汽车零部件产业发展现状和趋势---定稿
“十一五”期间是继整车高速发展后零部件快速发展的高峰期。整车产量的上升,汽车保有量的增加,不断增长的中国零部件海外市场等因素都给我国零部件的发展带来机遇。整车市场的激烈竞争迫使整车生产企业调整与零部件厂的战略合作伙伴关系,在降低采购价格的同时,也通过提高和深化国产化率,加大国内采购量等渠道降低其成本,给零部件厂扩大配套带来契机。目前我国汽车零部件生产企业约有2.2万家,其中规模以上企业约7580家。
我国汽车行业近五年来平均以20%以上的增长速度向前发展,目前已成为世界最大的汽车生产和消费国。汽车工业的发展,为汽车配件企业的发展提供了庞大的市场空间。但也要看到在如此庞大的市场和消费潜力背后,我国零部件企业整体实力仍然偏弱,“散、乱、差”的局面亟待改变。与此同时,众多跨国零部件企业如博世、电装、德尔福、伟世通、大陆集团等正在不断加大在华扩张步伐,抢占我国汽车零部件市场。
1、我国汽车零部件投资呈现三大特点
(1)产业并购方式形成扩张能力
伴随着国际市场需求严重萎缩,国内零部件行业需求快速增长的走势,各大跨国汽车零部件公司,抓紧抢滩布局,加速来华投资扩展。然而,就国内本土零部件企业而言,如何在能源和原材料价格上涨之时,调整产业结构,加快实现产业升级,从而与国际零部件企业竞争并赢得市场份额,也成为本土零部件企业的全新挑战。而国内龙头企业也加大反向收购力度。
(2)新能源汽车将带来零部件产业新的投资契机
新能源汽车产业战略的实施使汽车零部件产业面临产业结构调整。新能源汽车涉及到发动机技术、材料技术、机械技术等前沿领域的全面变革,我国造车计划便是融合了全球最先进新能源零部件研发制造能力。新能源汽车产业战略将带动汽车零部件产业进行产业结构调整。引发了汽车新材料和零部件相关技术的产业升级。
(3)风投和PE将加大对汽车零部件产业的投资
外资零部件巨头们垄断了高端电子控制、燃油喷射系统、转向系统、传感器、制动系统等产品。而我国汽车零部件企业却少有建树,其中最关键的一个原因是我国企业资金的缺乏。而我国汽车零部件市场在高速发展的情况下,很多企业已经有了一定的的人才和技术研发储备。由此可见,汽车零部件产业市场前景广阔,打造核心竞争力、发展自主品牌、形成大规模的生产能力将成为我国汽车零部件企业的首要目标。汽配企业在未来的发展中应该把目光市场定位到高新技术上去,保持可持续发展,从小到大再到强。
2、“汽车后市场”给汽车零部件发展带来商机
汽车销售的快速增长使汽车后市场也日益呈现出前所未有的活力,成为汽车行业又一新的利润增长点,同时以迅猛的速度朝着产业化、专业化方向发展,是产业链上的超级奶酪。在一个完全成熟的国际化的汽车市场,汽车的销售和零部件供应利润约占整个汽车业利润的40%,而其售后维修保养等服务领域的利润将占到50%至60%。随着我国汽车保有量的不断扩大,将带来一个庞大的汽车售后市场和巨大的就业机遇。
我国汽车零部件工业发展趋势
作为我国汽车工业发展的支撑,我国汽车零部件产业正呈现四大趋向。
(1)产业集群初具雏形
随着汽车工业的发展,各地纷纷把汽车零部件产业作为经济发展的重点,也有越来越多的整车企业开始重视零部件的研发和制造。粗略统计,目前主要的零部件园区有103个,大部分分布在东部沿海地区,生产的零部件产品具有鲜明的地域特色。近年吉林长春、湖北十堰、安徽芜湖、广东花都、京津冀环渤海经济圈等汽车零部件产业基地的迅速崛起,我国现已基本形成东北、京津、华中、西南、长三角、珠三角等六大零部件的集中区域。
从发展背景和规划看,大部分的零部件产业园区在建立之初就是依托整车建设发展的,以实现就近配套和集群优势。园区内部的配套关系、资源互补已经初步体现。虽然我国零部件产业园区内的单个企业绝大部分属于中小企业,规模不大,但有些园区却占有很高的市场占有率,并表现出很强的集群优势。
(2)创新能力提升
近几年,国内有一批创新型零部件企业迅速崛起,深耕专业化细分市场,通过持续创新,从而掌握了先进产品的核心竞争力。据统计,目前中国汽车零部件产业已有7家国家级高新技术企业和近百家省级高新技术企业。创新能力的提升,尤其是关键零部件创新能力提升,使自主品牌汽车零部件拥有新的市场位置。
(3)兼并重组步伐加快
我国零部件企业规模明显偏小。目前中国的汽车零部件产业较整车行业更加零散,有超过5000家零部件生产商,自主零部件企业生存状况堪忧。据统计,国内零部件行业百强企业的市场份额仅占整个行业的50%,远低于其他国家(地区)的集中度。尽管2008年零部件行业整体收入达到8370亿元,但规模以上企业中有80%销售收入不足1亿元,行业中只有43%的零部件企业拥有专利,不到20%的企业拥有发明专利。在这样的背景下,零部件产业若想快速发展,必须加快兼并重组,形成规模效应
(4)海外并购迎来好机遇
全球汽车市场的持续低迷对中国的汽车零部件产业意味着将有更多走出去的好机会。如果将正在进行中的零部件海外收购案计算在内,2009年下半年发生的本土零部件公司海外
关键词:汽车零部件产业,现状,发展趋势
0前言
在我国的经济水平不断发展完善的背景下,我国的汽车产业也有了极大程度的进步。但在这一过程中,还需要我国的相关部门通过合理的战略方案对整体的发展模式进行完善,这样的工作也十分必要,可在最大程度上帮助我国在经济方面获得更好的效益。
1 对当前世界范围内的汽车零部件产业的规模分析
1.1 美国的汽车零部件产业模式
美国的汽车零部件生产商与汽车生产商之间的关系十分密切,并且具体的发展关系也在近些年来进行过重大的调整。因受到美国的金融危机的影响,这两个产业生产商业被独立了出来。随着世界经济体制的不断完善,世界的许多国家也都校仿美国的汽车零部件产业的改革模式,在这样的情况下汽车零部件产业的综合实力也在不断增强[1]。并且美国与其他的国家还略有不同,通过重新组合的方式使整体的汽车产业更加强大,逐渐在全球范围内处于领先的地位。
1.2 德国的汽车零部件产业模式
在欧洲地区,德国的汽车产业具有一定的代表性,整体产业链也比较发达完善。但与美国的产业从体制存在极大的不同。从规模上看,德国与美国还无法相提并论。但在这一国家中,汽车的企业较多,也就使得该国的汽车零部件产业有了上升的空间,并且在世界范围内也处于领先地位。经过一段时间的沉淀之后,整体的产业模式也在向美国的先进模式上发展,并且也在不断完善,整体上具备一定的产业实力。
1.3 我刚过的汽车零部件产业发展模式分析
我国在汽车的零部件产业方面与日本极为相似。从当前的汽车品牌上来看,我国相比于日本地区有更多的汽车品牌,其中与汽车相关的零部件生产商也较多,因此产业内部竞争激烈。在这样的背景之下,也就使得我国的绝大多数的汽车零部件生产企业成为了汽车生产商的附属企业,多依附于合资厂商[2]。因此在这样的情况下,我国的汽车零部件产业在发展模式上也就存在一定的局限,在自主研发的方面缺少独立性,使得在激烈的市场竞争中无法体现出自身的优势。
2 汽车零部件产业的发展趋势研究
2.1 企业之间的重组
我国想要在这一领域将这一产业发展完善,就要将企业进行重组,使之形成新型的产业结构。我国在此方面的地位相比于发达国家地区较低,并且在很多的发达国家中,这一产业也不在处于绝对的主导地位,本身的规模就存在一定的局限性。因此,对于企业之间的重组也就显得十分必要[3]。通过这一具体的方式也将使得整体的汽车零部件产业结构发生巨大的变化,从而在销售过程中将体制进行完善,有效降低相应的生产成本,创造更多的经济利润。同样在当前的社会发展过程中,这也将是汽车零部件产业的必然走向。此外企业之间的重组还需要高度集中的生产来实现。在经济全球化的背景影响下,在汽车领部件的生产方面空间上也有了一定的突破。并且在这一过程中,生产实力也在随之提升,就需要对生产进行高度集中的方式,保证该方面的平衡与完善。从目前的发展情况看,这也是我国的汽车产业未来的必然发展方向。
2.2 发展全球模块供货与系统采购
现今经济已经开始走向全球化的良好发展道路上,而全球化势必会加剧市场竞争,在该种环境背景之下汽车众多的制造商就需要利用生产成本的有效降低进而将自身竞争力予以较大提升,其中较为关键的方式就是外包较低附加值的相关产品,并将供货对象集中在零部件优秀制造商身上。具体来讲:其一,进行产品实际开发系统方面的集成化。现今制造汽车往往通过较多零部件来实际完成,而零部件之间并非是独立存在,而是具有规律性以及系统性。基本上一辆汽车由五大系统以及两个机构构成,而如果将这些机构系统集成起来促使整车厂有效完成零部件设计组装,则可以较大程度将工作量实际降低,而且还可以促使产品质量有效提升;其二,供货实现模块化。现今汽车相应零部件方面企业可以依据零部件的不同属性将其进行功能归类,之后将其划分成模块产品。如增加点火模块,以往点火系统中包含了高压线圈以及相应的ECU等,而现今则可以将这些部件组合为点火模块,不仅应用起来更加方便并且还将零部件性能予以较大程度的良好提高。
2.3 走高新技术发展道路
企业要想较高利润的有效获取,除了需要将生产规模予以良好扩张之外,更加需要走技术发展路线。而所谓的技术发展路线则是依托于高新技术来实现产品实际附加值的有效提升。因为只有产品实际价值不断提高汽车企业才能真正的从中实现获利。而基于此现今汽车相应零部件方面众多企业则需要将技术方面研发力度予以最大化提高,并将产品中富有的技术含量良好提升,进而将零部件实际生产成本有效消减。例如以往通常利用球墨铸铁加工进气歧管,但是在高新技术之下进气歧管完全可以利用新型塑料来加工。对于汽车相应零部件大量企业而言走高新技术发展道路具体可以从以下两方面实际展开:其一,重点发展电子技术。现今汽车应用中电子技术较为普遍,而电子技术也能够从很大程度上将汽车附加值良好提升。现今机电一体化被实际应用在了汽车中,如相应的ESP和ASR以及相应的EBD系统等等。而基于此电子产品在实际汽车中的应用比重将高达35%。由此可见电子技术研发的重要性。而零部件相应企业也只有通过电子技术的大力研发才能真正将整车性能予以实际提高,更能够为顾客提供更为安全舒适的用车体验;其二,增加塑料制品。时代的发展进步促使塑料材料实现了良好发展,而将钢铁零件利用先进塑料材料来实际取代并非臆想。现今一些大型的研究所已经开始对工程塑料进行研究,并尝试将其作为汽车部分相关零部件,通常这些零部件对于耐热以及力学性能具有较低的要求,如进气歧管以及相应的内饰板等等。
3 总结
综上所述,应当深入对我刚过的汽车零部件产业进行研究,采取更完善的措施对现状加以改善,从而带动我刚过经济水平。
参考文献
[1]任璐.汽车零部件产业现状及发展趋势[J].长江工程职业技术学院学报,2014(01):20-22.
