源,包括通过工业互联网其他途径,更好地用好制造资源实现更快发展。
另外是车辆使用模式,原来是实现更好地出行,快捷、舒适、便利、安全、节能。现在要解决问题有多种模式,除了传统的私家车量比较大,另外公交、共享、传统出租。这些模式应该相互渗透融合,最近有一个重大咨询项目就是研究新一代城市公交体系的重构,我们的车到底应该怎么用?我个人认为城市交通应该作为城市的公共产品,所以我们的出行以后应该分类,比如说每天上下班通勤是一种模式工具,节假日出行可能是另外一种模式,这样能够最大限度的提高能耗效益和整个城市基础设施交通工具的效益,更好地提升出行的体验,这方面应该互动,最终汽车产品要满足用户的新需求。
“八新”理念,带来汽车体系重塑。“八新”可以单独存在,但是我们认为在我们国家有很好的机会实现“八新联动”,这是很大的系统工程。原来所谓的正向开发,可以更好地融合“八新”技术,实现下一代的汽车产品整车创新,联合实现产业高质量发展。
“八新”一方面边界相对清晰,但是同时必须要一体化协同,整车要进行重构。以场景为导向,以用户为导向来设计车辆,等下会讲一个案例,我们的车一方面是功能越来越全,越来越强大,但是同时从效益来讲,实际上不同用户的车是可以替代不同功能,可以共享平台,这样对综合性能,尤其是社会效益,像节能减排降碳更优。
特别要讲到芯片,原来是因为芯片供应问题,逼着我们到底层研究芯片的应用、创新,这带来很好的效果,让我们重新思考,未来智能化程度越来越过的整车应该怎样实现控制?理论上,智能化从很早就有这样的要素,比如说从七八十年代的安全气囊、安全带或者智能功能,就需要用到智能概念,那种智能相对比较单一,没有现在无人驾驶那么复杂,算力要求没有那么高,现在智能化程度越来越高,系统越来越复杂。
整车怎样围绕用户需求、应用模式实现重构,提高性价比?不是一个新车越复杂越好,只要满足需求是最好的。
对于智能化路径怎么走?还需要一段探索,现在很多路径说是主流或者以后主导路径,还可能为时过早,包括人车路协同工作,到底应该做到什么程度?个人认为我们的路需要大幅提升智能化水平,交通管理体系也需要更加的智慧化。人车路,或者大家讲的云,云实际上是控制、信息共享,这些都需要联动发展。
四、“八新联动”的案例
“八新”不是绝对的,只是我们学校、企业、工程院做的技术咨询开展的工作,我们提炼出的“八新”,也可能有其他新技术需要加入。我们“八新”案例正在新一代的城市骨干公交系统中进行综合运用,新一代城市公交骨干系统一方面有大运量极限情况下对标地铁,每小时单线2万人。在一些条件比较好的城市道路上,也可以设计动态专用道路,现在大家知道公交专用道,用得不是很充分,在移动互联、大数据的背景下,我们完全可以实现动态的公交专用道路的管理,可以更充分地用好道路。
一个列车变成很多不同类型的汽车组成的“车列”,通过大量不同类型汽车实现大运量。但是有移动互联、大数据、人工智能,可以把用户、车辆、道路状况很好匹配,实现大运量同时点对点出行。这样解决了公交、地铁的站点设计,需要站站停,这样平均车速很难提升,尤其是越到中心城区站点更密集,这样启停时间间隔更短。地铁平均车速35公里,大部分可能是25-30的状况,公交也是,一些快速公交可能会快一些,这是大家越来越不满足现在的需求,所以公交分担量在下降,私家车和其他出行在增加。我们通过这样的新技术,快速新一代骨干城市公交系统。
