再一次走在这条老路上 ,内心很平静,很温暖。我们依旧吃了串串,聊了天,买了热热的糖炒板栗,还有可爱的小女生发卡,喝了热热的百香果……时间验证了答案,人生中又体会到了为数不多的“喜极而泣”。知道结果的那一刻,热泪盈眶!这个冬季最最最温暖的礼物砸在了头上,真好。感恩一切,感恩遇见[月亮]
车身结构智能注射胶粘解决方案
减少汽车二氧化碳排放量的轻量化概念及电动汽车的发展是当前汽车行业的两个全球趋势。在这些领域,铝型材和铝铸件的使用日益增加。铸件通常用作连接节点,这对于通过胶粘剂将这些部件粘合在一起提出了新的技术挑战。目前西卡公司(Sika)已经为应对该挑战开发出了一种新的胶粘剂解决方案。
1、技术挑战
汽车制造商采用不同概念来解决轻量化设计的问题,以应对进一步降低汽车二氧化碳排放量的要求。其中最重要的当然是混合材料的概念。这涉及根据材料的特性,将不同的材料(例如钢、铝和塑料)进行最佳组合,并在同一车体中使用它们。各个材料不同的热膨胀系数会导致冷却过程出现问题,在极端情况下会导致胶接失效。为了解决此问题,Sika不久前开发了Sika Power MBX技术。不同材料的使用会导致轻质结构出现问题,而且还必须克服结构上的障碍,例如铸铝节点与铝型材的连接。在骨架结构(也称为空间框架结构)中,剖面通过节点连接,如图1所示。
与推入式连接物一样,此类接头的粘合通常不容易解决。由于间隙尺寸小,因此在胶接过程中之前施加到型材或铸件上的大多数胶粘剂都会被去除。因此,这类接头现在基本上是采用机械连接,例如铆接。
在电动汽车的电池结构中,电池的尺寸限制了结构空间,而且往往需要直线结构,型材在车身构造中的更广泛使用增加了对合适的胶粘剂解决方案的需求。Sika开发了SikaPower Smart-Flow注射粘合剂,用于粘合此类推入式连接物。
另一个应用领域是将塑料增强部件(如西卡玻璃纤维增强聚酰胺零件,商品名为Sika Reinforcer)粘合到车体中,如图2所示。将这些结构部件连接到车身有几个方案。可以将结构部件钩入体内。在热固化过程中,粘合剂泡沫会膨胀到金属,从而形成粘结。或者,也可以使用结构胶粘剂将这种结构部件直接粘合到空腔中,在西卡,此过程称为高强度粘结(High Strength Bonding ,HSB)。从机械角度来看,此过程具有诸多优势,详见见表1。
与泡沫塑料(Sika Reinforcer)相比,用胶粘剂(HSB)粘结结构部件使得结构更坚硬,更耐碰撞。但是,可能会出现制造挑战。特别是,单个零件的套料过程的可靠性往往无法得到保证。西卡SikaPower Smart-Flow注射粘合剂为此提供了一种解决方法。在这种情况下,可以将胶粘剂部分或全部直接注入已经连接的金属结构中。该方法特别适合于加固A柱和B支柱以及加固车辆中的电池框架结构。对于这种应用,可以设计加强部件,使胶粘剂从注射点流到四个侧面位置,从而确保部件与金属结构的最佳结合。
2、智能注射胶粘剂
需要高温和/或高压将标准车身胶粘剂注入空腔。此外,有必要提供胶粘剂流动的方向。通常在闭型腔只需填充型腔即可实现。但是,当腔体不封闭时靶向注射变得特别困难。开头所述的组件通常不是形状匹配或密封的,这意味着它们至少有一侧是敞开的。当将胶粘剂注入一侧开放或侧面不完全封闭的结构中时,胶粘剂不仅会在所需方向上扩散,还会在其他方向上扩散。组件中通道的导向作用提供的帮助很少。相比之下,即使通道在侧面有开口,Sikapower SmartFlow粘合剂仅在指定的通道中铺展,如图3和图4所示。在车身普遍存在公差的情况下,这一特性被证明是特别有利的。为简化起见,此报告中的注入腔称为通道,而没有形锁合的侧面称为肩部,示意图见图3。肩部的高度表示肩部区域中两个连接部分之间的距离。
新的胶接技术已经在不同的实验室模型上进行了测试和验证。在本文展示的所有插图中,通道深度为3毫米,肩高为1毫米。尽管差异很小,但粘合剂仅在通道中流动,而不在肩部流动。研究表明,通道深度与肩高之比是决定性因素,设计时必须考虑到这一点。在给定的3 mm 通道深度下,选择的肩高越大,粘合剂在通道中的铺展越差,电泳涂料的流动性越好。