[2]陈建茵,姚焕新,魏建伟.宁波汽车零部件产业发展现状与对策研究[J].宁波工程学院学报,2013(01):37-42.
【关键词】车身制造;现状;发展趋势
随着人民生活水平的不断提高,汽车的逐渐趋于普及,汽车工业得到了飞速发展,同时也推动了汽车制造水平的不断提高。最近几年以来,大量的工业机器人装备被引入我国汽车制造业中,这种生产线自动化的实现,是制造技术的大幅度提升,也是汽车质量提升的动力源。
一、汽车车身制造技术的现状
随着改革开放的不断深入,我国的经济实力有了很大提高,科技创新能力也有了长足发展,涌现出一大批汽车制造企业,如吉利、奇瑞、比亚迪、东风、长城、北汽、长安等,其产品在国内市场的销量逐渐提高。我国已经成为世界汽车生产第一大国。随着汽车的普及,人们对汽车的质量要求也越来越细致,为满足日益提高的需求,汽车制造业加强制造技术的研发,加快对制造技术的改造,增强人员素质培养。汽车车身制造作为汽车整车的重要部分,车身的个性化设计、多样化设计在逐渐成为汽车制造中的主导。目前,车身制造成本在整车的制造成本中比重较高,一般货车的车身质量所占的比例最少约16%,上限大约在30%;轿车和客车的车身质量所占的比例最少约40%,上限大约在60%。在实际制造中,有的可能还会稍高于上限。所以,仍然迫切需要车身制造寻找更加节约材料成本,提高美观和工作性能的创新技术。车身的改变促进汽车的更新,其生产能力的提高决定着汽车整车的生产能力,因此,在我国汽车行业中,只有通过最新制造技术的研发和应用,降低车身制造成本,才能在汽车制造业中立于不败之地。
二、汽车车身制造技术的特点
汽车车身制造包含汽车从设计、冲压、压铸、零部件制造工艺和焊接到工厂的物流,以及技术的创新研发等多个方面。汽车车身制造的冲压工艺、焊接工艺、涂装工艺和总装工艺并称为四大工艺技术。汽车车身制造技术涉及多个学科的知识,主要具有实用性、集成性和系统性的特点。(1)实用性。车身制造技术的发展是以满足人们对汽车的美观、个性化以及多样化等方面的要求为基础的,因此车身制造技术首先必须是一种实用技术,通过实用技术的提高,可以让汽车制造企业快速适应市场需求,提高市场竞争力,进而带动整个汽车制造业的发展,最终国家的综合实力也将得到进一步提高。(2)集成性。汽车车身制造涉及电子、机械、材料管理和信息等多个学科,而且随着制造技术的不断发展,各学科之间的界限已经淡化或者消失,专业之间已经相互渗透,技术的集成化已经成为一大特点,有利于推动车身制造的技术、质量的多方面的提升。(3)系统性。汽车车身制造在整车制造中不是独立存在的,它关系着整个汽车制造的多个内容,涉及了汽车产品的设计、生产过程中应用的设备、加工制造、销售维修等,是一项系统工程。其技术水平直接影响制造生产过程中信息的生成、采集、传递以及反馈、调整、物质流、能量流。
三、汽车车身制造技术的发展趋势
(1)数字化管理。汽车车身制造技术的信息化发展,主要是数字化系统的提升,目前,随着数字化工厂、CIMS概念的深入,人们已经应用了CAX(CAD,CAPP,CAE,CAM)系统、PDM系统、MPII系统、ERP系统等,对产品进行数字化的设计和仿真,自动加工,物流、资金、人力等数字化的管理。(2)智能化系统。工业机器人在汽车制造业的应用,使汽车制造技术得到了迅猛发展,制造过程中智能化系统也得到了广泛提升和应用,解决了汽车制造系统中存在的多个问题,将人工智能、模糊控制、计算机技术、管理科学等多种先进技术和科学的方法融合,其适应性非常强,友好性特别高。(3)虚拟化制造。通过虚拟设计、虚拟装配、虚拟加工,在计算机内完成汽车制造过程的仿真研发,发现问题,创新技术,有效降低了汽车成本,缩短了新产品的研发周期,产品的竞争力得到有效增强。(4)绿色化环保。随着全球环境的恶化,绿色环保制造观念也渗透到汽车制造业中,如何在保证产品的质量、成本、功能的情况下,减少污染,降低能量消耗,已经成为每一个汽车制造企业努力探索的方向。
综上所述,汽车车身制造技术的飞速发展,必须结合国情,协同集成、自主创新,共同努力,推动我国从汽车制造大国向汽车制造强国进军。
参考文献
[1]许瑞麟,朱品朝,于成哉,熊万里.汽车车身焊接技术现状及发展趋势[J].电焊机.2011,40(5):1~18
[2]虞耀君,马明亮,丁志华.汽车模具先进制造技术现状与行业发展趋势[J].制造技术与机床.2010(5):1~3
[3]李克强.汽车技术的发展动向及我国的对策[J].汽车工程.2009,31(11):1~12
核心提示:我国专用汽车发展正经历一个快速发展的过程,虽然还存在不少困难和问题,但随着我国经济的进一步发展,国家各项政策的落实,我相信,在全行业的共同努力下,我国专用汽车产业一定会走上更加健康的发展之路,赶上世界发达国家水平,在国际市场扮演更加重要的角色,由中国制造走向中国创造。
2008年4月23日,由中国汽车技术研究中心、中国汽车工业信息网主办的2008商用汽车发展交流研讨会上,来自国内外的知名企业家、专家学者、政府官员等专论商用汽车发展趋势。具有专用汽车生产企业和卡车生产企业双重领导经历的安徽星马集团公司董事长刘汉如应邀出席并作演讲。下面是演讲全文。
近年来随着我国经济的高速发展,汽车工业作为国家支柱产业获得了迅猛发展。专用汽车作为汽车工业的重要组成部分,近年来也获得了快速发展:一方面,随着产业政策的逐步落实和行业政策法规的逐步完善,生产秩序不断规范,技术水平和产品质量不断提高;另一方面,随着我国城市化建设、高速铁路建设、公路建设及道路运输业的快速发展,我国专用汽车获得了巨大的市场空间,品种日趋丰富、合理,年产量大幅提高;而且随着我国经济社会的深入发展、各项政策法规的更加完善、现存问题的逐步解决和海外市场的巨大需求,我国的专用汽车产业必将迎来另一个发展的黄金时期。
我国专用汽车的发展现状
我国专用汽车起步于20世纪50年代末60年代初,早期主要侧重于使用,虽然使用较早,但全面发展始于20世纪80年代,比发达国家晚了近30年。经过20余年的发展,我国专用汽车已有了一定规模,特别是近年来发展迅速。据统计资料,全国专用汽车生产企业1999年546家,2005年628家,2007年已增加到约800家;产量也有了长足发展,1999年统计产量17.42万辆,2004年35万辆,2005年50万辆,2006年近60万辆,2007可能达到约70万辆。目前,我国专用汽车产量占载货车总量的约40%,品种接近5000个。预计“十一五”期末,我国专用汽车品种将达到6000个,年产90万辆,占当年载货车产量的65%。
另外,我国相当部分专用汽车已基本接近发达国家和地区同类产品的水平,尽管某些方面还存在一定差距,但总体上我国专用汽车行业在世界上已占有重要地位,且已基本具备参与国际市场竞争的能力。企业结构也在不断优化,部分领域出现了能够参与国际竞争的企业,在产品品种、档次、工艺装备、自主研发等方面有了很大提高,已基本实现从进口到出口的转变。“十五”以来,多数专用车企业进行了结构调整,很多中小企业通过改制、兼并、重组等方式基本实现了企业性质的转变。多数专用车企业拥有完备的产品研发体系,少部分产品已达到国际先进水平。
专用汽车发展遇到的主要问属
不可讳言,我国的专用汽车发展仍存在着严重问题,这些问题如不得到解决,将在很大程度上影响我国专用汽车产业的健康发展。
首先,研发能力不强,产品质量不高,同质化现象严重。我国目前除自卸车、挂车、厢式
货车等专用车批量较大外,其他技术含量较高的专用车大多是小批量多品种,开发新品及技术改造投入大、见效慢、收效小,加上大多企业缺乏资金,不愿做长期投资,而采用简易工艺装备,致使产品质量难有较大提高;资金缺乏、技术投入不足,更容易走上仿造之路,多数企业都是仿造国外车型,然后再相互模仿,同质化现象十分严重。
其次,专用底盘缺乏。目前国内基本上没有一家专业生产专用汽车底盘的企业,国内约800家专用车企业生产的各类专用汽车,大多是在普通货车底盘基础上改装而成的,而其中大多数为利用外购底盘进行改装生产的中小企业,机械化程度低,产品质量参差不齐,与发达国家有很大差距。这一现状极大地制约了我国专用汽车的发展。
第三,产品结构不合理。目前,我国专用车市场份额占全部载货车的40%,与发达国家超过70%的市场份额相比,还有很大差距。目前国外载货类专用车中轻、中、重比例为3:4:3,而我国目前仅为3:5:2,中型专用车偏多而重型专用车较少。产品结构的不合理与日益增长的多样化、个性化需求形成了巨大反差。
第四,行业集中度较低,生产企业不“专”业,国内大多专用汽车生产企业存在散、乱、差现象。例如,一个产品有几十家甚至几百家企业生产,以及一个企业又生产很多种品种:而发达国家,一个产品最多三五家企业生产,一个企业最多只生产几种产品。
