· 汽车内饰发展呈现沉浸化、健康化、低碳化,以及零部件加工集成化、全电化、模块化趋势。
· 触控导电、软质及透明材料,以及再生塑料、生物塑料受到追捧,但再生塑料批量应用仍面临挑战。
· 高光免喷涂、多物料注塑以及物理发泡、化学发泡和长玻纤在线混配增强解决方案等成型工艺带来新增长机遇。
· 从政策导向转向市场导向,新能源汽车产业生态结构健康发展,未来产业链享受持续红利!
1-12月累计销售351.2万辆!
同比增长1.6倍!
市场占有率提升至13.4%!
在中国汽车工业协会1月12日公布的
《2021年汽车工业经济运行情况》中,
新能源汽车成功出圈!
成为2021年汽车工业“最靓的仔”。
可以说,在双碳目标下,
车企加速电动化转型,
新能源汽车再迎发展新风口!
在车企,尤其是新势力车企
对创新更大胆的包容性和开放度的影响下,
各种新材料、新工艺在新能源汽车上得到尽情释放。
2021年新能源汽车销量一路高歌猛涨,连号称不造车的华为也忍不住推出其首款车型——赛力斯华为智选SF5电动汽车。
与消费者接触最多,且科技与科幻感更强的内饰,成为“靓仔”们重金打造高光颜值场景。具有极高设计自由度的塑料在这一轮汽车新颜值经济中,有哪些材料与工艺最受“靓仔”们的青睐?
为了去同质化,凸显品牌个性,内饰空间成为车企设计师大展拳脚之地。同时,由于消费群体以及新能源汽车结构与功能的变化,相比以往的传统汽车,近年新能源汽车的内饰设计已产生翻天覆地的变化。
“一方面,越来越圈层化、以兴趣聚友的Z世代群体成为新能源汽车的消费主力,单纯的‘家居风内饰 ’或‘数字竞技内饰’已远远不足以满足他们多元化的审美需求。”广州汽车集团股份有限公司(GAC Group)汽车工程研究院概念与造型设计中心前瞻设计部前瞻设计专业总师陈奎文告诉“雅式橡塑网(AdsaleCPRJ.com)”。
“另一方面,新能源汽车的纯平后排、更长的轴占比、更智能的交互体验,让汽车成为智能体验空间,而非传统的交通工具。在这个移动起居室中,用户拥有更多场景体验:饮茶、办公、看电影、唱歌娱乐等。”陈奎文补充道。
蔚来ET7汽车打造有温度的第二起居室。
浙江吉利集团控股有限公司(Greely)高级专家李智也认为,汽车作为移动的出行工具,它更像是应用场景的载体,正不断向手机功能拓展深化,这是一场智能化变革。汽车内饰的设计前期主要以功能化设计为主,随着消费者需求的变化,结合不同的应用场景,打造符合潮流的内饰布局。“比如消费者希望在车上打游戏,中控台就好像是游戏的显示屏,方向盘就是操控杆。”
全新的应用场景让汽车的内饰设计、CMF的思维都需要彻底转变。“现在的汽车内饰设计不仅需要智能交互,更要做到沉浸式设计。”长城汽车股份有限公司(Great Wall Motor)造型领域 C&T设计科科长唐丽丽说,她进一步指出,沉浸式内饰设计意味着通过合理的人机、色彩、灯光交互、舒适的材料、香氛和音乐的互动来让消费者的“五感”体验感受到设计的存在。沉浸式设计自然离不开现代材料与智能科技的共同努力。
广汽集团AION Y的内饰整体设计非常简洁,整个仪表台就只有液晶仪表和中控屏幕两块液晶屏幕,中控区域取消了实体按键。
奔驰于2021年12月推出的纯电动大型轿车——奔驰EQS,作为一款售价百万级的电动豪车,其内饰最引人瞩目的也是中控搭载的超联屏。该超联屏由多个OLED显示器组成,排列整齐,所有显示组件都采用连续的塑料前框架封装,包括氛围灯和集成在玻璃显示表面的圆形通风口,拉满科技感。
奔驰EQS采用中空搭载的Hyperscreen超联屏。