如果不是必须进行电涂,则肩高最好小于1mm。如果必须保证完美的电涂,则肩高必须为1至2mm。然而,这并不构成问题,因为高达3mm的肩高时,预处理和浸涂的耐冲刷性很好,热固化期间的稳定性也很好。此外一定的肩宽也是必要的,以防止胶粘剂从通道溢出进入肩部。肩宽>5mm被证明是理想的。大量的注入测试表明,窄通道和宽通道都可以毫无问题地被填充,如图5所示。在测试过程中,填充宽度高达20cm的通道是没有任何问题的。考虑到这些规格,可以将通道直接集成在结构部件中,或者在使用插入式连接物的情况下集成在铸件中。
对于注射,重要的因素是选择正确的注射速度,以防止胶粘剂在边缘溢出。注射速度过高会导致溢出;但是,如果速度太低,则胶粘剂可能无法按预期方式扩散通过通道。基本上,一个低的且受控制的粘合剂肩部流量是首选的。温度也对注射结果有影响,因为粘合剂的粘度取决于温度。使用全自动应用系统,可以重点控制最重要的注射参数,如挤出速度和温度。这样就可以实现一致的、可比较的结果。注入点也应仔细选择。应当注意的是,在所有流动方向上腔体的体积必须大致相同,以便在靠近注入点的位置防止溢流。
为了尽可能真实地测试胶粘剂的流动性能,开发人员建立了几个测试体,用所选的试件测试将加强件粘合到钢结构中的情况。之所以选择这种几何图形,主要是因为测试通道很大。相关的结构零件是使用3-D打印机生产的如图6所示。使用适当形状的有机玻璃外壳来代替金属结构,以最佳地跟踪流动行为。试验证实,大型通道可以被填补而不溢出的边缘和肩膀。研究还表明,此类部件的孔或凹处等典型元件不会对粘合剂的扩散造成问题。在这种情况下,胶粘剂会绕过障碍物流动,然后再次流到一起而不会留下任何气穴,如图6所示。
如果需要填充更大的通道或缩短填充时间,也可以同时在多个位置注入胶粘剂,如图7所示。该创新胶粘剂基于著名的SikaPower胶粘剂。因此,新粘合剂最重要的产品性能也与表2所示的已知系统相当。
3、总结
西卡胶粘剂SikaPower SmartFlow提供了新的胶接解决方案。这意味着推入式连接物(例如在电动汽车或轻型设计中的连接物)可以可靠地进行胶接。相同的胶粘剂也可以用于在整个表面上胶接结构部件,从而获得更高的零件刚度和强度。
减少汽车二氧化碳排放量的轻量化概念及电动汽车的发展是当前汽车行业的两个全球趋势。在这些领域,铝型材和铝铸件的使用日益增加。铸件通常用作连接节点,这对于通过胶粘剂将这些部件粘合在一起提出了新的技术挑战。目前西卡公司(Sika)已经为应对该挑战开发出了一种新的胶粘剂解决方案。
1、技术挑战
汽车制造商采用不同概念来解决轻量化设计的问题,以应对进一步降低汽车二氧化碳排放量的要求。其中最重要的当然是混合材料的概念。这涉及根据材料的特性,将不同的材料(例如钢、铝和塑料)进行最佳组合,并在同一车体中使用它们。各个材料不同的热膨胀系数会导致冷却过程出现问题,在极端情况下会导致胶接失效。为了解决此问题,Sika不久前开发了Sika Power MBX技术。不同材料的使用会导致轻质结构出现问题,而且还必须克服结构上的障碍,例如铸铝节点与铝型材的连接。在骨架结构(也称为空间框架结构)中,剖面通过节点连接,如图1所示。
与推入式连接物一样,此类接头的粘合通常不容易解决。由于间隙尺寸小,因此在胶接过程中之前施加到型材或铸件上的大多数胶粘剂都会被去除。因此,这类接头现在基本上是采用机械连接,例如铆接。
在电动汽车的电池结构中,电池的尺寸限制了结构空间,而且往往需要直线结构,型材在车身构造中的更广泛使用增加了对合适的胶粘剂解决方案的需求。Sika开发了SikaPower Smart-Flow注射粘合剂,用于粘合此类推入式连接物。
另一个应用领域是将塑料增强部件(如西卡玻璃纤维增强聚酰胺零件,商品名为Sika Reinforcer)粘合到车体中,如图2所示。将这些结构部件连接到车身有几个方案。可以将结构部件钩入体内。在热固化过程中,粘合剂泡沫会膨胀到金属,从而形成粘结。或者,也可以使用结构胶粘剂将这种结构部件直接粘合到空腔中,在西卡,此过程称为高强度粘结(High Strength Bonding ,HSB)。从机械角度来看,此过程具有诸多优势,详见见表1。
与泡沫塑料(Sika Reinforcer)相比,用胶粘剂(HSB)粘结结构部件使得结构更坚硬,更耐碰撞。但是,可能会出现制造挑战。特别是,单个零件的套料过程的可靠性往往无法得到保证。西卡SikaPower Smart-Flow注射粘合剂为此提供了一种解决方法。在这种情况下,可以将胶粘剂部分或全部直接注入已经连接的金属结构中。该方法特别适合于加固A柱和B支柱以及加固车辆中的电池框架结构。对于这种应用,可以设计加强部件,使胶粘剂从注射点流到四个侧面位置,从而确保部件与金属结构的最佳结合。
