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峰会顾鹏云:整车企业如何应对VOC新法规带来的挑战

盖世汽车每日速递 2019-01-11 04:12:43


2015第三届“汽车与环境”中国汽车及零部件产业论坛

时间:2015年12月5日
地址:嘉定喜来登酒店
主题:整车企业如何应对VOC新法规带来的挑战
演讲嘉宾:吉利汽车研究院资深总工程师 顾鹏云



主持人(顾剑民):第四位演讲嘉宾是顾鹏云博士,顾博士现在在吉利汽车研究院担任资深总工程师。顾博士也是我本家,也是我在福特的原同事和朋友。今天非常有幸请到顾鹏云博士给我们做"整车企业如何应对VOC新法规带来的挑战"。大家欢迎!

顾鹏云:首先谢谢顾剑民博士邀请我来到这里跟大家分享一下我在工作中的体会。前几位讲了轻量化对NVH的影响,其实我每周都碰到这样的问题,因为这两个性能都在我负责的部门,每天都有挑战,一方面说重量达到目标了,但是另一方面可能NVH性能又达不到目标了,我们每天在纠结之中寻找平衡点。

当然了,纠结的原因在哪里?目前至少我发现,很多轻量化地方还是局限于传统材料。也就是大量钢材上面的应用。因为我们知道轻量化三个方面:一是轻量化结构设计;二是低密度、高强度材料的选择;三是新材料制造工艺。

现在回到我的话题,VOC法规的话题。我讲一下车内空气质量的问题。2015年J.D.Power中国新车质量研究报告指出,车内有令人不愉悦的气味,是最为频繁出现和最严重的问题。消费者抱怨材料难闻,以及像化学品一样的。

关于这个问题,一种原因是车的内饰做得不好,就有很多怪味。第二个比如说空气不好,大家开车的时候很多时候关窗,车内挥发物累积,达到一定量感觉不好。对车内空气的关注,简单介绍一下在国内的历程。在美国,上个世纪80年代就曾经报道,因为车内污染造成人员受到伤害的情况。所以在美国车内空气和室内空气被认为对对人体的五大危害之一。国内2012年开始,两会期间,吉利汽车公司的董事长李书福先生带来了《关于提升车内空气质量、防范车内环境污染的提案》。提案指出,一直以来,国内对于车内空气质量一直无法规、无标准、无监管,众多车主对于新车内扑鼻的异味,只能忍耐。"新车味"成为人们对于车内空气污染的无奈表述

2013年"3·15"国家质监局做过一个调查了解,当时所面对的汽车品质质量有四大问题:轮胎问题、变速器问题、气囊问题、车内空气质量问题。这是在当时第一次把车内空气质量问题拿到国家层面探讨。2014年以后大家开始讨论政府采购车的认购,而且认为要把车内空气质量的标准升级为强标,以前作为一种指南。当然了,还有2015年以后大家看到穹顶之下,这个纪录片,虽然讲的是外面大气污染的环境,但是指出了一个问题,一个是车的保有量增加,还有用户在车内待的时间比较多了,你车内环境的污染对乘务员的健康状况也有很大的影响。

我们讲车内空气,讲什么呢?一种定义,说由于车内引入释放挥发性有害物质的污染源或者车内环境因为通风不佳而导致的车内空气中有害物质从数量上或种类上不断增加。污染来源,化学污染、内饰散发;物理污染、车外污染;生物污染、细菌滋生。

车内环境污染源,比较多的是一些座椅、顶棚、仪表板、遮阳板、隔音垫、阻尼板、地毯、车门内饰板、行李舱、密封条,等。这些主要造成材料的根源,有橡胶、胶黏剂、皮革等。

如果按照污染物成分来讲,主要有芳烃类,等等。主要污染物,根据毒性我们一般关注苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛,丙烯醛等八种。

2010年国家颁布了一个推荐的标准,乘用车内空气评价指南。2012年3月份开始实施。2013年大家讨论,希望把这个变成强制性标准,2014年进行标准修订。

我大概讲一下,2015年以来,环保部年初组织大家开始讨论,6月份的时候收集数据,让各个厂家把自己车内空气污染的数据报上去,他们要比较一下,从2010年到2015年这一段时间VOC的水平有什么变化,是不是对一些标准值需要做修订?计划做一些网上征集意见、专家评审,等等。预计希望在明年6月份进行实施,当然这个时间可能还会做一些调整。目前来讲,我们了解到的情况,标准的调整在实验的方法上面,基本上不会做改变,还是用静态的方式、常温的条件下。但是这些指标可能会做一些调整。因为什么呢?从有害物质对人体危害来讲,苯类是影响大的,高度致癌物质,安全角度来说,希望越低越好。醛类也要进行加紧严控,就甲醛,重点控制,加严。乙醛,这个指标目前是这样,据WHO以及美国反馈的信息,不超过300对人体基本无碍,设定为200,安全许可暴露时长为8h,不超过140的话,许可暴露时长24h;这个值可能要上调些。