第五,现有专用装置的开发能力和制造水平对专用汽车限制较大。我国专用汽车专用装置的关键件总体水平不高,如液压件、泵类、阀类、控制仪表等现在还未达到较高技术水平,仍需进口,制约了高水平专用汽车的开发生产。
最后,国内专用汽车内涵较低,与先进国家的技术水平存在一定差距,以美国为例,通常一个14m、载荷20t的2轴厢式半挂车,车辆自质量在7t以下,换算成我国目前的13m标准2轴厢式半挂车,自质量约6t;而我国目前13m2轴厢式半挂车的自质量通常超过8t。如果2轴半挂车轴荷受同样法规的限制,美国的厢式挂车在满载时将比我国车辆多装约2t的货物,空载运输时自质量又轻2t,这对汽车列车油耗、轮胎损耗都有较大影响,其先进的运输经济性不言而喻。
专用汽车底盘的研制与推广
专用车行业是依附在底盘制造业的基础上发展起来的,同时又有批量小、品种多、科技含量高的特点,与主机厂有着密切的联系:主机厂开发的专用车底盘能否满足专用车日益多元化、专业化的需要,直接影响到其底盘的销售:因此,主机厂应充分重视专用车厂及用户的需求,专门开发适用的专用车底盘。为此,主机厂应从以下几方面考虑。
第一,与专用车厂进行改装方面的技术交流,了解上装的专用性能和技术要求,开发满足专业要求的底盘。
第二,充分了解专用车的使用环境及工况,对某些部件进行相应改进,以适应特定的环境及工况。
第三,召集行业内有影响力的专用车企业及用户进行技术交流,广泛听取各方面意见及要求,开发或不断改进专用车底盘。
第四,密切关注发达国家专用车的发展动向,结合国外、国内市场需求趋势,开发高技术、高附加值的专用汽车底盘,填补国内空白并抢占国际市场。
一个好的专用车底盘如要打开市场,获得较高的市场占有率,除了上面提到的必须满足的要求及专用性能等外,还要结合市场特点做好市场推广工作,对专用车企业申报专用车产品公告给予一定的经济补偿。
我国专用汽车的发展趋势
随着国民经济继续快速发展及我国经济融入全球化进程的加快,同时随着国家产业政策的逐步落实和行业政策法规的不断完善,我国专用汽车市场还将得到更大发展。未来我国专用汽车的主流市场将主要集中在城市建设、服务和高等级公路运输、管理2大板块,专用汽车发展将主要呈现以下几大趋势。
1.品种多样化
从品种上讲,发达国家如德国的专用汽车品种有6000多种;从批量上讲,目前德、日、英等国也是完全根据市场和用户的需要进行生产的,用户要一两辆车,企业就生产一两辆车。正是由于专用汽车服务的广泛性和专业性,才形成了专用车多品种的特点。由于各行业的特点不同,对具体品种的需求量也不同。专用汽车市场可以出现多个热点同时并存的局面,从而形成市场的多元化,为生产企业提供广阔的发展空间。
2.重型化.大功率.多轴化
从近年来的统计数据看,重卡市场销量2002年为245辆,发动机功率大多在206kW(280PS)以下,而到2007年则迅速增长到485辆,发动机功率大多为206—257kW(280—350PS),重卡尤其重卡底盘的发展趋势充分印证了专用车重型化、大功率发展趋势。道路条件的改善和交通运输业的发展为公路运输的高速化、集装箱化创造了良好条件,同时为大吨位、大功率、多轴化专用汽车的广泛使用提供了广阔空间。专家预测,“十一五”期间,高速公路运输车辆,如重型牵引车、厢式车、厢式半挂车、集装箱运输车、专用半挂车、保温冷藏车等将成为市场主角。
3.轻量化
采用新材料、新工艺对于减轻自质量、提高运输效率、推动和促进我国专用汽车技术进步、缩短与国外产品差距,具有重要意义。欧美专用车企业对铝合金及不锈钢材料的罐体、厢体的应用已有20多年历史,日本企业也已在专用车上装中大量应用铝合金等轻型材料,而轻型材料在我国专用汽车行业的应用才刚刚起步。这意味着,我国的专用汽车产品也将朝着这个方向发展,只不过轻量化发展的速度会因为不同的国情而有所不同。
我国专用汽车之所以在轻量化方面与欧、美、日企业存在很大差距,一是因为目前我国专用汽车的消费水平还比较低,二是国内运输企业为了节省运输费用,千方百计地超载,而没有意识到超载本身会大大增加车辆的燃油费用,三是我国某些地区治理超载的力度不够;
因此,推进我国专用汽车的轻量化,国家有关部门在加大管理、改革税收的同时,还应该引导用户去购买经济性好的轻量化产品。
4.厢式化,城市专用汽车轻型化
我国“十五”行业规划开始提出大力推广厢式运输,其发展趋势已被行业公认,尤其随着高速公路的发展,厢式半挂车、集装箱半挂车已成为物流企业的主力车型。随着人民生活水平的提高,冷藏运输半挂车也会成为今后的发展方向之一。同时,世界商业巨头纷纷进入中国市场,超市比比皆是,轻型厢式车需求量将越来越大,城市专用汽车轻型化趋势已经显现。
5.向高技术、高附加值发展
随着国民经济总量构成的变化,市场对专用汽车品种的需求格局将相应改变。普通自卸汽车需求量会随基础设施的不断完善而逐渐减少,厢式车、半挂车及城市配套服务车的需求量将大大增加。同时,市场竞争的加剧,产品成本的增加,劳动密集型产品以价格取胜的竞争优势将进一步被弱化,以技术创新的替代性经济增长将成为专用汽车行业新的经济增长方式。此外,市场对高技术、高附加值产品的需求量将大大增加,这种趋势将提高专用车企业开发高技术、高附加值产品的积极性。机、电、气、液、微电子一体化技术及GPS技术等在专用车上的应用能大大增强专用车产品的附加值和技术含量。专家预测,今后一段时期内,高新技术的大量应用,加上我国专用汽车传统的成本优势会使国产专用汽车在出口方面上一个新台阶。
6.人性化,安全,节能、环保
专用汽车底盘的设计会越来越人性化:一是充分考虑舒适性,为驾驶员提供更好的工作环境;二是允许个性化设置性能参数。随着社会的进步、技术水平的提高,汽车设计的安全性越来越受到人们的重视,保证驾驶人员的安全成为设计人员重点考虑的问题,除停车、行车制动等基本安全措施外,通过配备功能齐全的监控系统、防侧翻系统以及电控、液压、机械3套独立制动系统,大大提高整车的安全性和可靠性。电子技术的发展与应用,使车辆的安全性研究向智能化方向发展。
国际国内油价的不断攀高、全国各地不断出现的“油荒”和气候变暖,使节能、环保成为整个社会关心的主题。国家也推出了一系统政策措施来推动环境的改善,汽车节能环保成为不可逆转的发展趋势。对用户来说,节油不仅从能源考虑,也关系着他们的切身利益。环保要求推动了动力技术的更新,如电控燃油喷射和共轨技术成为必经路线。
7.合资合作、资产重组
从国际市场来看,发达国家因受劳动力价格及经济低迷状况的制约,近年来制造业纷纷外移,给我国专用汽车进入国际市场提供了一定机遇。一方面,国内专用汽车靠价格优势在东南亚、中东、非洲、中亚及俄罗斯市场不断增加市场份额,为国内专用汽车全面进入国际市场奠定了良好基础;另一方面,国外专用汽车企业为寻求新的经济增长点,将会积极开拓海外市场,在高端产品方面占据绝对优势,通过合资合作,来促进我国高附加值产品的开发。
8.区域化的产业集中趋势
国家鼓励优势企业强强联合,形成有较强综合竞争力的规模企业发展,这一政策将推动行业优势资源的重新配置,有实力的企业将进一步整合行业资源、调整产品结构,提高专用汽车产品行业的生产集中度。
按照WTO的界定,世贸组织成员国之间的劳动力流动属于服务贸易的范畴,是服务贸易的四种交付方式之一,受《服务贸易总协定》(以下简称GATS)及其附件的约束。GATS将国际间劳动力流动视作自然人移动。在GATS关于自然人的几种分类(公司内部调任人员,商务访客,合同服务提供者,独立专家)中,与我国对外劳务合作相关的主要是“合同服务提供者”(contractual service suppliers)。其在外期间的报酬由雇主支付,合同服务提供者应具有相关和相当的教育背景及专业资历。这种临时性服务的期限一般为1~3年。
由于自然人移动涉及到国家的出入境管理和移民问题,世界各国尤其是发达国家对自然人移动严格设限。进入21世纪后,随着服务贸易新一轮谈判的展开,自然人移动的自由化问题引起了各国的关注。由于发展中国家普遍拥有丰富、廉价的劳动力,他们越来越认识到,自然人移动自由化不仅有助于提高本国的经济水平和贸易竞争力,缓解国内日益严峻的就业压力,并可以帮助他们摆脱贫困。而对于发达国家来说,普遍存在着劳工大量短缺和高失业率并存的现象,一方面,人口下降和老龄化造成了劳工严重短缺;另一方面,许多社会地位低、工资少、耗体力的工作常常无人问津。因此,发达国家也逐渐认识到,劳动力流动自由化是一个双赢的问题。这一共识,为下一轮的服务贸易谈判和劳动力在国际间的自由流动奠定了基础。