2、智能注射胶粘剂
需要高温和/或高压将标准车身胶粘剂注入空腔。此外,有必要提供胶粘剂流动的方向。通常在闭型腔只需填充型腔即可实现。但是,当腔体不封闭时靶向注射变得特别困难。开头所述的组件通常不是形状匹配或密封的,这意味着它们至少有一侧是敞开的。当将胶粘剂注入一侧开放或侧面不完全封闭的结构中时,胶粘剂不仅会在所需方向上扩散,还会在其他方向上扩散。组件中通道的导向作用提供的帮助很少。相比之下,即使通道在侧面有开口,Sikapower SmartFlow粘合剂仅在指定的通道中铺展,如图3和图4所示。在车身普遍存在公差的情况下,这一特性被证明是特别有利的。为简化起见,此报告中的注入腔称为通道,而没有形锁合的侧面称为肩部,示意图见图3。肩部的高度表示肩部区域中两个连接部分之间的距离。
新的胶接技术已经在不同的实验室模型上进行了测试和验证。在本文展示的所有插图中,通道深度为3毫米,肩高为1毫米。尽管差异很小,但粘合剂仅在通道中流动,而不在肩部流动。研究表明,通道深度与肩高之比是决定性因素,设计时必须考虑到这一点。在给定的3 mm 通道深度下,选择的肩高越大,粘合剂在通道中的铺展越差,电泳涂料的流动性越好。
如果不是必须进行电涂,则肩高最好小于1mm。如果必须保证完美的电涂,则肩高必须为1至2mm。然而,这并不构成问题,因为高达3mm的肩高时,预处理和浸涂的耐冲刷性很好,热固化期间的稳定性也很好。此外一定的肩宽也是必要的,以防止胶粘剂从通道溢出进入肩部。肩宽>5mm被证明是理想的。大量的注入测试表明,窄通道和宽通道都可以毫无问题地被填充,如图5所示。在测试过程中,填充宽度高达20cm的通道是没有任何问题的。考虑到这些规格,可以将通道直接集成在结构部件中,或者在使用插入式连接物的情况下集成在铸件中。
对于注射,重要的因素是选择正确的注射速度,以防止胶粘剂在边缘溢出。注射速度过高会导致溢出;但是,如果速度太低,则胶粘剂可能无法按预期方式扩散通过通道。基本上,一个低的且受控制的粘合剂肩部流量是首选的。温度也对注射结果有影响,因为粘合剂的粘度取决于温度。使用全自动应用系统,可以重点控制最重要的注射参数,如挤出速度和温度。这样就可以实现一致的、可比较的结果。注入点也应仔细选择。应当注意的是,在所有流动方向上腔体的体积必须大致相同,以便在靠近注入点的位置防止溢流。
为了尽可能真实地测试胶粘剂的流动性能,开发人员建立了几个测试体,用所选的试件测试将加强件粘合到钢结构中的情况。之所以选择这种几何图形,主要是因为测试通道很大。相关的结构零件是使用3-D打印机生产的如图6所示。使用适当形状的有机玻璃外壳来代替金属结构,以最佳地跟踪流动行为。试验证实,大型通道可以被填补而不溢出的边缘和肩膀。研究还表明,此类部件的孔或凹处等典型元件不会对粘合剂的扩散造成问题。在这种情况下,胶粘剂会绕过障碍物流动,然后再次流到一起而不会留下任何气穴,如图6所示。
如果需要填充更大的通道或缩短填充时间,也可以同时在多个位置注入胶粘剂,如图7所示。该创新胶粘剂基于著名的SikaPower胶粘剂。因此,新粘合剂最重要的产品性能也与表2所示的已知系统相当。
3、总结
西卡胶粘剂SikaPower SmartFlow提供了新的胶接解决方案。这意味着推入式连接物(例如在电动汽车或轻型设计中的连接物)可以可靠地进行胶接。相同的胶粘剂也可以用于在整个表面上胶接结构部件,从而获得更高的零件刚度和强度。
戈尔——创造价值,永不止步
在汽车行业,戈尔(Gore)一直保持其领先地位逾25年之久,因制造高度可靠、质量稳定的产品而享有盛誉。随着科技发展日新月异,汽车行业也不断取得新的突破。在汽车制造技术革新的浪潮中,戈尔率先应用新技术,开发出性能优异的防水透气产品和燃料电池组件。与此同时,戈尔紧密关注行业趋势,致力于帮助汽车制造商成功应对一系列长期挑战,例如将新兴技术融入产品升级、降低昂贵零部件损坏的风险,进而保障驾驶员和乘客舒适的驾驶和乘坐体验。
