0 前言
汽车是我国国民经济的重要支柱性产业,汽车及其制造、服务产业链增加值占GDP的比例约为6%~7%,是对经济带动最大的少数几个产业之一。汽车产业链条长、关联度高、带动性强、贸易规模大且就业人口多,还具有很强的技术创新特质,对国家和区域经济发展具有重要影响。一辆汽车的全生命周期几乎串联了现代工业所有关键环节,其循环化改造将系统性推动上游原料供应、中游制造工艺和下游回收体系的协同变革。因此,汽车工业的循环成为当代循环经济转型的重要抓手。
1 汽车循环
截至2025年6月底,据公安部统计,全国汽车保有量达3.59亿辆,其中新能源汽车保有量达3689万辆,占汽车总量的10.27%。新能源汽车中,纯电动汽车保有量2553.9万辆,占新能源汽车总量的69.23%。随着保有量基盘的不断扩增增加,以及国三报废等法规的实施,叠加以旧换新行动方案的强劲助推,报废汽车的机会窗口来临。2024年,我国报废汽车回收量约为787万辆,同比增长64%,创历史新高。根据全国汽车流通管理信息系统预计,2025年,中国实际报废汽车数量将达到1500万~2000万辆。
随着汽车报废潮的到来,车用再生材料的供应大大丰富。车用再生材料的需求,成为循环模式能否稳定工业化落地闭环的关键。智能电动车所带来的不仅是技术和用户体验的革新,对材料的需求也与传统燃油车有着明显区别。整车轻量化及结构强度的需求,带动全车用铝量快速上升。动力电池带动镍、钴、锂等材料的大量使用与消耗。《全球塑料公约》的提出,也提升了整车再生塑料的循环和使用。同时,伴随着对整车可持续属性的进一步提升,对低碳原材料长期稳定供应和原材料成本控制等,带来全新挑战。因此,存量车加速报废窗口的到来,增加了报废料供给侧势能;循环材料技术及商业模式快速演进,提升消纳能力。供需形成共振,加速了汽车循环产业快速发展。
除了产业需求外,碳减排也成为推动汽车循环的巨大动力。根据麦肯锡预测,现有及未来5~10年的电动汽车中,来自上游供应链的碳排放,接近整车碳排放贡献的50%。纯电车在使用阶段的碳排放,主要来自产生电能所消耗的上游化石燃料。随着全球能源结构不断向新能源转变,发电所需消耗的化石燃料用量不断下降,进而直接降低汽车使用阶段的碳排放贡献。预计到2040年前后,汽车上游供应链将贡献超过80%的整车碳排放。
汽车行业若要实现商业上可持续的低碳,循环或许是最终的解决方案。以铝材料为例,它是汽车产品车辆周期碳足迹的主要贡献者之一,因此铝材对汽车行业的脱碳具有重大的意义,原生铝材的碳排放因子很高,而再生铝的能耗仅为原铝5%,仅产生0.6t二氧化碳当量。根据国际铝业协会研究,截至2050年,通过对100%的铝回收、改进废料分类、消除对消费前废料和金属的损耗,可将原铝需求降低20%,在2050年额外减少3亿t绝对二氧化碳当量的排放。在惰性阳极技术仍未实现工业级应用的情况下,原铝生产过程降碳短期难以在量产阶段实现,循环铝成为更具有现实可行性的铝材减碳路径。
2 蔚来循环汽车应用案例
蔚来基于国内外资源循环利用大趋势,旨在从全局出发,将整车设计、生产、使用和报废的生命周期全流程都纳入循环体系。蔚来对于循环汽车的全局思考如图1所示。在设计阶段,通过可持续设计、循环材料的使用来减少矿产的开发和使用,增加新车中的可循环比例;在生产阶段,在提升材料利用率的同时,循环使用生产过程中的废料;在使用阶段,通过电池包的“可充可换可升级”的共享模式优化资源配置,延长产品寿命;在汽车的生命周期末端,通过将报废车进行精细化的拆解及高价值、可循环原材料的分拣,配以可循环的熔炼材料技术,完成原材料的再生及车到车循环。

图1 循环汽车模式
要将循环汽车的全生命周期思考转化为现实,则需要一点一滴的行动来推动每一个环节落地,接下来我们将从可持续材料、易循环设计、智能与数字化及新型商业模式等方面来讨论蔚来在这些过程中的应用实例。
2.1 先进可持续材料
“Clean+”材料是蔚来与合作伙伴共同研发的一系列环保材料的合集,如图2所示,涵盖可再生、循环利用及健康安全等特性,旨在为用户打造更安全、健康和绿色的“第二起居室”。