一、当前国际间劳动力流动的区域特点
据国际劳工组织的预计,全世界约有1.4亿人在国外工作,每年全球劳动人口流动达6000万人,而且在不断增加。按照经济学原理,生产要素总是从报酬低的地区或行业流向报酬高的地区或行业,作为劳动力要素也不例外。当前,劳动力流动主要是从发展中国家流向发达国家。由于各个国家在全球劳动力流动过程中所处的地位、所面临的形势、所采取的政策不同,各大洲的劳务市场呈现出不同的特点。
(一)欧美市场
作为当今世界最发达的经济体,欧盟和美国的薪酬福利体系对外来劳动力无疑是极具吸引力的,加上其存在大量劳工短缺和高失业率,开拓欧美国家的劳务市场显示出良好的前景。但由于历史和文化的差异,欧美的劳动力市场只对东欧各国和部分非洲国家开放,而对中国的开放度很低。
美国:尽管美国诸多行业存在着大量的劳务需求,但其劳动力市场只对北美自由贸易协定(NAFTA)的内部成员开放,主要从墨西哥引进劳务。在市场准入方面严格限制其他国家劳务的进入,政府基本上不批准中国中低级劳务的工作申请。同时,美国还存在着严重的资格歧视,不承认中国公民在中国国内拥有的教育学历和职业资格,限制了中国公民的市场进入机会;美国政府只承认墨西哥四年制高等教育学历,给予其受高等教育者合理的市场准入机会。
欧盟:多数欧洲国家不对我国开放劳务市场,而只对欧盟成员开放市场;只有在欧盟成员不能满足国内劳务市场需求的情况下,才允许从包括中国在内的其他国家引进劳务。欧盟除对中国公民进行资格歧视外,还在出入境管理方面实行差异待遇。在多数欧洲国家的海关和边防管理口岸,通常对欧盟国家以外的公民单设通道,严格审查。不过,近来西班牙对非法劳工的“大赦”和英国对中国开放医护市场显示出其引进外籍劳工的灵活性.
(二)亚洲市场
亚洲市场是中国对外劳务输出的主要市场,一方面,亚洲各国对外来劳务的限制较少,另一方面,由于亚洲各国,尤其是东南亚国家,无论是地理位置,还是文化背景都与中国相近。2005年,我国劳务输出在亚洲市场的营业额占行业总额的54.3%,其中,日本、新加坡和韩国的业务创造了40%的营业收入。
亚洲开发银行的发展报告表明,除日本以外的亚洲其他地区,未来3年的GDP增长率将介于6.5%~6.9%,这一增长率远远高于世界其他国家。伴随着GDP的高速发展,亚洲各国在加快基础设施建设,并进行产业结构调整。一些国家和地区已出现劳动力短缺,尤其是技术劳务和管理人员的缺乏。
日本:目前,日本只对拥有专门技术、技能和知识的外国人发放就业签证,限制其他外国人参与就业,中国对日本的劳务输出主要通过派遣研修生及技能实习生的渠道。近年来,日本人才派遣公司通过中介机构和日资企业在华招聘电脑软件人员、机械设计等专门技术人才等,派往日本企业从事技术工作,据日本科技省预计,日本工程和专业技术人员缺乏301万人。随着日本人口老龄化日趋严重,劳动力供需矛盾日益突出,全面开放国内劳务市场指日可待。
韩国:由于经济的高速增长和国内就业观念的变化,韩国普遍存在着劳动力短缺问题,缺口为55万左右,其中,制造业、服务业、建筑业、水产业和农畜业劳动力缺乏尤为严重。目前,韩国主要通过产业研修制、雇佣许可制和访问就业制从亚洲各国引进劳动力。由于中韩两国政府尚未签定《劳动力派遣与谅解备忘录》,中国公民还不能通过雇佣许可制进入韩国。
新加坡:新加坡是中国对外输出劳务的第二大市场,中新劳务合作十分密切。中国在新劳务人员主要集中在建筑业、制造业、海事,以及空乘、医护、幼师、餐饮等行业。由于语言、文化背景相同,加上中国工人技术好、效率高,在新加坡外劳市场上具有较强的竞争力,颇受雇主欢迎。近年来,新加坡政府一方面严格加强对外国工人的管理,一方面逐步放宽各产业引进外国工人的配额限制,同时通过调节劳工税来控制引进外国工人数量,使外国工人流向那些真正需要的产业和企业。
马来西亚:马来西亚是由劳务输出国转为劳务输入国的,从长期的发展趋势看,不同行业引进外籍劳工呈现出不同的发展态势。建筑业和制造业对国外劳动力的需求在逐步减少,服务业和种植业的劳工需求呈上升趋势。此外,船运与再保险业、旅游业、教育与保健服务业、码头与航空业也都需要一定数量的外来劳工。目前,马来西亚并未对中国开放劳务市场,因此,中国在马的劳务主要是专业技术人员。
(三)非洲市场
近日,联合国非洲经济委员会、国际货币基金组织等国际权威机构先后发表报告,对非洲经济发展前景进行预测:2010年前,非洲经济将以年均超过3.7%的速度增长,人均国民收入以1.5%以上的速度增长;21世纪前25年,多数非洲国家的年经济增长率有望保持4%~5%的水平。联合国《2006年世界经济展望》说,2006年非洲经济将继续保持增长势头,增长率可望达到5.5%。良好的经济增长前景对非洲引进外籍劳务将产生积极影响,尤其是非洲大型工程建设项目的增加更是为中国的劳务输出提供便利条件,中国在非洲的建筑劳务一直保持强劲的增长势头,2005年,已达到8.2万人,占同年中国在外总人数的14.5%。但是,许多非洲国家政局不稳,社会治安问题严重,工资待遇较低,制约了中国对非洲劳务输出的进一步发展。
(四)拉美市场
2005年,拉美地区的gdp总额为23000亿美元左右,2006—2010年是拉美地区新一轮的经济增长周期,年经济增长率将为达到3%~4%,经济的快速稳定发展无疑将为对拉美地区的劳务输出创造了条件。然而,不少拉美国家主要依赖原材料出口,经济发展所创造的就业机会不多,新增就业岗位劳动条件差,收入不稳定,缺乏社会保障;许多国家对外来劳动力实行用工人数、工资额度以及工作签证等方面的限制,加上拉美路途遥远和文化差异,使得中国对拉美的劳务输出主要集中在工程承包领域,纯劳务输出较少。
(五)大洋洲市场
根据澳洲联储发布的数据,预计截止2007年底,澳洲gdp增长都将维持在3%~3.5%,这一数字高于经济合作与发展组织(oecd)国家2.4%的年均增长速度。伴随着经济的发展,澳洲就业形势空前看好,同时,澳国内也出现了相当程度的劳工短缺问题,引发对外籍劳工需求增加。一方面,建筑业、畜牧业、渔业和种植业等行业需要大量季节工,另一方面,厨师、电焊工、电工、机械、管道工和护工等专门技能人才奇缺。中国在这方面具有人才优势,但语言需要培训。从长远看,澳洲市场经济效益较好、相对稳定、值得开拓。
二、国际间劳动力流动的发展趋势
纵观世界各国劳动力的供求变化和流动情况,不难看出,国际间劳动力流动主要呈现出以下趋向:
(一)劳动力流动继续保持较快增长,国际劳务合作空间广阔
从存量上看,据国际劳工组织估计,活跃在各国的外籍劳工达8090万;从流量上看,目前全球每年流动劳务约3000~3500万人,比20世纪80年代初的2000万人增加了50%以上; 从劳务政策上看,由于许多发达国家受人口增长率低和劳动力成本高的影响,需要外来的低成本劳动力,因此,各国对劳动力流动的限制会逐步放松。
此外,经济全球化的发展、国家间依存度的增加和交通运输的改善,也加速了国际间劳动力的流动。
(二)国际劳动力流动方向呈现多样化
一般来讲,国际劳动力的流动方向是从发展中国家流向发达国家。在这一总趋势不变的前提下,近年来,随着产业的转移,发达国家的技术管理人员向发展中国家的流动在不断增加,甚至在发展中国家之间,由于经济发展程度和劳动力结构的差异,不同质的劳动力对流现象也十分普遍。可以预见,今后国际劳动力的流动将呈现多样化趋势,传统的劳务输出国和劳务输入国概念将失去严格意义。
(三)普通型劳动力的流动趋缓,技术型劳务限制放宽
一些国家和地区奉行保护主义政策,主要是针对普通劳务人员入境设限,从发展趋势看,这种状况不会有太大改观,技术型劳务会日益成为国际劳务市场发展的主力。由于现代科技发展日新月异,对劳动力素质的要求越来越高,全球范围内各类技术人才和管理人才普遍短缺,尤其是复合型人才短缺的现象更为严重。
据世界银行统计,美国引进的外籍劳务中,60%以上是技术工人和专业技术人员,德国这一比例达到70%。另据经合组织(OECD)报告,OECD国家引入的外籍劳动力中,受过高等教育的外籍工人比例都超过了60%,而受过初级教育的外籍工人比例仅为10%左右。
(四)服务业劳务需求明显增长
随着经济发展和生活水平的提高,发达国家和较发达国家的产业结构发生了很大变化,服务业的比重不断上升,社区及公共服务行业的劳动力出现短缺。例如,韩国的餐饮、宾馆清洁、社会福利和家政服务等行业缺员达50%;英国、香港短缺家政服务人员和厨师等;金融、保险、广告、旅游和咨询服务等也是需求旺盛的行业。因此,今后外籍劳务在服务业中的就业机会将会增加。