GORE®汽车防水透气产品凭借其久经验证的性能,成为全球范围内最具竞争力的产品之一。该产品符合行业的严格测试要求,可在恶劣环境下保护汽车零部件,防止灰尘、污物和水进入,同时能够在汽车行驶过程中持续平衡压力,确保安全无虞。
那么这些质量过硬、性能可靠的防水透气产品究竟是怎样应用于汽车的呢?一款看似简单的防水透气产品背后是否藏着一些不为人知的黑科技?在汽车行业朝着电气化、智能化转型的大趋势下,这家材料供应商又将如何应战?几天前,盖世汽车有幸采访到了戈尔科技全球市场开拓首席官Mark Weier。
Mark在汽车行业有着数十年丰富经验,在加入戈尔后重点负责市场发展,着力于为戈尔的高性能材料和技术创造更多机会。
电池,戈尔,防水透气解决方案,膨体聚四氟乙烯材料
戈尔科技全球市场开拓首席官Mark Weier
简单外表暗藏强大功能
Mark Weier介绍道,戈尔的防水透气解决方案能够为汽车的动力系统以及电气和电子元件提供保护,比如水泵、油泵、电子控制系统、汽车大灯和传感器等,使它们保持密封状态、免受灰尘和其它环境污物的侵入。
“我们的防水透气产品看似简单,但实际上是由经过精心设计的透气膜制成。”这种透气膜并非完全密闭,它的“微孔”特性在允许空气通过的同时还能阻隔水和液体的进入。
除了这种看似简单的防水透气产品,戈尔还可以制造出有着多种用途、可以解决多种问题的复杂透气膜。
透气膜的所有特性,从几何形状到分子结构,都可以根据用户需要量身定制。所以对于一些具有特殊用途的产品,戈尔便会根据客户的应用需求,采用其专利技术来为透气膜定制多种属性,例如更高的透气量、不同的摩擦系数、针对油和常见车用液体及洗涤剂的疏油防护等。
此外,戈尔还对膨体聚四氟乙烯材料进行了改进,生产出了在燃料电池组中使用的GORE-SELECT质子交换膜。该产品采用膨体聚四氟乙烯和离子聚合物制成,尽管离子聚合物能够产生关键的电化学反应,但如若少了膨体聚四氟乙烯制成的质子交换膜,离子聚合物便无法发挥作用,电化学反应也就无从实现。目前,GORE-SELECT质子交换膜已实现量产,成为燃料电池汽车(FCV)不可或缺的关键零部件之一。
在2019世界新能源汽车大会(WNEVC)上,戈尔膨体聚四氟乙烯增强超薄质子交换膜(即GORE-SELECT质子交换膜)被WNEVC科学和技术委员会评选为全球新能源汽车创新技术。WNEVC委员会对该项技术评价如下:“戈尔膨体聚四氟乙烯增强超薄质子交换膜技术实现了性能、耐久性和综合成本的平衡,为燃料电池汽车商业化提供了保障。”
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创新电池包低压防护产品
在燃料电池质子交换膜领域大获成功后,戈尔开始研究下一代膨体聚四氟乙烯材料的使用,旨在确保汽车及其内部零部件即使在极端环境条件下仍能得到妥善保护。近期,针对电动汽车的日益普及,戈尔推出了适用于电池应用的GORE®电池包低压防护产品。
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“这是一款令人兴奋的产品,”Mark Weier在采访中告诉盖世汽车,“GORE®电池包低压防护产品所采用的技术堪称业界首创,既可以防止水被吸入电池包,又可确保有害气体快速排出。另外,当电动汽车在高海拔区域和低海拔区域之间行驶时,它还能快速平衡电池内部和外部环境之间的压差。”
GORE®电池包低压防护产品集三大重要保护功能于一身。首先,这款新推出的防水透气产品具有柔性透气膜,可支持极低的开启压力,并具有可恢复的旁通功能。压差过大可能会使轻量级外壳变形甚至导致牢固密封件失效,而GORE®电池包低压防护产品无论是在正常还是严苛的工作条件下,均可迅速缓解压差。其次,它可管理与单个电池或模块热失控有关的过压。最后,新推出的GORE®电池包低压防护产品可为电池包提供关键保护,抵御水、污物和灰尘的侵入,在可靠性和耐久性方面延续了戈尔产品的一贯水准,保持领先。
再来看看其他不可恢复的防水防尘解决方案:它们被设定为一旦达到指定的过压水平就会自行爆裂,导致电池包中产生开孔。这个开孔会造成水蒸汽或其它碎屑进入,并且可能会导致电气问题,出现电池故障和热扩散。而GORE®电池包低压防护产品通过将创新的可恢复技术与防水设计相结合,可以帮助电池包实现更轻巧、更精益的设计,同时仍能在恶劣环境条件下提供可靠防护。
想给电池包瘦个身?选它就对了!
