纬湃科技的全生命周期工程实践

2023年6月12日，在2023中国汽车低碳与可持续发展论坛上，纬湃科技中国科技与创新部总监王海波介绍，纬拜科技是全球领先的开发商和制造商，致力于为可持续出行提供先进的动力总成技术。并提供适用于电动、混动及内燃机驱动系统所用的智能系统解决方案及部件，让出行变得更清洁、高效和经济。同时他表示，“助力未来清洁出行”是公司的使命，节能减排是公司业务发展的主要导向，覆盖材料获取、整车生产和使用等全生命周期。 王海波 | 纬湃科技中国科技与创新部总监以下为演讲内容整理：关于纬湃科技纬湃科技是一家与动力总成相关的零部件供应商，全球总部位于德国雷根斯堡。去年，纬湃科技的销售额为680多亿人民币，全球有38000名员工。在中国，纬湃科技总部位于上海，有4家工厂，7个研发中心，产品组合主要分为两大块。第一是全套的电气化产品，覆盖了从低压48V到高压400-800V的电压平台。从产品类型来看，包括传统的三合一电驱，如电机、逆变器、减速器，以及控制器、域控等，还有与电池管理系统，以及用于整车热管理的泵，阀及传感器。内燃机在相当长一段时间内会继续使用但电气化程度将逐渐提高。内燃机的节能减排也是相当重要的课题。我们有整套的产品族谱，可以覆盖与内燃机相关的产品，从控制器到传感器、执行器、热管理的整个模块。从车型来看，我们的产品可以覆盖商用车到乘用车，还有两轮车，产品谱系较全。纬湃科技在碳中和方面的主要目标在公司建立之初，我们就将“助力未来清洁出行”作为公司的使命。节能减排是我们所有业务的导向。在纬湃科技可持续发展包含6个维度。清洁出行，资源效率和循环利用，工作公平及多样性，可信赖的采购方与合作伙伴关系，以及气候保护--主要体现在我们的碳中和路线图。碳排放，分范围一、二、三。范围三主要与业务相关，是碳排放的大头，也是实现碳中和最关键、最难的一点。范围一、二是公司运营的直接或间接排放，相对来说比例较低。我们计划到2030年实现范围一、二的碳中和。其中在2020年，我们就已实现可再生电力的100%使用。在2022年，我们的工厂，自建光伏发电实现年发电量1855兆瓦时，实现减排1629吨。在中国，光伏行业高度发展，使用光伏发电既能够有效降低碳排放，又能产生很好的经济效益。针对“2030年实现范围一、二的碳中和”目标，今年我们已经实现了93.2%，超过了公司在全球的平均进度。聚焦可持续开发，纬湃科技的全生命周期工程实践我们也做前期研发，所以今天更多介绍我们在产品可持续发展的工程实践。首先，我们引入全生命周期的概念。众所周知，节能减排并不是个新说法，以前节能减排更关注车辆使用过程中的油耗，而非直接针对二氧化碳。因此，以前我们的目标是通过不断优化系统，提高效率或降低排放，降低产品重量，帮助整车厂达到排放标准，降低油耗。全生命周期则是扩展了范围，从上游整车和零部件制造阶段，到下游的运输、回收等，构成全生命周期，是个完整的链条。在这个过程中，作为汽车技术供应商，可以通过两种方式进行减碳实践。第一通过节能减排不断提高系统效率。第二减重，现在电动车整体还是较重的，对重量的降低会直接降低整车能耗。此外，要看产品在生产制造以及最终回收过程中会产生多少碳排放，这个会直接算到整车和整个链条里，这也是我们将会重点关注的环节。全生命周期工程，即怎样控制完整生命周期的碳排放。主要分为三大块：首先要有一套方法核算碳排放，对全生命周期进行评估；其次有了基本评估后，要了解碳排放从哪来，如何降低碳排放？我们有个“绿色设计”的方法，即通过产品设计、原材料选取去降低碳排放；最后是循环经济，更多考虑到产品的可回收，可维修以及再制造。要达到这些目的，还有一些关键点需要解决。首先针对核算方式要有一套法规，能够规定共同的边界，从整车厂、零部件到上游供应商怎么去核算，摒弃行业边界不清、数据来源或标准不同等问题。在中国，我们已连续两年加入中汽中心组织的碳排放核算工作组，我们希望能够和整车厂以及供应商共同探讨出一套科学的核算标准与方案。第二关于数据和软件。比如我们的电驱产品，有1000+个零部件，100+个生产工艺，其中会涉及到很多供应商，如果要核算上游供应商的碳排放，供应商需要提供大量的数据。我们公司有很多产品，又会有不同的变形，数据量巨大，而且会有不断的设计更改，怎么把数据给到客户，包括给一些监管机构，又如何获取数据来源？在欧洲，我们加入了Catena-X网络，有助于大家进行数据的交流和获取。同时我们也在开发内部的软件工具，进行全生命周期的评估，全程的自动化。将来会有很多产品需要做全生命周期评估，全靠人工是不可能的。所以我们需要把它变成自动化的工具，同时将这套工具与方法论全部内嵌到我们的产品开发流程中。将来，只需要遵循产品开发流程，就可以进行全生命周期工程。举个例子，三合一的电驱对碳排放的影响较高。首先我们运用上述方法论，整体分析电驱的全生命周期，其主要来源按照部件，包括电机、减速器、逆变器。再进一步划分，电机在设计里使用是永磁电机，电机的壳体是铝，剩下的是稀土，知悉了碳排放来源，就要去思考怎样降低碳排放，稀土是重要的二氧化碳来源，所以怎么把稀土去掉，解决方案就是所谓的外励磁电机。磁场不由稀土提供，而是由外部的电路提供。以前我们更多的是从效率成本的角度考虑这个技术，现在我们从碳排放的角度去分析其对电驱影响。用了外励磁电机后，因为它需要有额外的电路，逆变器比普通的逆变器要更长、更大，所以增加了逆变器的碳排放，但在电机方面，因为没有使用稀土，所以降低了电机的碳排放。综合考虑，对电驱制造过程中的碳排放而言，外励磁比永磁电机总共降低了4%。最后，原材料回收是降低碳排放的很好的手段。经过我们公司的内部测算，把电驱产品分到材料占比来看，铝占了约75%的碳排放，如果在我们的生产工厂中有不同程度的铝回收，对碳排放的影响会是多少？这就是针对电驱产品的全生命工程演示，首先进行碳足迹排查，再通过更改产品设计，从永磁机改成外励磁电机，进行原材料回收，达到降低碳排放的目的。总结如下：我们承诺最晚在2030年，对所有产品运用全生命周期工程开发。以2021年为基准，到2030年，我们在范围三的碳排放会降低25%。到2040年降低100%，即2040年，我们会实现完整的，包含范围一二三的碳中和。在此，我们希望能与上下游的合作伙伴，以及整车厂共同实现可持续的产品开发。（以上内容来自纬湃科技中国科技与创新部总监王海波于2023年6月12日-13日在2023中国汽车低碳与可持续发展论坛发表的《纬湃科技的全生命周期工程实践》主题演讲。）