同时,由于低生育率和健康长寿,发达国家人口老龄化现象更为严重,老龄人口的比例迅速增长,为老人服务的医疗保健事业将得到进一步发展,医护人员的短缺也会越来越严重。美国2003年护士空缺达到15%,沙特雇佣了近10万名外籍医护人员。英国、日本、澳大利亚等国也相继开放了外籍医护人员市场。
各国经济的增长和引进劳务政策的放宽,为国际间劳动力的自由流动创造了有利的条件,也为发展中国家的劳务输出提供了机遇。
汽车制动器衬片,俗称刹车片,是汽车制动系统中重要的安全部件。它将汽车运动的动能转化为热能和其他形式的能量,从而使汽车减速或停止。制动材料是以摩擦为主,兼有结构性能要求的多组分复合材料。随着我国汽车制造业的不断壮大,制动材料也得到了突飞猛进的发展。根据2005年中国刹车片市场调查报告,04年国内摩擦材料产量为19.4万吨,其中盘式和鼓式刹车片占85%以上。国内方面,近年来我国汽车保有量已经达到2570.97万辆,全国每年需求刹车片4亿块左右,市场潜力巨大[1]。另外,据中国摩擦与密封协会的统计,我国摩擦材料产量保持快速增长的势头,2005年产量30万吨,产值56.27亿元,出口交货值13.3亿元;2006年产量达到37.34吨,产值67.34亿元,出口交货值20.51亿元。预计在“十一五”末期,我国摩擦材料总产量将达到60万吨,总产值超过100亿元,其中出口交易值40亿元。随着各国汽车工业的发展和现代社会环保意识的提高,制动材料的运行条件越来越苛刻,人们对它的性能要求也越来越高,可简单将其概括为“三化”。
(1)无石棉,无污染化
自从1972年国际肿瘤医学会确认石棉及其高温挥发物属于致癌物后,各国家相继禁止使用石棉摩擦材料。我国于1999年10月1日开始实施国家标准《汽车制动系统结构、性能和试验方法》(GB12676-1999),其中明确规定“制动衬片应不含石棉”,并在标准实施起48个月后强制施行。随着人们生活水平的提高,汽车所造成的污染也越来越受到人们的重视,其中刹车片产生的污染也引起了人们的关注。就制动材料而言,对环境的污染主要来自制动过程中产生的噪音及磨屑中的重金属污染。为了控制噪音污染,我国于1996年通过了《中华人民共和国环境噪声污染防治法》,欧洲各国也对机动车辆的噪声释放做出了严格规定(图1,图2)。最近的环境研究显示重金属对环境构成极大的危害,关于重金属污染,在国内还没有被完全了解和关注[2],而国外已有报道。欧盟为此已采取措施禁止或严格限制在汽车构件中使用重金属,不久前在斯德哥尔摩发表的一项研究表明,摩擦材料是铜污染最大的祸首之一。尽管与其它汽车部件相比其所含的铜量较低,但制动片却产生了环境中30%的铜污染。在美国加州,由于刹车片重金属造成的河流和海湾污染已经引起了相关部门的重视,其中很多金属如锑、铅、锌等被怀疑有致癌性。因此,制动材料的低金属及无金属化成为研究重点之一。汽车厂商及摩擦材料供货商正在寻找替代品。TRW(美国天合汽车集团)在环境及安全上的技术创新使其在提供无重金属制动片领域领先一步。通过深入的研究,TRW开发了矿物与陶瓷纤维的混合材料,不使用非环保材料,如紫铜、黄铜、锑铅等[3]。中国也将从TRW的这一成果中获益,一些环保制动产品将会逐步进入国内市场。
(2)高速化
随着高速公路的普及及火车的再次提速,车辆的行驶速度越来越快。汽车在刹车过程中,制动材料吸收的能量基本和车速的平方成正比。以轿车为例,当车速为100km/h时,制动的热负荷达1130.436KJ。另外,目前小轿车和轻型货车大多从鼓式向盘式制动器转变。该制动器的散热性、热稳定性和水稳定性好,且易于维修和保养。但同时其摩擦面积也只有鼓式的1/4~1/6,单位面积吸收的能量增加4~6倍,高速制动时,摩擦副表面的闪点温度可达1000℃,这就对制动材料的耐热性能提出了更高的要求。
(3)轻量化
从上世纪70年代开始,能源危机及石油的短缺日趋严重,汽车轻量化的问题被提上日程。当今世界能源紧缺,节能必将是摩擦材料发展的一个重要方向。因此,汽车工业相应的将汽车从较重的后轮驱动改为更小、更轻、更省油的前轮驱动,出现了更小、更轻的刹车片。也就是说在具有优良摩擦性能的同时,较低密度的刹车片将会更具优势。对高档汽车的刹车片而言,一般都要求其密度低于2.5g/cm3。
因此,为满足上述性能要求,开发高性能环保型制动材料已成为摩擦材料行业的当务之急。泛泛而谈,制动材料应满足多方面的性能要求:a具有适中且稳定的摩擦系数。通常,不同厂商对摩擦系数要求各不相同。用在亚洲车型上的有机摩擦材料的摩擦系数值(μ)为0.30~0.35,在美国常用的半金属摩擦材料(μ)为0.35~0.40。而在欧洲,对速度及温度要求显著不同。所用的无石棉有机材料(NAO)摩擦摩擦系数的要求值达0.40~0.45;b高的耐磨性,即较长的使用寿命;c具有良好的导热性、较大的热容量和一定的高温机械强度;d对对偶无攻击性;e无噪声、低成本且对环境无污染等[4-5]。汽车制动材料的发展历程
1.1 鼓式制动器与石棉型刹车片占主导地位
20世纪70年代中期以前是摩擦材料发展的第一时期,汽车制动材料多采用石棉作为增强体。它是以石棉为骨架,其他添加剂和树脂复合而成,石棉在摩擦材料中的含量一般为30%~60%。由于石棉摩擦材料具有成本低、密度小、摩擦系数高、来源丰富等一系列优点,能满足摩擦材料的使用要求,因而获得了广泛的应用,长期占据统治地位[6-7]。
1.2汽车制动器向盘式制动器与非石棉摩擦材料过渡时期 70年代至80年代中期,随着汽车工业的飞速发展,石棉摩擦材料已不能适应现代汽车和社会发展的需要,同时由于石棉摩擦材料的致癌性,各国强烈要求禁止使用石棉摩擦材料。目前,国内外都在大力开展无石棉摩擦材料的研究,先后研制开发了十几种代替石棉制成的摩擦材料。归纳起来主要有以下几种:半金属摩擦材料,有机纤维摩擦材料,玻璃纤维摩擦材料,片状材料增强摩擦材料等[8]。
1.3盘式制动器与新型摩擦材料大发展并得到大规模应用阶段
20世纪80年代中期以来,汽车工业向高速、重载、舒适、环保、轻量化方向发展,制动系统得到不断的改进和完善。许多国家都致力于改进和开发新型无石棉摩擦材料,一大批新型制动材料相继涌现。最具代表性的有粉末冶金摩擦材料,新型混杂纤维摩擦材料,C/C复合材料及新型的陶瓷基摩擦材料。
(1)粉末冶金摩擦材料
粉末冶金摩擦材料又称烧结金属摩擦材料,是以金属及其合金为基体,添加摩擦组元和润滑组元,通过压制成型,然后在高温中烧结而成。采用粉末冶金技术生产摩擦材料时,不但在性能上有突出的优点,特别是在组分的设计上极具灵活性。法国、瑞典、加拿大等国的高速列车均使用这种闸瓦,且取得不错的效果。但其对对偶的磨损偏大,成本与有机摩擦材料相比偏高,尚有待进一步改进[9]。
(2)新型混杂纤维摩擦材料
目前世界上已极少采用单一纤维作为制动材料的增强纤维,混杂纤维增强是摩擦材料的发展方向。所谓新型混杂纤维摩擦材料是指采用两种或两种以上的纤维增强同一种树脂基体的摩擦复合材料。采用混杂技术时,一般都采用性能和价格互补的两种纤维。郭洪涛[10]研究认为炭纤维与芳纶浆粕的混杂表现出很好的摩擦学性能,芳纶纤维在材料摩擦过程中容易在对偶的界面上形成转移膜,摩擦曲线波动幅度比单一炭纤维增强的试样普遍要小,即加入了芳纶浆粕改善了摩擦系数的平稳性,证明了混杂的优异效应。中国专利[11]利用一种价格极为低廉的叶蜡作为填料,采用硅酸铝纤维、钢纤维混杂增强制得一种新型混杂纤维摩擦材料。通过实验测得该种材料在不同温度下摩擦系数稳定、磨损率小、制动效果好,具有很大的市场竞争优势。欧洲专利[12]涉及三种纤维混杂:10~15%的 aramid纤维,5~20%的棉花纤维,2~15%的炭纤维,所研制的摩擦材料比传统材料具有更佳的摩擦磨损性能。
(3)C/C复合材料
C/C复合材料,即炭纤维增强炭基体复合材料。自从1958年问世以来,由于其具有比重小(约为铁的1/5)、强度高(抗拉强度>2GP)、热膨胀系数小、耐高温等优点,在军工、航空、航天等方面取得了长足的发展。其在民用领域方面的应用也日益扩大,很多民用飞机(如波音系列:Boeing747、Boeing757等,空客系列:A330、A340等)和高档赛车(Ferrari F2005、Renault R25、Toyota TF105等)已开始装备C/C刹车副。目前国内中南大学、西北工业大学、中科院金属所、航天集团第四院43所、621所等几家单位的研究在国内居于领先水平。中南大学以博云新材料股份有限公司为依托,C/C刹车副已全面实现产业化、国产化[13-15]。由于C/C复合材料采用化学气相沉积(CVD),液相浸渍炭化的生产工艺,生产周期较长,因此成本较高,价格昂贵(一副C/C刹车盘价格高达上万元),这也制约了其在更广阔领域特别是汽车领域的应用。