还有一个问题影响我们对车内环境的关注,环境认证标准有七个标准,其中对车辆空气的要求也要达到国内的要求,作为认证标准的一项内容。

第三个方面是汽车生态设计评价规程,这是今年中国汽车研究中心推出来的一个C-ECAP,类似C-NCAP。它的出发点是针对目前对整车设计生态评价过程中,提出几个指标:一个是健康,涉及到VOC,车内噪声、有害物质,还有环保,环保就是尾气的排放,综合油耗,还有几个加分项,可回收利用率,企业温室气体排放和零部件生命周期3个加分项。对产品生命周期的考虑,这个工作我们现在也在做。这个评价的结果是什么?把车辆进行打分评比,如果这个车在80到90分之间可以拿到白金,或者根据不同的结果,拿到金牌、银牌、铜牌,无牌等,就是看你得分的情况。这个评级将生态汽车推向行业的"领跑者",将引起媒体及消费者的广泛关注,推动汽车产品的升级。

强制标准对整车厂的挑战,从三个方面来讲,是从产品开发、制造和销售。产品开发的流程体系希望要更加完善和细化。目前通过多年努力,车企已经有了一些开发的流程、体系、标准,但是这些还不够细。尤其国内行业有一个词--正向开发。什么是正向开发,在前期设计规划的时候把这些问题考虑进去。目前,尤其对VOC工作的做法,基本上是采用供应商提交了部件,拿去测试,然后,安装在整车里面测试。没有看到样车、样件之前,对这个零部件的VOC状态基本上没有概念的。在开发的前期我们现在基本上是闭着眼睛往前走,希望中间不会有陷井和沟壑坎坷的东西,而影响产品最终的VOC状态。要注意在选材认可、管控,包括对供应商的管控等环节。还有成本。目前很多问题涉及到VOC性能的提升,一旦我们要提升产品的VOC性能,供应商的第一个反馈就是说成本增加。其实很多的时候技术革新和创新,可以帮助我们来改善这个问题。

还有整车的制造技术方面,在冲焊凃装四大工艺中,主要是涂装工艺,比如需要用水性涂胶,这样可以减少污染源。组装过程当中,处理过程当中清洗剂的使用,都需要注意。还有生产过程,车间环境的控制,比如说整车零部件装配前怎样保证不要堆积在一起,放在良好的通风环境。还有质量管理,产品的仓储、运输,等等,都是我们需要关注的问题。在销售过程当中,要注意整车的管理,车辆送到供应商以后,在供应商那里如何管理?注意不要把车存放在地库下面和潮湿的地方,还有不要把车放在太阳下暴晒,要不定期的对车进行通风,改善车内的空气情况。还有要做市场调查,当标准变成强制以后,要理解法律层面的问题,会不会因顾客的抱怨而导致召回的情况,这都是我们需要考虑的问题。

还有对产品的供应链的挑战,这也是非常重要的。首先要对目前的产品进行分析是不是满足目前标准。还有,如果满足了标准,刚才提到C-ECAP的要求,VOC的值是不是能够低到10%的标准值,这都是需要考虑的。还有选材,希望供应商在选材方面优化。这个材料的选择,尽量选择环保材料。很多供应商因为成本的考虑或者技术能力有限,在这方面考虑得很不周到,所以这是需要关注的。还有制造工艺,成型工艺、模具优化、辅料技术等。这些都要控制住。还有新技术引入的必要性、推广,这一点要和供应商一起来推动,促使他们在材料选择上面更多考虑新材料的选用以及新技术的应用。

在管理上面,生产技术、环境的管理,要保证很好的通风环境。因为在实践中我们也发现了问题,很多时候某供应商给其他厂商供应的时候,产品件没有问题抱怨。因为这个件做好以后,仓储通风环境非常好,零件之间隔开了。可是为我们生产的时候,零件生产好了马上就叠压在一起,造成了零部件之间通风条件很差,污染物无法散发出去,接着就装在塑料口袋里包装好面运到我们工厂里面马上组装,这样造出来的车,整个车内环境就非常地差。

在成本方面,许多供应商缺乏性价比高的材料,所以技术的改进是必要的。

还有检测方,这是第三方,这是非常重要的。我们希望检测方能够在新规的要求下,提高检测能力和资质。还有检测设备,如何保证检测设备一致,要求检测设备定期地进行标定。还有检测设备的更新、统一性。目前不同的检测中心有不同的设备。

面对挑战,我们有什么应对措施?作为主机厂第一要建立流程及体系。完善流程,对产品的研发是非常重要的,尤其是流程的细节。我注意到很多主机厂在做这方面工作的时候,可以说都有流程,但流程的细节不够。还有在资金许可的的条件下,尽可能地建立好自己的实验设备设施,比如说检测设备,VOC仓,或者相应的分析设备。还有和供应商一起工作,我们有的时候会采取不正确的观念,认为这个检测工作是要求供应商的,供应商做就可以,但事实上不能这样做。我们要和供应商一起工作,搭建数据库,这样我们可以共同来管理产品的质量。另外要有保证研发和量产双重质量保障机制。我们注意到在零部件开发过程当中样件很多时候是合格的,但是批量生产以后,就产生了很多的问题,经常不合格。所以,要有量产质量保障机制。