智能网联,同时因为这个车是特定场景的车,可以把它打造成高性价比车辆。目前定的是这样的三种车辆,这是全新的从底层设计的。还有一个全新架构是基于离心底盘设计,目前正处于开发过程中,这三种车型有的已经开发定型了,这是5座、9-15座、17-22座的车辆,都叫作轿车系列。17-22座叫大轿车,因为它是看上去像一个中型客车,实际上全部是轿车化设计,包括独立悬架、冲压、全模具车身、骨架等,这三个平台完全应用了“八新”理念,架构还在过程中,但是其他的几新在运用中。三辆车这个平台在原来“七新”模式下形成的产品:新能源、新模式、新材料、新结构、新工艺、新装备,这样“七新联动”情况下做成的新平台,研发出的新产品。
后面还会把电子架构进行设计,产品开发一方面满足市场需求,同时更重要的目的是探索一个“八新联动”的发展路径,给汽车技术和产业的高质量发展,探索一个新途径。它不光是一个产业化过程,既有产业化目标和任务,更有探索技术路径的重大使命。这是在将近15年时间之内在原来基础上,依托多个学校、重点实验室和企业联动打造的平台。
嘉宾介绍:
钟志华:中国工程院院士,中国工程院党组成员、副院长,教授、博士生导师,第九届全国人大代表,第十一、十二、十三届全国政协委员,第十四届全国人大常委。兼任:中国机械工程学会副理事长,中国汽车工程学会副理事长,国际杂志“计算方法”主编。1984年1月至1987年2月,瑞典律勒欧大学攻读副博士学位;1987年2月至1988年5月,瑞典林雪平大学机械工程专业学习,获工学博士学位;1988年5月至1989年12月,瑞典林雪平大学博士后研究。1989年12月至1995年10月,历任瑞典林雪平大学助理教授、副教授(终身职位)、湖南大学机械与汽车工程学院教授;1995年10月至2010年12月,历任:湖南大学机械与汽车工程学院副院长,湖南大学机械与汽车工程学院院长,湖南大学校长助理,机械与汽车工程学院院长,湖南大学副校长、党委常委,湖南大学校长、党委常委;2014年10月至2016年9月,任中国工程院党组成员、秘书长;2016年9月至2018年7月,历任:同济大学校长,同济大学校长、党委副书记,中国工程院党组成员、副院长,同济大学校长、党委副书记;2018年7月至今,中国工程院党组成员、副院长。钟志华教授多年来一直从事汽车设计与制造技术的研究与应用,主要研究方向为汽车碰撞安全技术、车身冲压成型技术和模块化轻量化汽车技术。在国内外主持过多项与上述研究方向相关的理论与方法研究、工程软件研发、制造工艺与装备研发和新产品研发等方面的国家级项目、国际合作项目和企业重大研发项目,并提出了多项新理论和新方法,开发了多项新工艺、新装备和新产品。先后主持国家科技部的“九·五”和“十·五”重点技术攻关项目、国家杰出青年基金项目、国家自然科学基金重点项目和面上项目、福特基金项目、国家机械工业技术发展“九·五”重点项目等十多项省部级以上的重要科研课题和多项企业重要研发项目。先后发表论著120余篇,其中被国际权威的EI和SCI收录和他人引用达200多次,出版著作3部;多项创新性成果在国际上有重要影响。钟志华荣获:全国优秀教师、部级跨世纪学术带头人,有突出贡献的中青年专家,国家“百千万人才工程”,国务院政府特殊津贴、国家杰出青年基金资助、中国机械工业科技工作先进个人、第七届中国青年科技奖、中国专利优秀奖、中国发明家协会发明创业奖特等奖、霍英东教育基金会青年教师研究类一等奖、第二届“发明创业奖”特等奖、通用汽车中国科技成就一等奖(唯一)、国家科学技术进步奖二等奖、国家科学技术进步奖一等奖。中国工程院光华工程科技奖(青年奖)、中国高校自然科学二等奖、中国高校技术发明二等奖、湖南省教学成果一等奖、湖南杰出青年科技创新奖、湖南省科技进步一等奖、湖南省首届五四青年奖章、长沙市十大杰出青年。
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