此外,获得2022年CES创新奖的大陆集团ShyTech显示屏隐藏了由按钮、灯光和开关组成的控制面板,以全新方式与显示屏整合在一起。该显示屏采用类似木纹、碳纤维或皮革样式的外观,采用A柱到A柱的解决方案,充分利用座舱宽度。
获得2022年CES创新奖的大陆集团ShyTech显示屏
为提升人机交互体验,吉利汽车在触控屏中加入导电材料,让触控屏按下之后,会有类似手机振动的提示,增加客户使用体验。
氛围灯已成近年汽车,尤其是新能源汽车的标配件,它主要通过以聚碳酸酯为主要材质的透光膜片、透光塑料以及透光皮革配合灯光来实现各种氛围效果。
小鹏P7 采用环抱式氛围灯。
上汽大众首款基于MEB平台的电动SUV车型ID.4 X自2021年3月底上市以来,销量节节攀升。这款备受关注的电动车就采用了多材料组合+缝线装饰的悬浮式中控台,在下方添加氛围灯增加层次和颜色。
大众ID.4 X中控台采用多材料组合拼接外加氛围灯组合。(图片来自有车一族)
此外,透明塑料如PMMA、PC 可打造出水晶效果的装饰件,越来越多地应用于中高端车型。比如长城魏牌摩卡的档把手球就采用了水晶材质;专为女性设计的长城旗下欧拉“朋克猫”在内饰上采用镀铬材质和水晶材质的相组合,让米色与酒红色搭配的游艇式座舱设计充满浓浓复古风。
长城魏牌摩卡采用水晶材质的档把手球。(图片来自易车)
复古格调的欧拉汽车内饰吸睛十足。(图片来自EV视界报道)
“目前水晶质感的材料及工艺应用相对成熟,对于红旗等高端汽车来说,更期待能够打造出钻石翡翠质感的透明装饰材料。”中国一汽研发总院材料院(FAW Group)高级主任朱熠对塑料仿其他材料的设计提出了更高期望。
透明材料在内饰应用不局限于装饰件。即将上市的吉利G品牌缤越升级车型将选用特种工程塑料制成的透明遮阳板。该遮阳板可提升视野透视性,同时采用特殊的表面处理技术防止光线过强刺激驾驶员的视线,避免产生安全隐患。该产品将同时在吉利Smart的一款车型上使用,这也是吉利首次搭载透明遮阳板产品。
此外,长城坦克800展车大面积采用柔软绒布,包覆了仪表板、座椅和顶棚,来提升触感,提升舒适度。吉利嘉际白金款PHEV中控台上方以及门板内侧、座椅使用了大面积的合成革包覆。
长城坦克800展车内饰大面积采用绒布。(图片来自汽车之家)
吉利嘉际白金款PHEV中控台上方以及门板内侧、座椅使用了大面积的合成革包覆。
其中,抗菌材料主要应用于车门手把、方向盘等,抗病毒材料则主要应用于空调滤芯等。如吉利汽车2020年发布了国内首款抗菌车型吉利ICON。据介绍,其方向盘采用技术材料经广东省微生物研究所权威鉴证,抗菌率超过99%。
吉利ICON抗菌方向盘。
耐污材料主要应用于浅色或亮色装饰件,通过表面增加有机硅涂层,减少灰尘的堆积。高合HiPhi X车型的座椅就采用了陶氏2021年新发布的有机硅LUXSENSE。该有机硅特有的分子结构,可提升汽车座椅表面的耐磨性、耐老化、防污性、阻燃性,抗褶皱性,并且易清洁,不含有害溶剂和增塑剂。
高合HiPhi X车型的座椅就采用了陶氏今年新发布的有机硅LUXSENSE。
“目前抗菌耐污材料已有相对成熟的技术,但随着疫情的发展,车企更期待能够有效抗病毒的材料。”中国一汽研发总院材料院(FAW Group)高级主任朱熠补充道。
消费者都渴望自己的座驾既科技智能,又健康舒适。不过,北京汽车研究总院(BAIC Motor)内外饰部科长李俊贤指出:“要把握好简约与豪华、科技与舒适的关系是汽车内外饰设计方面的难点。如要提升科技感就会需增加氛围灯的使用,但过多的交互氛围灯会影响舒适感。轻奢风的奢华与传统奔驰式的豪华又不一样,这些都需要设计师对材料、工艺以及消费者心理需求的巧妙把握。”
