【汽车】可持续的汽车复合材料制造
汽车技术供应商Forvia分享了可持续发展目标和最近的发展,这些目标旨在生物基和回收材料,并增加氢罐生产以实现清洁出行。
Forvia法国工厂的储氢罐生产
作为其实现氢动力出行战略的一部分,Forvia位于法国阿连杰的新氢罐生产设施(如图)的目标是到2030年每年生产100000个IV型罐。
汽车技术供应商Forvia(法国南特)成立于2022年,由汽车技术公司Faurecia和Hella合并而成。在2024年消费电子展(CES)前的新闻发布会上,Forvia首席执行官帕特里克·科勒(Patrick Koller)概述了公司的一些可持续发展目标和举措,强调公司的目标是到2045年实现运营净零碳排放,初步目标是到2030年减排40%。
科勒说,Forvia的战略是三管齐下的:通过模块化减少汽车总成所需的部件数量,为某些应用迁移到回收和或生物基材料,并为许多部件引入回收和再利用场景。
科勒提出的模块化解决方案的两个例子是座椅和内饰,据报道,与目前的做法相比,每种解决方案都能显著减少二氧化碳排放(模块化内饰设计高达86%)。这一节省来自于范围3排放量的减少——或下游供应链以原材料、工艺和相关能源使用的形式产生的排放量——通过引入使用较少整体材料、较少整体组件、仅使用一种类型材料的设计,以及实施一定比例的回收或生物基材料。
福特汽车模块化座椅概念
Forvia声称,其模块化、可持续的汽车座椅概念将更容易组装和拆卸,从而简化维修和可回收性。
随着越来越多的生物基和再生成分被添加到材料配方中,科勒指出,生成人工智能将是预测材料特性和确保材料质量一致的关键。
逐步发展为氢动力出行
据科勒介绍,Forvia专注于在轻型和重型商业市场上实现氢动力汽车的技术。到2030年,Forvia的目标是,在同等电量的情况下,一个完整的氢罐系统的成本将相当于一个电池组。
目前的目标是在其位于法国阿连杰的清洁移动工厂增加IV型700巴氢罐的产量,该工厂于2023年10月投入运营。根据该公司2024年2月公布的2023财年业绩,目标是到2030年达到每年10万辆储罐的满负荷。
Allenjoie工厂加入了Faurecia在中国和韩国的氢罐设施,并计划在不久的将来扩展到北美。
Forvia展示的氢溶液
Faurecia Hydrogen Solutions旨在扩大氢气生态系统,预计2024年将在北美宣布新客户和即将投产的生产设施。
虽然IV型(带聚合物内衬的复合材料)储罐是该公司目前的重点,但III型(带复合材料外包装的金属内衬储罐)储罐也是为亚洲市场建造的,所有V型复合材料储罐的研发工作正在进行中。这些罐既可用于氢燃料电池,也可用于改装的氢内燃机(ICE- internal combustion engine)车辆。
Faurecia Hydrogen Solutions北美副总裁尼克·米勒(Nick Miller)表示,在该公司的每个工厂,缠绕过程都是高度自动化的,旨在提高产量,包括过程中无损检测(NDT)。
关于市场,米勒解释说,在北美,主要兴趣首先是5-8级中型/重型卡车,他说,这些客户目前更喜欢氢ICE汽车,而不是氢燃料电池或电池电动汽车。欧洲市场看到了轻型卡车和厢式货车等小型汽车的更多机会,而亚洲(特别是中国)对所有公交车和卡车类别的氢动力汽车都表现出了全面的兴趣。他补充说,一般来说,电池将是乘用车的首选方法。
米勒解释道:“氢ICE是一种受欢迎的过渡站。”。“它比燃料电池更便宜,也更容易实施——对现有ICE车辆的改动更少。这是一项伟大的桥梁技术。”与常规ICE车辆相比,氢ICE车辆的排放量也更低,效率更高。燃料电池是“最环保”的整体能源类型,因为它们不产生排放,效率最高,需要“更复杂的过渡”,而且更昂贵。
Faurecia hydrogen Solutions的工程总监查尔斯·沙佩尔(Charles Shappell)补充道:“我们的客户通常会测试纯电动汽车(电池电动汽车)与氢ICE与燃料电池的对比,看看什么最适合他们。”。
今年,Forvia预计将宣布新客户以及未来的北美氢罐生产设施。