除产品自身性能之外,戈尔还十分注重增加产品的交付价值。“我们非常重视我们的产品和技术所提供的交付价值。”Mark Weier郑重表示。
GORE®电池包低压防护产品支持使用更轻巧的材料,可以有效管理过压事件,同时持续提供可靠保护,从而为未来电池包提供更大的设计自由。
由于能够持续保持低压,我们可以开发更轻巧更精益的电池包,从而在提高设计灵活性的同时控制成本。更轻质的材料和更大的设计自由带来了成本优化的新机会,助力我们打造更清洁、更安全和更智能的汽车行业。
“例如,这种防水透气产品的性能特性,也就是它的低开启压力和可恢复的过压旁通功能,让制造商能够减小电池箱顶板的厚度,从而达到减轻总重量的目标。”如果制造商希望下一代电池包可以实现更高的设计灵活性,这种防水透气产品不失为理想之选。
“目前已经有很多原始设备制造商和一级电池制造商在评估和验证这款防水透气产品的样品。预计在未来几年内,它将被批量安装到电池包中。”
7月5日,戈尔携手盖世汽车在上海召开了GORE®电池包低压防护产品的新品发布会,正式向中国市场推出这一新品并积极邀请大家对该产品进行测试。
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新技术带来新机遇
汽车电动化浪潮席卷全球,中国无疑是电动化的前沿阵地。多家车企高层现身2019世界新能源汽车大会,宣讲电动化战略。到2025年,预计中国电动车销量占比将达到20%。
毫无疑问,未来移动出行、电动化已成趋势,汽车产业链上下游供应商纷纷布局,戈尔自然也不例外。面对这一趋势,戈尔凭借其丰富的产品阵容给以客户支持,包括针对电池、电机、电控等应用的产品,这将使戈尔继续处于市场领先地位。
除此之外,戈尔对汽车电动化趋势也有着全局理解和长远规划。正如Mark Weier所言:“对戈尔来说,这是一个非常令人兴奋的时代,因为在实现电气化、智能化的过程中,汽车零部件虽然会发生较大改变,但是这些新技术仍然需要被保护,以免受环境的影响。”
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附:此次访谈部分内容
盖世汽车:戈尔产品广泛应用于电子、医疗、工业、纺织等多个领域。您认为在汽车行业主要的挑战是什么?
Mark Weier:汽车行业主要的挑战来源于电气化。
在实现汽车电气化的过程中,汽车行业面临着诸多挑战。许多新技术需要额外保护,这对于戈尔来说是十分关键的。当遇到一个问题的时候,我们会看到问题带来的机遇。因为戈尔是一家创新企业,我们一直以来都基于膨体聚四氟乙烯技术来寻求解决方案。戈尔产品能够为汽车电气和电子元件提供保护,使它们保持密封、免受灰尘和其他环境危险污物的侵入。
盖世汽车:在确保产品的长期可靠性和降低成本之间,戈尔是如何权衡的?
Mark Weier:这个问题的关键在于如何考量成本和价值。戈尔的业务建立在价值之上。我们觉得为客户提供可靠、耐用、优质的产品是至关重要的。我们并不仅仅关注产品成本,而是专注于总价值。
假如一辆仍在保修期内的汽车出现了质量问题,那么问题零部件的更换成本必须由一级供应商承担。此外,他们还要为移除和替换零部件所产生的维修费用买单。所以,我们需要考量的不仅仅是防水透气产品和零部件产品的成本,更是零部件更换导致的客户体验成本以及整个价值链的成本。
另外,客户期望他们在购车后,汽车的零部件,例如传动系统或转向泵、ECU等组件,均能够得到妥善保护,可以持续正常工作数年。因为一旦保修期结束,车主就可能得自掏腰包来更换那些过早发生故障的组件。此类事情一旦发生,会对制造商的质量和品牌信誉造成非常恶劣的影响。所以,我们要保护的不仅是汽车组件,还有品牌的声誉。这正是戈尔可靠耐用的防水透气产品的价值所在,它就是为在汽车的整个使用寿命内可靠保护零部件而设计的。
从保护汽车组件的角度看来,我们的产品虽然简单,但却能够提供超出产品成本的价值。我们的产品有助于在各种不同环境中保持汽车组件的洁净,提高组件的工作效率、可靠性和耐用性。
盖世汽车:戈尔汽车业务2019年的市场表现如何?其中,在中国市场处于怎样的地位?
Mark Weier:戈尔整体业务的年收入是37亿美元。我们有10,500名同事,由三个主要事业部组成:医疗事业部、纺织品事业部和创新方案事业部(PSD)。在创新方案事业部,我们致力于开发各种产品和技术,以帮助应对各个市场和行业的严峻挑战,涵盖汽车、太空、医药、移动电子、石油和天然气等领域。我们为客户提供解决方案,让客户能够设计出更安全、更洁净、更高生产效率、更可靠耐用的产品和工艺,同时能够经受各种严苛环境的考验。而我们的汽车业务是创新方案事业部的一个主要业务。
戈尔的汽车业务对于汽车零部件、组件和材料供应商而言意义重大。得益于电气化、燃料效率、互联互通和自动驾驶的市场份额增长,在过去十多年时间里,我们的汽车业务稳步提升,特别是中国地区的汽车业务,表现不俗并且还在持续增长。
随着中国汽车电动化的加速推进,相信我们在中国市场的销售额还会持续增长。我们也会大力支持中国市场,给予一级客户和原始设备制造商重点支持。
盖世汽车:自2018年以来,中国汽车市场就呈现下行趋势。车市波动对戈尔业务是否有影响?您认为企业逆势增长的突破点在哪里?