宝马集团计划到2030年在生产环节减排80%,奔驰秉持“2039愿景”计划2039年实现乘用车新车型阵容碳中和,沃尔沃承诺“2040年环境计划”,大众汽车计划“2050年前实现碳中和”,此外,长城汽车计划在2045年实现碳中和,并将在2023年建成首个零碳工厂以打造汽车产业循环再生体系。
在减碳行动上,除加速电动化转型减少燃料形式上的碳排放外,车企也更加注重营造“低碳生活氛围”,再生材料、可回收利用生物基塑料(麻纤维板、生物纤维塑料等)在汽车上正得到越来越广泛的应用。
2021年年底在中国市场上市的宝马创新旗舰电动车BMW ix采用再生尼龙废料制成合成纤维来制造地毯和地板垫等。据介绍,每辆ix上采用的再生塑料部件约等于回收了59.9公斤废塑料。
宝马创新旗舰电动车BMW ix。
梅赛德斯-奔驰于2022年CES开幕前夕发布的全新纯电动概念车VISION EQXX上,采用多款轻量化、可持续的新材料来实现轻质奢华。如采用由粉碎的仙人掌纤维与可持续的生物基聚氨酯基质制成的不含动物成分皮革替代品Deserttex®以及含有38%回收 PET 制成的 DINAMICA®装饰面料等。
奔驰全新纯电动概念车VISION EQXX内饰采用多款环保材料。
将于2022年开始在中国市场上市销售的沃尔沃C40 Recharge电动汽车,约有一半以上的内饰装饰板采用再生塑料制成,地毯则由100%再生PET塑料瓶制成。C40 Recharge也是首款无皮革内饰的沃尔沃汽车。它采用天然可再生的羊毛纤维、再生塑料制成的翻毛皮织物以及微技术材料代替了原来的皮革内饰。
沃尔沃C40 Recharge采用天然可再生的羊毛纤维、再生塑料制成的翻毛皮织物。
西班牙汽车内饰件制造商安通林公司(Grupo Antolin)推出一款采用废塑料循环再生制造的车顶内衬基材。据介绍,该基材采用从消费后塑料及废弃轮胎再生制造的PU泡沫,经过热成型加工而成。在本项目中,大约50%的顶篷材料为再生材料。100% 的纺织品、70% 的核心泡沫和 70% 的塑料天窗加固框架都来自采用巴斯夫化学回收加工的废塑料。
安通林公司推出采用废塑料循环再生制造的车顶内衬基材。
不仅中高端豪华车企积极营造“低碳”氛围,国内车企也纷纷试水。北汽新能源旗下极狐的车门内饰板采用了从各种麻类植物提取的纯天然纤维素,不仅用材环保,更可将单件VOC降低20%。
北汽新能源极狐车门内饰板。
在车用再生塑料中,工业级回收材料PIR较受车厂青睐。据道默化学公司介绍,PIR工业级回收材料主要以上游纺丝行业的工业回收纱线为原材料,开发了增强、增韧、阻燃等全体系主流尼龙改性规格,广泛应用于发动机周边、冷却系统、外饰、底盘、车身结构件、线束紧固件和电池包周围等零部件。
道默PIR工业级回收材料。
然而,再生料在汽车上的使用,无论是加工过程,还是供应链,目前都存在一些瓶颈与挑战。与新料相比,除价格差异外,再生料加工过程的局限性主要来自颜色的选择和玻纤增强规格的韧性稍差。道默化学(Domo Chemicals)市场开发经理张国辉表示,颜色的选择局限性可通过回收源头的分类整理来管控,但会增加额外成本。
道默PIR材料在汽车零部件上的应用。
“特别内饰件通常要求材料色彩丰富、低气味、低挥发,这对PCR或是PIR材料来说颇具挑战,化学回收可以很好地解决这些问题,但是其成本难以回避。”张国辉说。此外,玻纤增强规格韧性稍差的问题可以借助配方的设计来解决,但需要在密度、灰分、强度、韧性,加工性能之间寻求平衡。