(4)新型陶瓷基摩擦材料
由于无石棉有机制动材料存在耐热性问题,半金属摩擦材料又存在密度较大、攻击对偶、产生噪音等不足,而尽管C/C复合材料能解决上述问题,但其成本较高。陶瓷摩擦材料具有密度适中、耐高温、耐腐蚀、价格适宜等优点,已被广泛的应用于制动领域。一般来说,陶瓷基摩擦材料中陶瓷的体积分数至少占到45%以上,有的甚至达到80%~90%。常用的性能优良的陶瓷有:SiC、B4C、Si3N4、Al2O3、AlN等[16]。德国斯图加特大学和德国航天研究所等单位对C/C-SiC复合材料应用于摩擦领域进行了研究,并成功应用于保时捷高档轿车上[17]。Pinggen Rao[18]对低温烧结高纯Al2O3陶瓷的性能进行了探讨,L.E sposito等对低纯Al2O3陶瓷的摩擦磨损性能进行了研究[19]。目前在国外,添加陶瓷纤维作为增强材料,利用改性树脂和橡胶为粘合剂,以多种人工合成的有机和无机材料作为摩擦性能调节剂制成的一种非金属摩擦材料,也叫做陶瓷基摩擦材料。其特点是:1)无噪音。陶瓷配方不但很好的消除了行车制动噪音,而且通过对静摩擦系数和动摩擦系数的平衡,解决了半金属和少金属配方很难克服的低频噪音。2)无落灰,抗腐蚀能力强。陶瓷配方中没有金属成分的加入,很好的解决了金属纤维锈蚀的问题。对油酸不敏感,且其具有优异的摩擦粉尘性能,一般行车一千公里以内不会有明显的轮毂落灰现象。3)使用寿命长。陶瓷摩擦材料采用大量的有机和无机材料,材料之间有良好的亲和性能,并在制动过程中可以形成较好的摩擦膜和转移层,具有很好的润滑效果,大大提高了材料的使用寿命,与半金属相比,其使用寿命可提高1.5倍以上。4)绿色环保,制动舒适。陶瓷材料优异的理化性能以及不含重金属的配方,使制动材料具有噪音低、粉尘少的特点,且对环境无污染,完全符合日益提高的环保要求。汽车制动材料需要解决的关键技术
近年来,国内外对汽车制动材料进行了广泛的研究,并取得了巨大的研究成果。但目前,汽车制动材料还需解决以下两项关键技术:
1)提高摩擦材料粘结剂的性能。粘结剂是摩擦材料组成的核心,它性能的好坏直接影响刹车片的性能。一般来说,粘结剂应具有长寿命、良好的稳定性和较好的耐热性能,其中耐热性是关键。目前,人们普遍采用物理和化学的方法对酚醛树脂进行改性,其耐热性能大幅度提高。但随着车速的提高,对摩擦材料的热衰退性能提出了更高的要求。目前摩擦材料粘结剂的研究,已不再局限于树脂和橡胶,而且拓展到了利用金属粉末或金属硫化物在高温下具有的特殊性能,减少树脂在摩擦材料中的使用比例,以弥补树脂及橡胶在高温下的不足。因此,尽管采用高性能树脂能提高摩擦材料的耐热性能,但其改善毕竟有限,我们应更多的关注和利用金属粉末及金属硫化物的性能或开发一些新型的无机粘结剂。同时,材料的热传导性虽然是影响耐热性的间接因素,却非常重要。因此,为了降低制动温度,提高耐热性能,我们也可以从提高制动材料的导热系数入手,加快散热速度,防止材料因温度过高导致性能下降。
2)随着现代环保意识的增强,人们对汽车产生的噪音的问题越来越关注。因此,减少刹车片诱发的制动噪音成为一个重要的研究课题。汽车刹车片噪音,涉及到制动器的总成结构,而不单是制动材料本身的问题。目前,科学界对噪音的产生及形成机理还没有统一的定论。一般认为,其原因不外乎三种[20]:一是刹车片与对偶不匹配,产生共振或伤盘;二是刹车片的摩擦稳定性差;三是刹车片与制动对偶随制动比压、温度、速率的变化,双方材质互为粘附。为解决此问题,一般可以添加一些润滑剂和增韧剂,积极开发轻质和性能优越的多孔填料,以降低制动噪音。汽车制动材料的发展趋势
汽车工业的快速发展造成了汽车摩擦材料研究的白热化。为了开发能满足当代汽车工艺要求的全新制动材料,当前汽车制动材料发展趋势可以从以下几个方面来看。
3.1 摩擦磨损理论的完善
汽车在制动时,即是发生在制动材料和金属刹车盘之间的摩擦过程。现代摩擦学往往把摩擦材料/金属刹车盘这一对摩擦副的相对运动过程,视为是摩擦学系统[21-22]。其基本思想是,把相对运动和相互作用的诸表面及参加作用的介质,抽象成由摩擦学元素构成的系统,然后依据系统学理论,把摩擦学系统归属于开式、离散、动态系统,研究摩擦过程中能量和材料的损失。与此同时,摩擦学系统的结构和功能,也随摩擦过程变化。可由图4所示系统模型来描述这一摩擦学系统[23]。
关于制动材料摩擦磨损机理的研究主要包括以下两方面:一方面是试图从理论上解释磨损机理,导致了不少磨损模型和假设的建立;另一方面是努力通过实验找到磨损的规律,使磨损机理的理论研究和实际应用结合起来,建立磨损的计算方法。迄今为止,关于制动材料摩擦磨损机理的研究很多,但由于制动材料中成分和组织以及材料性能的复杂性,还没有一个公认的理论能解释所有的摩擦磨损现象。目前己有的算式大部分是基于某一种磨损机理而建立的,或是根据特定的实验条件而建立的经验公式[24]。因此,关于其磨损机制的研究和磨损模型的建立还有待深入和完善[25]。一般来说,摩擦材料与金属对偶体系可反映5种磨损类型,即:磨粒磨损,粘着磨损,疲劳磨损,热磨损和宏观剪切磨损[26]。
另外,目前关于汽车制动材料的报导绝大多数仅局限于宏观层次上的研究,而很少从微观上进行分析。为了能对制动材料摩擦磨损机理有更好的认识,更现代化检测手段的运用显得十分必要。譬如,由于扫描电镜对非导电体的观测并不充分,而原子力显微镜提供了在原子、分子尺度上观察非导体表面形貌的有效手段,所以可以从更加微观的角度上对摩擦材料表面、磨屑以及对偶件的形貌特征和化学成分特征进行分析研究。同时,随着新材料和微电子技术的迅速发展,人们将微电子技术和微传感器技术用于摩擦材料,形成能够自动检测制动过程中摩擦系数、摩擦力、摩擦量及表面温度的功能摩擦材料,进而通过控制技术自动调节制动过程中的制动力和表面温度,这将有助于更深入的了解制动过程中的摩擦磨损现象。这些都是未来制动材料发展的重要方向。
3.2 材料的改性及配方的优化设计
汽车制动材料是以高分子化合物为粘结剂,以无机或有机类纤维为增强成分,以矿物粉体和有机粉体为摩擦性能调节剂制备而成的功能材料。其组成成分少则十几种,有时甚至添加了几十种不同的材料。根据各个组分在摩擦材料中所起的作用,一般将其分为增强纤维、有机粘结剂和填料。
3.2.1 原材料的改性研究
在原材料方面,对于增强纤维,由于单一纤维各有优缺点,且在不同方向上具有不同的力学和物理性能。因此,对纤维增强的摩擦材料而言,使用混杂纤维进行合理复合,使其充分发挥各自的优点,制成性能优良、成本较低的摩擦材料,必将成为摩擦材料的研究方向之一。对于树脂粘结剂,目前主要还是选用酚醛树脂,其最突出的优点是耐热性好,但在高温下会分解,使摩擦材料发生热衰退,摩擦磨损性能变差,因此酚醛树脂的改性也是其研究方向之一。对填料而言,在现代汽车制动材料中,有机粘结剂和增强纤维的用量正逐渐减少,以矿物为主的填料用量越来越多。各国都在积极研究开发一些轻质、多孔的无机填料,特别是当一些纳米粒子的填料加入时,产生了一种新型的摩擦材料,即纳米摩擦材料。
3.2.2 纳米摩擦材料
纳米复合材料的概念于20世纪80年代中期由Roy提出[27]。纳米复合材料具有优异的性能和广泛的应用价值,利用纳米粒子取代普通无机填料与聚合物基体复合,能大幅度提高聚合物材料的整体性能[28]。贺鹏等[29]将其作用归纳为以下几点:提高热性能,如热膨胀系数降低、导热系数大幅提高、阻燃性增强;改善力学性能,如同时增加强度和增加韧性、增强耐磨性、改进光电性能等。葛世荣等[30]人,制备了纳米SiO2和纳米TiO2填充PA1010尼龙复合材料,测试结果表明:填充纳米颗粒可以提高尼龙复合材料的力学性能,纳米SiO2和纳米TiO2作为填料可以提高PA1010的耐磨性,降低摩擦系数。其中纳米颗粒的最佳质量分数为10%。马世宁[31]等对纳米固体润滑干膜的摩擦学性能进行了研究,试验表明:添加纳米Al2O3粉末在摩擦系数略有增加的同时,耐磨性也得到了很好的改善。美国马里兰大学[32]材料系在实验室研制成功纳米Al2O3与橡胶的复合材料。这种材料与常规橡胶相比,耐磨性大大提高,介电常数也提高了将近一倍。
3.2.3 材料配方的优化设计