Mark Weier:虽然中国汽车市场确实出现了疲软,但在电气化、燃料效率、互联互通和自动驾驶的全球大趋势下,汽车电子元件的市场仍在增长。
从戈尔的成功经验来看,我认为实现逆势增长有两个突破点:一是价值主张被认可,二是汽车由电气化更进一步地向无人驾驶转变。
当原始设备制造商将开发第一代新能源汽车上得到的经验应用到第二代自动化新能源汽车上时,他们将开始重视保护汽车、汽车组件和客户体验,而强大技术解决方案的长期耐久性、长期质保表现和长期价值会给用户带来信心。这正是我们的价值主张,也是戈尔寻找的具有挑战性的应用。它们能够让戈尔变得更加强大。
随着自动驾驶和电气化的市场增长,这些挑战便成为了戈尔的突破点。当汽车出行增加和汽车私人拥有权改变时,汽车使用者的组成也将不断改变。原始设备制造商必须站在多名车主或是乘客的角度来考虑汽车的长期使用寿命,保证汽车在使用期间性能稳定且可靠耐用。
所以,这对戈尔来说是个很好的突破点,因为随着车辆的耐久性和可靠性水平的提升,客户只会选择优秀的解决方案,而处于行业领先水平的戈尔就会成为不二之选。我们的重点就是为客户提供一种能够让产品达到更高耐久性要求的保护方案。
盖世汽车:未来五年,您预计汽车行业还会有哪些新的趋势?市场需求还会有什么变化?
Mark Weier:我关注的未来趋势主要是长时间行驶以及汽车的经久耐用性。对于共享出行而言,这意味着要为汽车提供强大动力,让汽车能够随着技术迭代而升级。这也意味着系统需实现更高的可靠性,以保护乘客安全,打造舒适的乘坐体验。
无论是对于整个行业,还是对于戈尔,都需要利用新技术来解决电动汽车当前刚开始出现的问题。这是一个巨大转型和变革的开始,也是我们重新考量出行方式的开始。戈尔期待着与我们的客户携手,共同见证这一长期愿景的实现。
汽车质量家:www.autoqa.cn
在汽车行业,戈尔(Gore)一直保持其领先地位逾25年之久,因制造高度可靠、质量稳定的产品而享有盛誉。随着科技发展日新月异,汽车行业也不断取得新的突破。在汽车制造技术革新的浪潮中,戈尔率先应用新技术,开发出性能优异的防水透气产品和燃料电池组件。与此同时,戈尔紧密关注行业趋势,致力于帮助汽车制造商成功应对一系列长期挑战,例如将新兴技术融入产品升级、降低昂贵零部件损坏的风险,进而保障驾驶员和乘客舒适的驾驶和乘坐体验。
GORE®汽车防水透气产品凭借其久经验证的性能,成为全球范围内最具竞争力的产品之一。该产品符合行业的严格测试要求,可在恶劣环境下保护汽车零部件,防止灰尘、污物和水进入,同时能够在汽车行驶过程中持续平衡压力,确保安全无虞。
那么这些质量过硬、性能可靠的防水透气产品究竟是怎样应用于汽车的呢?一款看似简单的防水透气产品背后是否藏着一些不为人知的黑科技?在汽车行业朝着电气化、智能化转型的大趋势下,这家材料供应商又将如何应战?几天前,盖世汽车有幸采访到了戈尔科技全球市场开拓首席官Mark Weier。
Mark在汽车行业有着数十年丰富经验,在加入戈尔后重点负责市场发展,着力于为戈尔的高性能材料和技术创造更多机会。
电池,戈尔,防水透气解决方案,膨体聚四氟乙烯材料
戈尔科技全球市场开拓首席官Mark Weier
简单外表暗藏强大功能
Mark Weier介绍道,戈尔的防水透气解决方案能够为汽车的动力系统以及电气和电子元件提供保护,比如水泵、油泵、电子控制系统、汽车大灯和传感器等,使它们保持密封状态、免受灰尘和其它环境污物的侵入。
“我们的防水透气产品看似简单,但实际上是由经过精心设计的透气膜制成。”这种透气膜并非完全密闭,它的“微孔”特性在允许空气通过的同时还能阻隔水和液体的进入。
除了这种看似简单的防水透气产品,戈尔还可以制造出有着多种用途、可以解决多种问题的复杂透气膜。
透气膜的所有特性,从几何形状到分子结构,都可以根据用户需要量身定制。所以对于一些具有特殊用途的产品,戈尔便会根据客户的应用需求,采用其专利技术来为透气膜定制多种属性,例如更高的透气量、不同的摩擦系数、针对油和常见车用液体及洗涤剂的疏油防护等。
此外,戈尔还对膨体聚四氟乙烯材料进行了改进,生产出了在燃料电池组中使用的GORE-SELECT质子交换膜。该产品采用膨体聚四氟乙烯和离子聚合物制成,尽管离子聚合物能够产生关键的电化学反应,但如若少了膨体聚四氟乙烯制成的质子交换膜,离子聚合物便无法发挥作用,电化学反应也就无从实现。目前,GORE-SELECT质子交换膜已实现量产,成为燃料电池汽车(FCV)不可或缺的关键零部件之一。
在2019世界新能源汽车大会(WNEVC)上,戈尔膨体聚四氟乙烯增强超薄质子交换膜(即GORE-SELECT质子交换膜)被WNEVC科学和技术委员会评选为全球新能源汽车创新技术。WNEVC委员会对该项技术评价如下:“戈尔膨体聚四氟乙烯增强超薄质子交换膜技术实现了性能、耐久性和综合成本的平衡,为燃料电池汽车商业化提供了保障。”