此外,沙佩尔补充道,“可持续发展,特别是建造可回收罐,是我们的一大目标。”Faurecia氢气部门实现这些目标的一种方法是与MaterieAct部门合作。
MateriaAct:减少碳纤维、塑料的碳足迹
MaterieAct是一个研发部门,于2022年11月在法国里昂成立,旨在开发、生产和销售碳足迹比传统材料低85%的材料。该设施目前设有一个内部实验室和试验车间,同时还设有初创公司。
MaterieAct北美可持续原料主管阿基姆·哈勒夫(Akim Khalef)解释说,该部门分为三个部门:化合物、箔和碳纤维。
化合物部门正在努力配制聚氨酯、ABS、TPU等树脂,这些树脂的回收率高达60%(来自消费后或工业后废物)或生物基含量高达90%。这些化合物被开发为用于注射成型的颗粒,或者作为填充材料。“我们总是要注意不要牺牲质量和机械性能,” 哈勒夫指出。正如科勒所说,MaterieAct使用人工智能对材料特性进行精确建模和预测。该公司表示,到目前为止,已经测试了400多种新材料配方。
MateriaAct的目标之一是创新Forvia的NAFILean大麻纤维/聚丙烯产品,用于汽车内饰,包括将生物质废物整合到回收塑料中,以及增加硬度或可见零件A级表面的新型NAFILeanVision(如图所示)
该部门还致力于新型NAFILean大麻纤维/聚丙烯材料的研发,包括更硬的版本和具有可见天然纤维的a级表面版本。
哈勒夫说:“最终目标是发展这些材料的美国供应链。”。为此,MateriaAct最近宣布与PCR Recycling成立一家名为MateriaActDallas的新合资企业,目标是加快回收化合物在北美的开发和交付。这家新成立的公司将收集原料,回收、精炼、配制和复合,以提供符合汽车制造商严格要求的回收聚合物。
MaterieAct的箔材部门正在开发生物基材料,用作汽车内饰的箔材或“皮”,使用菠萝叶纤维等创造性原料。
碳纤维部门致力于支持Forvia品牌——“我们主要致力于低二氧化碳足迹的碳纤维,以支持氢罐生产,” 哈勒夫说,“其足迹比传统纤维低50%。”
Forvia材料部门的生物基碳纤维
MaterieAct的一个目标是生产由生物基前体制成的低碳足迹碳纤维,以及生产能耗较低的纤维。
MaterieAct使用什么技术?虽然该公司还不能透露太多细节,但哈勒夫表示,“我们正在从原材料和工艺的角度进行研究。”在工艺方面,该公司正在研究一种能源密集度较低的碳纤维生产工艺,也使用可再生能源生产所用能源,同时还旨在提高产量。该公司还在使用生物基前体开发碳纤维。
时间表是什么?“我们的目标是在2028年推出我们的第一批产品,” 哈勒夫说。“当然,我们的目标是供应碳纤维供我们自己在氢罐中使用,但最终我们也希望供应给普通市场。”
短期内,该公司还表示,其目标是到2025年将MaterieAct分支机构的员工人数增加到400人,到2030年实现销售额超过20亿欧元。
更可持续的汽车内饰材料
Forvia的Interiors部门与MateriaAct携手合作,也致力于开发、验证和在其生产部件中使用更多可回收和生物基材料,并帮助指导Materiaact优先考虑哪些配方。
当然,Forvia的一些内部部件已经使用了生物复合材料,尤其是正如科勒所指出的,在中等价位的汽车中。该公司的可压缩成型天然纤维增强聚丙烯(NFPP- natural fiber-reinforced polypropylene)材料于2003年推出,其大麻纤维复合材料NAFILean产品线于2011年推出,目前已用于900多万辆汽车。
Forvia的高管们表示,这只是该公司《物质法案》计划的开始。该公司还在探索大麻纤维的新原料和供应商,预计到2025年将在市场上推出新的NAFILean产品。
原文见,《 Forvia moves toward more sustainable automotive composites manufacturing 》 2024.3.28
杨超凡 2024.3.29








