汽车制动材料一般采用模压成形法,因此材料的成分配方至关重要。目前在代表世界摩擦材料先进水平的欧洲和北美国家中,其摩擦材料先进的配方技术主要体现在:1)无石棉、无金属、无Kevlar等化学纤维和天然纤维、树脂含量低至5%~6%,并采用第二粘结剂。2)多体系复合材料的配方优化。多年以来,摩擦材料研究及应用的主导体系一直是以1维唯象的纤维为增强体、0维唯象的颗粒为填料和3维唯象有机基体组合而成的0-1-3型聚合物基复合材料体系。目前,国内外开展了多种新结构体系摩擦材料的研究,有研究者选用多种纤维、以2维唯象的层片为增强体,并与多种有机无机微粒和树脂混合制得0-1-2-3型复合体系摩擦材料。发现以相同的填充分数,可获得比单纯纤维和单纯粒子增强材料高的力学性能,并能同时兼顾强度和韧性、高温摩擦和磨损性能、综合性能优越。
在汽车制动材料配方优化设计的过程中,大量的专利技术和应用研究用来完善和提高制动材料的摩擦磨损性能。曹献坤[33]等人对Kevlar增强纤维的摩擦材料配方进行了研究设计。应用正交试验设计方法,以摩擦制品的摩擦系数、磨损量和冲击强度为试验指标,由多因素方差分析进行配方优化,得材料配比(Wt%)为:Kevlar纤维1~5,膨胀蛭石片40~50,改性酚醛树脂16~19,石墨5~8,有机摩擦粉10~15,无机填料10~18。杨金生[34]等对半金属制动材料的成分配方进行了改性并获得较好的制动摩擦磨损效果。国外商用摩擦材料的配方设计,由于涉及到商业秘密很少公开,在摩擦磨损机理研究中,只会简单给出实验材料的配方。韩国的Ho Jang等[35]学者,对复合摩擦材料中的Sb2S3ZrSiO4在表面摩擦过程中的特性进行了研究,并给出了材料的配方。美国专利[36]利用10%的aramid纤维,5%的钛酸钾纤维,与10%酚醛树脂和其他调节剂,在一定工况下,形成5~100μm厚的有机薄层,极大的减少了制动噪音与震颤。M.H.Choa[37]对灰铸铁制动鼓在摩擦过程中,灰铸铁摩擦表面的微观形貌变化进行了研究,并比较了有钢纤维摩擦材料与无钢纤维摩擦材料对灰铸铁表面的影响特性。同时给出了两种试验用复合摩擦材料的配方,如表1所示。
表1:某复合摩擦材料的配方和物理特性表
3.3 制备工艺的改进及低成本化
目前汽车刹车片的市场主要以树脂基和半金属基复合摩擦材料为主,其制备技术已相对稳定和成熟,但由于树脂耐热性的问题,其摩擦性能还有待进一步提高。而对于一些金属和金属陶瓷基摩擦材料,虽 然各方面性能较佳,由于其价格高、制造工艺复杂、成本因素制约了其在中低档汽车上的推广应用。各个国家在制造工艺方面均做了大量的研究,采用了许多先进技术,如对金属纤维的软化处理,对非金属纤维的蓬松处理和浸渍处理,对硬质原料粉末的球化处理,喷涂、挤压、大气压力固结(CAP)技术,组合固结,Starmix混粉技术,快速多项移动成型(BOG)技术,以及后续加工和表面处理等,均是为了全面提高摩擦材料的综合性能[38]。4 结束语
当今世界,节能和环保是汽车工业的两大主题。因此,今后汽车制动材料的主要研究方向是更安全、更轻量化、更省燃油。这不仅需要新材料的开发,还需要采用新结构、新系统,从而大幅度提高制动材料的摩擦磨损性能,实现轻量化,达到节能的目的。
1 、我国汽车工业发展现状简析
(1)生产总量大,外资比例高
目前虽然我国已经成为世界汽车生产大国,但是并不是强国。2004年全国各汽车企业拥有资产总额超过1万亿元人民币,汽车工业总产值高达到11000多亿元人民币。根据以上数据来计算,我国的汽车生产和销售总量位居世界前列,但是我国汽车产业中则包含了50%以上的合资企业,由此来看我国本土品牌汽车的销售总额不及外资企业和合资企业。
(2)经营分散,生产规模小
1998年,我国整车生产企业为115家,2004年中为119家,算上2004年的几起并购案,现在整车生产企业数量仍然在100家以上,为期不短的国内汽车企业并购整合并没有出现让人惊喜的进展,国内汽车生产企业数量几乎等于美、日、欧所有汽车企业数量之和,产量却不及这些国家一个大企业的产量,“散、乱、小”已经成为制约我国汽车产业发展的重点难题。
(3)区域市场封闭,抑制销量增长
目前我国市场缺乏积极有效的鼓励汽车消费的政策,尤其是一些地方政府,违背市场竞争规律,错误的推行地方保护主义政策,封闭的区域市场直接限制了非本地企业生产汽车的使用率。这种人为的分割市场、胡乱收费和繁杂的购车手续抑制了个人购车的积极性,限制了汽车需求增长。此外,汽车生产企业的产品种类、产品价格、营销模式、市场开发及售后服务等各个方面也不能满足消费者的要求。
(4)零部件生产落后,缺乏国际竞争力的产品
目前,我国对汽车零部件生产工业的投资力度仍然不足,在整个汽车工业总投资规模的比例中占不到30%。因为地方、部门、企业各自为阵,投资分散重复,没有培育出具有强大竞争力的大型骨干零部件企业,未能生产出极具竞争力的拳头产品,也未形成按专业化分工的产业结构,难以形成规模效益。总之,我国的零部件工业总体水平仍然不高,缺少具有国际竞争力的产品。
2 、应对当前问题的策略
(1)重组国内汽车生产企业
目前,在我国现有的百余家汽车企业中,有很多企业的生产能力相近、产品类型相似、技术水平相当、竞争力不相上下。对于这些企业来说,要实施企业间并购重组的可行性很小,因此可以先采取相对松散的联合方式,例如进行正式或非正式的项目合作,共同开发新的产品类型等,然后,在此基础上逐步走向合资、控股等高层次的联合。
(2)加大技术研发投入
一个国家如果没有研发能力强大的企业,那么在国际经济一体化的竞争中,就只能作为发达国家跨国公司的附庸。但是要在短时间内形成我国汽车工业完整的开发能力,任务是相当艰巨的。因此建议政府,将汽车研究开发基金单独列入政府预算体系,由行业主管部门每年确定详细的支持项目,由行业主管部门对资金进行集中管理和统一分配。尤其要鼎力支持我国具有较大发展潜力并且在国内市场上占有较大份额的汽车品牌。
(3)紧跟世界汽车工业发展步伐
我国的汽车工业已在上一轮的世界汽车工业发展进程中坐失了发展的机遇,如果现在还不彻底革新观念,转换思路,就会再次坐失这一轮的世界汽车工业发展机遇,仍将无法参与到世界汽车工业的竞争中。因而,我国的汽车工业发展要紧跟世界汽车工业发展步伐,不能再次掉队了。
3 、我国汽车工业发展趋势分析
(1)汽车价格仍有降低的趋势 由于目前汽车生产能力的迅速提高,汽车产量大于销量的现实,将导致市场竞争更加激烈。同时随着国内生产规模扩大,技术水平提高,零部件体系逐渐完善,国产化率不断提高,塑料、电子产品等原材料价格下滑,进一步降低了汽车生产,加上大量新车超低价上市,新老车型竞争更加激烈,多样化选择使消费者观望心态增强。这些因素都增加了价格下降的压力。
(2)中国将成为全球最大的汽车生产基地
从日本丰田、美国通用、福特、德国大众等国际汽车巨头纷纷加大在中国汽车产业的投资可以看出,在未来5至10年内中国仍然处在对发达国家汽车产业的追赶期,国内汽车生产企业仍将紧追国际汽车产业技术发展,牢牢抓住全球产业结构调整的机遇,清醒审视自己的技术实力,利用好自己的资源优势加快发展,成为世界上最大的汽车制造基地。
(3)自主品牌汽车市场份额上升
据统计,2006年1至10月乘用车自主品牌累计销售近174万辆,占乘用车销售总量的42%。其中自主品牌轿车销售81万辆,占轿车销售总量的27%。2006年上半年最畅销的15个轿车品牌中,三分之一是自主品牌。上半年我国自主品牌轿车的销量以51.3%的增长率领先于合资品牌36.3%的增长率,自主品牌轿车市场份额接近25%,个别月份甚至接近30%。这是一个令人振奋的好消息,它表明我国自主品牌汽车的市场份额呈上升趋势。
(4) 汽车消费将呈现辐射状扩张趋势
从产品生命周期角度看,目前国内汽车业已进入成长期,率先买车的是最高收入群体,此时中心城市增长会很快。随着人们收入水平的提高,逐渐向次高收入群体辐射,比如二线城市和沿海经济发达地区的中小城市等。再往后,增长的中心还会向内地中小城市甚至农村辐射。而且每个靠后层级的消费人群在数量上要远远大于前一个层级,这无疑会给汽车消费需求提供强劲的增长动力。
(5) 自主品牌汽车将面临较好的发展机遇
自主品牌汽车的市场定位和产品特点比较符合中国的国情,尤其是对收入不高、讲究实用的内地中小城市居民和广大农村消费者而言,自主品牌汽车无疑是他们消费的首选。由于没有外资伙伴的限制,自主品牌企业可以充分地享有海外市场,扩大产品的出口,尽管这些企业目前在海外的销量还不大,但可以预见今后在性价比方面的优势会逐步显现。同时国家的产业政策扶持、庞大的本土市场需求、零部件配套体系的日趋完善等有利因素,都将推动着国内汽车市场朝着自主品牌化的方向发展。
我国是汽车的消费大国,目前汽车消费市场正逐步走向成熟,这让许多汽车生产企业开始意识到提升市场竞争能力对于企业生存与发展的重要性。虽然本土化汽车品牌的建立在国际知名品牌的挑战下,显得步履维艰。但是在日益开放的市场竞争环境下,只要本土汽车生产企业牢固地树立质量和品牌的战略思想,那么必将能够打造出本土汽车产品的强势品牌。