电池,戈尔,防水透气解决方案,膨体聚四氟乙烯材料
创新电池包低压防护产品
在燃料电池质子交换膜领域大获成功后,戈尔开始研究下一代膨体聚四氟乙烯材料的使用,旨在确保汽车及其内部零部件即使在极端环境条件下仍能得到妥善保护。近期,针对电动汽车的日益普及,戈尔推出了适用于电池应用的GORE®电池包低压防护产品。
电池,戈尔,防水透气解决方案,膨体聚四氟乙烯材料
“这是一款令人兴奋的产品,”Mark Weier在采访中告诉盖世汽车,“GORE®电池包低压防护产品所采用的技术堪称业界首创,既可以防止水被吸入电池包,又可确保有害气体快速排出。另外,当电动汽车在高海拔区域和低海拔区域之间行驶时,它还能快速平衡电池内部和外部环境之间的压差。”
GORE®电池包低压防护产品集三大重要保护功能于一身。首先,这款新推出的防水透气产品具有柔性透气膜,可支持极低的开启压力,并具有可恢复的旁通功能。压差过大可能会使轻量级外壳变形甚至导致牢固密封件失效,而GORE®电池包低压防护产品无论是在正常还是严苛的工作条件下,均可迅速缓解压差。其次,它可管理与单个电池或模块热失控有关的过压。最后,新推出的GORE®电池包低压防护产品可为电池包提供关键保护,抵御水、污物和灰尘的侵入,在可靠性和耐久性方面延续了戈尔产品的一贯水准,保持领先。
再来看看其他不可恢复的防水防尘解决方案:它们被设定为一旦达到指定的过压水平就会自行爆裂,导致电池包中产生开孔。这个开孔会造成水蒸汽或其它碎屑进入,并且可能会导致电气问题,出现电池故障和热扩散。而GORE®电池包低压防护产品通过将创新的可恢复技术与防水设计相结合,可以帮助电池包实现更轻巧、更精益的设计,同时仍能在恶劣环境条件下提供可靠防护。
想给电池包瘦个身?选它就对了!
除产品自身性能之外,戈尔还十分注重增加产品的交付价值。“我们非常重视我们的产品和技术所提供的交付价值。”Mark Weier郑重表示。
GORE®电池包低压防护产品支持使用更轻巧的材料,可以有效管理过压事件,同时持续提供可靠保护,从而为未来电池包提供更大的设计自由。
由于能够持续保持低压,我们可以开发更轻巧更精益的电池包,从而在提高设计灵活性的同时控制成本。更轻质的材料和更大的设计自由带来了成本优化的新机会,助力我们打造更清洁、更安全和更智能的汽车行业。
“例如,这种防水透气产品的性能特性,也就是它的低开启压力和可恢复的过压旁通功能,让制造商能够减小电池箱顶板的厚度,从而达到减轻总重量的目标。”如果制造商希望下一代电池包可以实现更高的设计灵活性,这种防水透气产品不失为理想之选。
“目前已经有很多原始设备制造商和一级电池制造商在评估和验证这款防水透气产品的样品。预计在未来几年内,它将被批量安装到电池包中。”
7月5日,戈尔携手盖世汽车在上海召开了GORE®电池包低压防护产品的新品发布会,正式向中国市场推出这一新品并积极邀请大家对该产品进行测试。
电池,戈尔,防水透气解决方案,膨体聚四氟乙烯材料
新技术带来新机遇
汽车电动化浪潮席卷全球,中国无疑是电动化的前沿阵地。多家车企高层现身2019世界新能源汽车大会,宣讲电动化战略。到2025年,预计中国电动车销量占比将达到20%。
毫无疑问,未来移动出行、电动化已成趋势,汽车产业链上下游供应商纷纷布局,戈尔自然也不例外。面对这一趋势,戈尔凭借其丰富的产品阵容给以客户支持,包括针对电池、电机、电控等应用的产品,这将使戈尔继续处于市场领先地位。
除此之外,戈尔对汽车电动化趋势也有着全局理解和长远规划。正如Mark Weier所言:“对戈尔来说,这是一个非常令人兴奋的时代,因为在实现电气化、智能化的过程中,汽车零部件虽然会发生较大改变,但是这些新技术仍然需要被保护,以免受环境的影响。”
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附:此次访谈部分内容
盖世汽车:戈尔产品广泛应用于电子、医疗、工业、纺织等多个领域。您认为在汽车行业主要的挑战是什么?
Mark Weier:汽车行业主要的挑战来源于电气化。
在实现汽车电气化的过程中,汽车行业面临着诸多挑战。许多新技术需要额外保护,这对于戈尔来说是十分关键的。当遇到一个问题的时候,我们会看到问题带来的机遇。因为戈尔是一家创新企业,我们一直以来都基于膨体聚四氟乙烯技术来寻求解决方案。戈尔产品能够为汽车电气和电子元件提供保护,使它们保持密封、免受灰尘和其他环境危险污物的侵入。
盖世汽车:在确保产品的长期可靠性和降低成本之间,戈尔是如何权衡的?