图2 蔚来“Clean+”内饰
例如,部分车型的立柱饰板采用由消费后塑料桶、光碟等废弃物制成的再生PC(聚碳酸酯),替代了传统石油基PC原料,再生材料占比达65%。该PCR(消费后再生)材料已获得第三方碳足迹验证,并通过全球回收标准(GRS)的再生材料溯源认证。
蔚来部分车型采用“Clean+”环保织物作为主要内饰材料之一,该织物100%由PET瓶再生材料制成,有助于减少塑料对海洋和土地的污染。
部分车型的中控台采用蔚来与普利特共同开发的生物基复合PP(聚丙烯)塑料,其原料来自可持续森林的木纤维浆粕,相较于石油基原生PP材料,碳排放减少72%,在实现物料循环的同时,进一步降低了碳足迹。
仪表台骨架采用再生PP材料替代25%的原生石油基PP,实现在材料层面约15%的碳减排。
采用高强度钢、铝合金和镁合金等低密度材料替代传统钢材,并通过优化用量,是实现整车减重的有效途径。其中,材料、结构与工艺的轻量化是三大主要方向。
铝合金因其轻质高强的特性,在汽车制造中得到了广泛应用。通过优化其微观结构,如控制晶粒大小和相组成,可以进一步提升其强度和耐蚀性。在汽车中应用铝合金,可实现整车减重20%~30%,从而使燃油车油耗降低14%~21%,或使新能源汽车续驶里程提升约12%~18%。目前,铝合金部件已在电池包箱体、液冷板、汽车前后防撞梁、减振件、新能源汽车电器支架及CCB仪表板支架等零件中广泛使用。
高强度钢和超高强度钢具有更高的屈服强度与抗拉强度,能够在保证性能的同时减小构件尺寸,从而降低结构重量并节约材料。
如图3所示,蔚来乐道L60采用了高强度钢、超高强度钢与铝合金等先进轻量化材料的混合应用方案,并结合结构拓扑优化和仿生设计,在保障领先安全性能的前提下,打造出兼具轻量化优势的“钢铝混合双舱车身”。蔚来ET9则综合运用了一体式大铸件集成工艺(部件减重21%)、一体式门环工艺(部件减重10%)、自主知识产权轻质合金及复合材料等轻量化技术,在使整车抗扭刚度提升18%的同时,将车型轻量化系数降低至1.70,达到行业领先水平。

图3 乐道L60车身
除铝合金外,蔚来电池系统的材料选择也兼顾了轻量化与可回收性。对于上盖、内部支架等非主要承载结构件,采用轻质塑料不仅能降低电池系统重量,还能改善其保温性能,提高车辆在低温环境下的续驶里程。底护板涂层选用了低密度、高耐磨材料,较传统的PV涂层可减重25%。
2.2 绿色易循环设计
模块化设计是一种通过标准化设计和通用组件来实现产品开发与制造的创新方法。它将整车分解为多个功能模块,各模块可独立设计、生产,并能灵活组合。这种设计理念在实现环保和可持续发展方面也具有重要意义,能够通过优化资源利用、减少浪费来降低对环境的影响。
车身的模块化设计可通过一体化压铸工艺实现。以蔚来车型为例,通过结构设计优化,将后地板的纵梁、地板横梁等多个零件集成为单一铸件。一体压铸技术将传统造车工艺中的冲压和焊装合并,显著提升了生产效率并缩短了加工周期。这种模块化的结构设计使得硬件的标准化程度更高、开发周期更短,从而能更好地匹配软件更新速度,适应电动智能时代车型快速迭代的需求。例如,蔚来ET5的后地板便采用了一体化压铸工艺(如图4所示),将原有的56个钢制冲压件集成优化为2个零件,使ET5减少了30个自冲铆接点,并使对应部件实现了25%的减重。

图4 蔚来ET5一体化压铸大铸件
易拆卸设计强调在汽车设计中考虑零部件的拆卸和更换,以便在车辆生命周期结束时能够方便地进行拆解和回收。通过使用标准化的设计方法,可以显著提高拆卸效率,降低回收成本。
蔚来打造的“可充可换可升级”能源服务体系,持续投入开发高效安全的电动汽车换电关键技术。例如,电池包的易拆卸设计使其能够独立于车辆进行灵活更换和升级,如图5所示。该设计显著提高了电池的使用效率,也使电池的回收和梯次利用更加便捷。此外,通过蔚来自主研发的BSEI系统,可精准估测老化电池的残值并进行评分。系统对退役电池进行集中筛查和分类后,依据评分将其用于储能、物流等生产场景,或直接拆解以回收其中的金属元素。