产品的选择与设计优化。刚才讲到,VOC很大成分跟材料选择、制造工艺紧密相连,所以选择材料,掌握不同材料对车内环境品质影响的信息。如添加剂,选择纯度高、耐湿好、性能高的添加剂。材料方面,适当地用环保材料替换一些不环保的材料。在制造工艺上面的选择,要对成型工艺优化、模具优化、辅料技术种类的优化,从而减少清洁剂,脱模剂等的使用,或者用环保性能优良的清洁剂,脱模剂。还有胶水的选择,比如说有的时候,我们发现座椅的材料合格了,但整个座椅的测量结果不合格,就是发现座椅修补的时候,由于过量地使用修补胶水导致VOC超量。

还有整车技术方面,比如说涂装工艺的优化,要增加机器人,使用水性涂料。还有采用机器人进行密封胶、底涂胶的实施等,以提高工艺用胶的效率,从而减少污染源。

在质量一致性与管理方面。因时间关系,这个不细说了,总之,要保证设计文件的一致性,工艺一致性等,要在对供应商管理,生产过程管理,产品与仓储运输管理方面注意细节上的一些问题。

下面我小结下这个题目。目前新规实施,媒体和消费者的关注,将车内空气质量控制要求推到更高的水平,这样将促使我们整车企业以及供应链、检测等开展一场全面的技术创新。整车厂和供应商,不仅要技术创新,管理上面也要创新。这个体现在几个方面:1.开发用于设计阶段的VOC量化设计技术和预测技术。目前我们基本上没有什么前期预测的技术,比如说我们做NVH,有一些仿真技术,在设计前期可以预测NVH性能,按照目标设计NVH性能。但是对于VOC来说,目前是没有这方面的技术。要在这个方面开发一些技术。2.开发新环保材料和制造工艺流程从源头上面减少污染。3.开发新的检测技术和方法,使得OEM可以对整车批量生产进行监控来保证产品的一致性。其实在新车内,有很多气味,你闻到了,使你的感官非常不愉快,但是,那些味道也许对你的身体健康没有直接的危害,不像VOC。可是,那些味道影响了你对这个车的感知质量的评价。这部分的工作,目前我们有些办法来解决和改善,但没有很好的方法来测量和评价,只有主观评价。就好像你走到车里面,有的人说这个车化学污染很重,可是第二个人进去就觉得不一定,给不同的评价。所以目前我们有一个专业的鼻子团队去闻去评价车内气味,这个很大程度上面是主观的判断。我们要考虑如何把新的技术引入,可以从客观上面来评价车内的气味。目前这方面还没有很成熟的技术。所以这也是我们需要开展的工作。

谢谢大家!

提问环节

主持人(顾剑民):非常感谢顾鹏云博士的精彩演讲!

我前面两年的工作内容之一也是跟这个相关,知道这个工作对我们是非常具有挑战性的。原因之一,我们发现中国的顾客,对车内气味、环境,VOC是非常敏感的,这个工作的确也很难做。现场哪位有问题?

问:顾博士,我主要想问轻量化和NVH这个问题,我们做轻量化,现在传统汽车,用传统钢板想减重,在车身上面挖了很多洞,那样的话,可能给车身的密封性造成了影响。比如说开了孔之后还要堵,一堵,重量又上去了,在这方面,从减重角度来说,实际上是没有多大作用的。

顾鹏云:对,如果不做结构设计上面的优化,就目前这种状况,如果还用传统的材料,我觉得我们很快就进入瓶颈了。除非高强度钢的大量引入,或者使用钢铝混合材料及新材料。而且,如像你所讲的那种情况,对我来说,因为NVH也是我负责的性能,每个项目我们都要平衡NVH和重量,我们是不能随便挖洞来减重,因为NVH的性能要求,车的密封性要求、声学衰减特性的要求。目前我们看到这样的设计思路很快就会走到瓶颈的。昨天曹院长他讲了很多关于轻量化的方法和思考。还有今天前几位讲的新材料的引入,我认为是我们必须要做的工作。

问:VOC,其他行业也在开展,汽车VOC这一块,刚才也看到了有几个举措,供应商材料控制、性价比、材料的调整,我想问一下VOC的检测技术,在整车厂这一块如何对供应商进行控制,到整车厂完毕以后,试验过程当中对VOC怎么进行检测?

顾鹏云:检测设备是很关键的环节,为了取得可信度,目前还是以第三方检测机构为主,整车厂要求供应商到到第三方检测机构做检测。然后,整车厂自己再做整车检测。检测的方法是按照标准的方法进行。但是,如果供应商自己有能力的话,,自己也开发一些技术,买一些检测设备,这样可以提高你的工作效率。因为目前检测的要求到检测机构去检测,要排队,要等很长时间,影响零部件的开发效率。


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