Mark Weier:这个问题的关键在于如何考量成本和价值。戈尔的业务建立在价值之上。我们觉得为客户提供可靠、耐用、优质的产品是至关重要的。我们并不仅仅关注产品成本,而是专注于总价值。
假如一辆仍在保修期内的汽车出现了质量问题,那么问题零部件的更换成本必须由一级供应商承担。此外,他们还要为移除和替换零部件所产生的维修费用买单。所以,我们需要考量的不仅仅是防水透气产品和零部件产品的成本,更是零部件更换导致的客户体验成本以及整个价值链的成本。
另外,客户期望他们在购车后,汽车的零部件,例如传动系统或转向泵、ECU等组件,均能够得到妥善保护,可以持续正常工作数年。因为一旦保修期结束,车主就可能得自掏腰包来更换那些过早发生故障的组件。此类事情一旦发生,会对制造商的质量和品牌信誉造成非常恶劣的影响。所以,我们要保护的不仅是汽车组件,还有品牌的声誉。这正是戈尔可靠耐用的防水透气产品的价值所在,它就是为在汽车的整个使用寿命内可靠保护零部件而设计的。
从保护汽车组件的角度看来,我们的产品虽然简单,但却能够提供超出产品成本的价值。我们的产品有助于在各种不同环境中保持汽车组件的洁净,提高组件的工作效率、可靠性和耐用性。
盖世汽车:戈尔汽车业务2019年的市场表现如何?其中,在中国市场处于怎样的地位?
Mark Weier:戈尔整体业务的年收入是37亿美元。我们有10,500名同事,由三个主要事业部组成:医疗事业部、纺织品事业部和创新方案事业部(PSD)。在创新方案事业部,我们致力于开发各种产品和技术,以帮助应对各个市场和行业的严峻挑战,涵盖汽车、太空、医药、移动电子、石油和天然气等领域。我们为客户提供解决方案,让客户能够设计出更安全、更洁净、更高生产效率、更可靠耐用的产品和工艺,同时能够经受各种严苛环境的考验。而我们的汽车业务是创新方案事业部的一个主要业务。
戈尔的汽车业务对于汽车零部件、组件和材料供应商而言意义重大。得益于电气化、燃料效率、互联互通和自动驾驶的市场份额增长,在过去十多年时间里,我们的汽车业务稳步提升,特别是中国地区的汽车业务,表现不俗并且还在持续增长。
随着中国汽车电动化的加速推进,相信我们在中国市场的销售额还会持续增长。我们也会大力支持中国市场,给予一级客户和原始设备制造商重点支持。
盖世汽车:自2018年以来,中国汽车市场就呈现下行趋势。车市波动对戈尔业务是否有影响?您认为企业逆势增长的突破点在哪里?
Mark Weier:虽然中国汽车市场确实出现了疲软,但在电气化、燃料效率、互联互通和自动驾驶的全球大趋势下,汽车电子元件的市场仍在增长。
从戈尔的成功经验来看,我认为实现逆势增长有两个突破点:一是价值主张被认可,二是汽车由电气化更进一步地向无人驾驶转变。
当原始设备制造商将开发第一代新能源汽车上得到的经验应用到第二代自动化新能源汽车上时,他们将开始重视保护汽车、汽车组件和客户体验,而强大技术解决方案的长期耐久性、长期质保表现和长期价值会给用户带来信心。这正是我们的价值主张,也是戈尔寻找的具有挑战性的应用。它们能够让戈尔变得更加强大。
随着自动驾驶和电气化的市场增长,这些挑战便成为了戈尔的突破点。当汽车出行增加和汽车私人拥有权改变时,汽车使用者的组成也将不断改变。原始设备制造商必须站在多名车主或是乘客的角度来考虑汽车的长期使用寿命,保证汽车在使用期间性能稳定且可靠耐用。
所以,这对戈尔来说是个很好的突破点,因为随着车辆的耐久性和可靠性水平的提升,客户只会选择优秀的解决方案,而处于行业领先水平的戈尔就会成为不二之选。我们的重点就是为客户提供一种能够让产品达到更高耐久性要求的保护方案。
盖世汽车:未来五年,您预计汽车行业还会有哪些新的趋势?市场需求还会有什么变化?
Mark Weier:我关注的未来趋势主要是长时间行驶以及汽车的经久耐用性。对于共享出行而言,这意味着要为汽车提供强大动力,让汽车能够随着技术迭代而升级。这也意味着系统需实现更高的可靠性,以保护乘客安全,打造舒适的乘坐体验。
无论是对于整个行业,还是对于戈尔,都需要利用新技术来解决电动汽车当前刚开始出现的问题。这是一个巨大转型和变革的开始,也是我们重新考量出行方式的开始。戈尔期待着与我们的客户携手,共同见证这一长期愿景的实现。
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