新能源汽车发展现状及趋势
新能源汽车是全世界正在进行研究的热点项目,世界汽车大国如中国、日本、美国、德国等都投入了大量的人力、财力进行相关的研究和推广。在当今社会,汽车已经和每个人的生活息息相关,也是国内外科技实力竞争的一个关键点。发展新能源汽车是解决全球能源和环境系统严峻问题的必由之路,是汽车行业技术和产业革新的必然趋势。
发展新能源汽车对解决能源和环境系统问题以及提高国家的综合能力具有非常重要的意义。一方面解决能源短缺、环境污染、气候变暖等全球汽车行业面对的共同问题。近年来,我国汽车产业发展迅速,国内汽车保有量呈递增趋势。预计2015年的汽车保有量将达到1.5亿辆,2020年中国的汽车保有量更是将达到2亿辆以上。传统汽车在行驶过程中会产生大量的有害气体,排放的污染物有碳氢化合物、氮氢化合物、一氧化碳、二氧化硫等,对人类健康也有很大的影响。此外,传统汽车主要采用燃油发动机,排放大量的温室气体,影响全球的气候变化。现有的车用内燃机的动力技术的改进处于一种渐进式的状态,进展缓慢,已经不能应对环境、能源系统的挑战,汽车行业亟待一场革命性的技术变革。
另一方面,汽车产业对一个国家的经济发展起到了巨大的作用,带动钢铁、机械加工、电子等多个行业的发展,容易形成产业集群,是提升一个国家国际竞争实力的重要因素。相对于欧美国家,我国的汽车工业起步较晚,一直采取以市场换技术的方式推动汽车行业的发展,没有形成原始创新的技术,没有形成自己的关键技术。新能源汽车方面,世界各国处于同一起跑线上,我们国家只有大力发展新能源汽车,才能在汽车工业上实现“弯道超车”,才能有机会与西方发达国家在汽车工业上一较高下。1 新能源汽车的定义及种类
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根据我国《汽车产业发展政策》的有关规定,国家发展和改革委员会制定了《新能源汽车生产准入管理规则》(后文简称《规则》),提出了新能源汽车的新概念。实用非常规车用燃料来作为动力源的汽车便是新能源汽车,综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,汽车拥有先进的理论和技术,结构也较为新颖。《规则》还指出:新能源汽车包括纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、混合动力电动汽车(HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)、其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等。新能源汽车出现以来,动力形式主要有混合动力、纯电动、燃料电池三种。这也是当前世界各国主要的研究方向。
混合动力汽车在汽车上配置了两种动力系统,一般是在传统燃料的动力系统基础上再匹配发电机、电动机等以电能为动力的系统。在混合动力汽车中,电能的来源主要有三种方式,一是采用外部充电,即通过充电桩直接给汽车中的蓄电池充电。二是采用能量回收装置,在车辆运行过程中将制动时、下坡时、怠速时的能量回收,转换为电能存储在蓄电池中。三是采用前述两种方式的组合,既可以直接给蓄电池充电,也配有能量回收装置。
纯电动汽车,从字面就可以看出,该类汽车采用电能为唯一的动力来源,无需内燃机或其它动力装置。纯电动汽车只有电能一种动力来源,在行驶过程中没有尾气排放,也不会形成二次污染,是一种“干净”的汽车。纯电动汽车由于受续航里程、充电桩的数量及位置的影响,目前主要在短途使用人群中推广使用。
燃料电池汽车的工作原理是,其燃料是氢,氢会在燃料电池中和氧气发生氧化还原反应,从而产生电能来给电动机工作提供支持,通过电动机带动机械传动机构,从而驱动电动汽车。在燃料电池汽车中,氧气和氢气直接参与化学反应,并且化学反应时,不会产生污染物,其也是一种“干净”的汽车。和纯粹使用电力的骑车相比,燃料电池汽
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车优势明显,比如低温冷启动性能出色、持续行驶里程较长、能够快速补充能量等,但产品成本高且基础设施稀缺。2 国内外新能源汽车发展的状况
国外在新能源汽车的研究方面比我们国家起步要早得多,在美国和日本已经有很多汽车厂推出了新能源车型并上市销售。如日本为了解决能源安全问题,欧洲和美国为了解决温室效应和石油依赖的问题,从国家和地区的层面都推出了鼓励新能源汽车发展和推广的政策,寻找替代能源,如:欧盟持续加强清洁柴油车技术,推动燃料电池的研发。①金融危机之后,世界各国均把新能源汽车的研究方向聚焦在纯电动汽车上。
2010年以来,欧美日等汽车工业强国的新能源汽车如雨后春笋般上市销售。如本田飞度EV、宝马MINI E、宝马i100Coupe、宝马(PHEV)以及全球闻名的特斯拉电动车,在全球刮起了新能源汽车的旋风。这些新能源汽车的特点主要是车型与传统汽车相似、续航里程相比早期的电动车有了很大的改善、普遍使用快速充电技术、最高车速增加到100公里/小时以上。
从2001年开始,国家通过“863”项目投入很大的资金主要做电动汽车研发,形成了纯电动、油电混合动力、燃料电池三条技术路线,简称“三纵”; 建立了以动力蓄电池、驱动电机、动力总成控制系统三种共性技术,简称“三横”,形成了“三纵三横”的开发布局。②2012年3月,科技部公布《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》,进行了纯电驱动技术战略的确定,重视技术转型,重视整车继承技术、关键零部件技术以及公共平台技术的深化省级和完善。国务院也进行了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》的发布,制定了新的战略取向,重视以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业的转型,当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化。我国已
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经有多家汽车厂开始电动车的生产和销售,如江淮、奇瑞、新大洋、北汽新能源、一汽新能源、长安、郑州日产等均有新能源汽车上市销售。3 新能源汽车的核心技术及发展趋势
发展新能源汽车需要掌握电池技术、电机驱动及控制技术、能源管理系统以及整车技术等核心技术。
电池技术包括电池形式、电池生产的过程控制、外围设备和使用方法等。日本企业在电池领域的技术实力较强,如丰田汽车公司获得了四百多项专利。③目前世界各国都在研究电池的新技术,重点解决电池容量和快速充电的问题,石墨烯电池是一个新的研究方向。在中国,中航锂电、比亚迪、五龙汽车等公司在已经掌握了电池技术实现了电池的批量生产。
整车控制器(VCU)、电机控制器(MCU)和电池管理系统(BMS)是最重要的核心技术,对整车的动力性、经济性、可靠性和安全性等有着重要影响。
VCU是新能源汽车的大脑,它通过对来自油门、刹车踏板、档位等位置的信息进行分析,判断驾驶员的意图。VCU还检测车辆的速度、文图、电量、电压等信息,并根据车辆各项参数向车身的动力系统、电池系统等发送控制指令,指挥车辆行驶。
MCU是新能源汽车特有的核心功率电子单元,是电动机的大脑。它在接收到VCU的车辆行驶控制指令后,及时控制电动机输出指定的扭矩和转速,驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。
BMS是新能源汽车的三大核心技术之一,它是新能源汽车电池系统正常工作、提高电池寿命并保证新能源汽车安全的关键技术。由于BMS的存在,当新能源汽车大电池出现早期损坏、过热、过载等情况时,及时保护电池并向司乘人员报警。
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随着能源危机和环境系统不断增长的压力,新能源汽车未来的发展方向主要是寻找新的替代能源和动力系统的革命。一是研究甲醇、生物乙醇、氢燃料、可燃气体等替代传统的燃油技术,已经有部分技术在国内外得到了推广应用。二是采用电能作为新的动力来源,主要是运用混合动力驱动、纯电驱动和燃料电池技术解决日益严重的能源紧缺和污染问题。4 结论
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