另一方面,从再生料供应链层面看,目前供应保障和质量不稳定性是最大的挑战。供应的不稳定性主要是因为再生材料的源头是上游的纺织企业的废纱线,供应量有限,并且企业多是采用招投标出售或者一单一议,容易产生供应短时间中断的情况。“道默多采取和上游供应商签订长期供应协议来保证供应的稳定性,这样往往需要牺牲一部分的成本优势。但作为汽车行业的原材料供应商,保供是第一位的。”张国辉强调。
此外,北京汽车研究总院(BAIC Motor)内外饰部科长李俊贤指出,再生材料在批量推广应用上存在的阻力还包括:一般环保可回收材料零部件设计工艺较复杂,现有的设计分析能力,如CAE分析等不成熟,加上价格较高,因此整体上与传统材料相比竞争力不高。不过,长远看,低碳环保可回收材料在新能源汽车上应用前景巨大。
广东伊之密精密机械股份有限公司(Yizumi)董事副总经理、注塑机事业部总经理张涛此前在《对话大咖:“塑”造智能、无碳未来》视频采访中表示,新能源汽车对内外饰零部件的成型工艺技术要求发生了变化。为满足这些技术要求,伊之密开发了物理发泡成型工艺、化学发泡成型以及长玻纤在线配混增强解决方案。此外,伊之密还为延锋内饰、法雷奥、劳士领等一些有影响力的汽车及零部件企业开发了专用机器,满足其个性化需要。
伊之密董事副总经理、注塑机事业部总经理张涛在《对话大咖II:“塑”造智能、无碳未来》视频专访中分享“汽车新浪潮下的更高要求”。
“新能源汽车的光学部件、软硬胶结合、表面高光等部件以及结构增强件,为注塑机带来新增长机遇。”泰瑞机器股份有限公司(Tederic)总工程师周宏伟说,表面高光及软硬胶结合的装饰件,主要采用多物料、多色或双色注塑成型,带动了市场对中大型垂直转盘、水平转盘对射注塑机的需求。
尽管新能源汽车内外饰集成化,但减少的是零部件数量,塑料的使用量不会减少,只是通过注塑机的多工位实现多合一的注塑成型。比如三角窗、汽车后尾门、天窗等一体注塑成型。如车灯组建通常采用不同材料进行组合,工程料支撑件加上聚碳酸酯(PC)或PMMA成型,对成品的透光性要求比较高,这就需要更高精度的注塑成型,从塑化角度来讲,需要注塑机对温度和甚至剪切进行精准控制。
采用泰瑞注塑机加工的汽车零部件。
汽车电子及插配件、功能结构件,尤其是碳纤维增强或是玻纤增强结构件则多采用全电机注塑成型。“值得注意的是,由于全电机可实现低能耗和高精度的生产,越来越多的汽配件会更倾向于采用全电机生产,呈现‘汽配全电化’的趋势。” 周宏伟指出。新能源汽车的内外饰件更新速度比传统燃油汽车更快,周期更短,为满足汽配企业的交付要求,模块化设计的注塑机会更受市场欢迎。
此外,为实现车用塑料件内饰更高颜值与功能需求,高光免喷涂、激光雕刻等工艺也有较大市场需求。如,被称为“现象级爆款(2021年7月上市宏光Mini EV仅11月销量高达3.3万台)”——上汽通用五菱Mini EV的空调开关就采用了彩色免喷涂塑料。
上汽通用五菱Mini EV的内饰。(图片来自车叔说车AR)
长城“欧拉好猫”副仪表板面板也应用了高亮黑免喷涂+激光雕刻工艺,在成本降低的情况下实现了较好的视觉效果。欧拉汽车是长城汽车于2018年推出的全新的新能源品牌。欧拉汽车2021年全年累计销量135,028辆汽车,同比增长140%。
欧拉副仪表板。(图片来自EV视界报道)
另一方面,减碳环保让车企加速推进再生材料、生物基材料的研发应用,助力汽车循环经济产业链建设,无论是PCR还是PIR,其成本、性能以及供应问题在一定程度上仍限制了它们的应用,随着技术的提升以及环保需求的提升,低碳环保材料在汽车上的应用空间巨大。
从新能源汽车行业整个业态来看,尽管新势力造车来势汹汹,但2021年前11个月的新能源汽车销量前十排名中,除了特斯拉为外资企业,理想为新势力外,其他8家企业比亚迪、上汽通用五菱、长城、广汽埃安、吉利、奇瑞、上汽大众、上汽乘用车均为传统车企。
以11月份单月为例,比亚迪汽车以90142辆、同比增长247.8%的销量,艳压群雄,位居新能源汽车销售榜榜首,紧随其次为上汽通用五菱44157辆,同比增长18.5%,特斯拉中国为31732,同比增长46.9%。与此同时,大众、宝马等海外车企的电动汽车销量也快速增长。2021年全年,宝马集团在中国共计交付超过4.8万辆新能源汽车,同比增长69.6%。
“这表明新能源车的技术体系与传统车的技术体系还有很大的关联,唯有足够的技术积累加上运作良好的研发、质保、制造及供应链体系,才可能在新能源领域发力,并获得用户认可。凭空而出,仅借助资本的力量,或‘PPT造车’,并不能形成真正的竞争力。”上海市汽车工程学会(SAE-S)秘书长梁元聪强调。
不过,国家新能源汽车(NEVC)技术创新中心总经理原诚寅博士指出:“从全局来看,目前新能源汽车市场已从政策导向转向市场导向,整个新能源汽车产业生态结构比较健康,形成了传统车企、海外车企、合资车企、造车新势力多个阵营并存的局面。随着外资车企的加码入局,将对产业结构带来新的冲击。但可以肯定的是,锂电池、汽车零部件、充电桩等相关行业还将迎来新一轮的红利,整个产业链机会还是很多。”
在第十届CPRJ车用塑料技术论坛暨展示会上,原诚寅博士接受“雅式橡塑网(AdsaleCPRJ.com)”采访时表示,要打造新能源汽车产业生态集群,只有整合新能源汽车创新链、生态链的各种资源,才能合力共赢。
笔者相信,塑料作为现代工业四大基础材料之一,以及其设计自由度、功能多样性将在智能交互沉浸式健康座舱的需求上,帮助设计师实现更丰富的设计理念;同时,随着再生塑料回收与加工技术的提升,再生塑料有望成为一匹黑马在车用塑料中脱颖而出!
- 作者:章健玲/雅式橡塑网(AdsaleCPRJ.com)责任编辑
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编辑:朱柳/雅式橡塑网(AdsaleCPRJ.com)高级编辑
- 原诚寅博士/国家新能源汽车(NEVC)技术创新中心总经理
- 李俊贤/北京汽车研究总院(BAIC Motor)内外饰部科长
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李智/浙江吉利集团控股有限公司(Greely)高级专家
- 梁元聪/上海市汽车工程学会(SAE-S)秘书长
- 朱熠/中国一汽研发总院材料院(FAW Group)高级主任
- 陈奎文/广州汽车集团股份有限公司(GAC Group)汽车工程研究院概念与造型设计中心前瞻设计部前瞻设计专业总师
- 唐丽丽/长城汽车股份有限公司(Great Wall Motor)造型领域 C&T设计科科长
- 张涛/广东伊之密精密机械股份有限公司(Yizumi)董事副总经理、注塑机事业部总经理
- 周宏伟/泰瑞机器股份有限公司(Tederic)总工程师
- 张国辉/道默化学(Domo Chemicals)市场开发经理
- 《上海汽车》杂志
原文始发于微信公众号(智能汽车俱乐部):【年度盘点】2022年多场景汽车内饰应用发展趋势