图5 蔚来可拆卸电池包
2.3 普及智能化与数字化
全球电池联盟(GBA)开展的电池护照试点项目,是推动全球电池价值链可持续发展的一个重要里程碑。电池护照的数据架构通过整合生产、使用和回收数据,实现了电池全生命周期的数字化管理。这一实践不仅能提高供应链透明度,更有助于打造可持续、循环的价值链。此外,该平台还能对电池健康状态进行实时监测与评估,从而为电池的梯次利用和回收提供关键的数据支持。
蔚来参与了GBA电池护照第二期试点项目,旨在对电池全生命周期进行全方位数字化跟踪,并与合作伙伴围绕碳足迹、尽职调查及环境保护等多项议题开展深入合作。
2.4 变革服务与商业模式
共享模式通过优化资源利用、延长产品生命周期和减少闲置浪费,成为推动循环经济发展的重要机制。如图6所示,蔚来能源(NIO Power)是基于移动互联网的加电解决方案,拥有广泛布局的充换电设施网络,依托蔚来能源云技术,搭建“可充可换可升级”的能源服务体系,为车主提供全场景化的加电服务,使加电体验比加油更加便捷。

图6 蔚来换电体系NIO Power
通过大数据分析建立了电池健康度预测模型。该模型能够实时监测电池状态,预测其剩余寿命和性能变化,从而显著提升电池的使用寿命和安全性,并为用户提供精准的电池维护与更换建议。换电站的智能化管理会对每次更换的电池进行健康检测和维护,以延长电池的使用寿命。
该模式下的电池包可独立于车辆进行更换和升级,用户能够按需选择电池,无须长期使用大容量电池。用户日常可使用小容量电池,长途出行时则按需短期租用大容量电池,并支持在全国范围内任意地点取还,如同借用充电宝般便捷。通过蔚来换电体系,少量大容量电池可在不同行驶里程需求之间实现高效调配,既满足了多数用户的长途出行需求,也显著提升了电池使用效率,避免了电池因长期高负荷使用而过早退役。经测算,该模式下每年至少节约17%的电池资源,实现了自然资源的集约利用。
在新能源车型换电模式的生命周期末端,可引入整车与动力电池分离报废的新模式。经权威机构、主机厂或电池生产企业检测确认仍满足安全使用条件的动力电池,可重新投入市场流通。这不仅解决了电池与整车寿命不匹配的问题,也最大限度地优化了动力电池的资源配置。
2.5蔚来循环汽车实验室(NIO Circular Car Lab)——打造全链条循环经济模型
NIO Circular Car Lab从设计、拆解、使用及回收等多个方面进行系统性规划,对生命周期末端的报废车辆进行回收,并探索“车到车”全链条循环利用技术,以构建完整的闭环循环经济模型。蔚来联合玉成有限公司、源件星球等企业,通过技术创新与模式创新,对报废车辆进行精细化拆解与分类,随后将各类材料流转至下游进行熔炼和生产,最终应用于新车的制造。为使更多再生材料应用于零件,蔚来主导开发了可采用再生材料制造的高压压铸铝合金。2024年,蔚来也与立中集团、帅翼驰新材料集团就整车拆解循环签署合作备忘录,借助合作伙伴在材料循环熔炼及零部件铸造环节的专业技术,共同打造全产业链闭环的“车到车”材料循环场景。通过与合作伙伴的协同,蔚来已成功打通报废车辆的高价值闭环回收产业链,从而最大化回收经济效益、提升材料效率,实现了报废整车回用的工业化落地。目前,已有超过1000台车实现了“车到车”闭环循环,通过实践证明了该模式具备巨大潜力。该项目获评2023年度“安徽省十大低碳应用场景”,树立了“车到车”闭环回收的先例。基于在后续电动汽车全生命周期高价值利用方面的深入认知和紧密合作基础,蔚来期待以此推动全行业报废回收利用领域的高质量发展,以技术驱动新质生产力。
3 结语
作为推动绿色经济转型的重要抓手,汽车循环经济不仅在节能减排与资源循环利用方面展现出巨大潜力,也为产业升级、技术革新和生态文明建设提供了新路径。这无疑是一条正确的道路。如同在许多新兴领域一样,越早布局循环汽车产业,对提升企业在新趋势下的竞争力与品牌形象越有利。
不可忽略的是,现阶段企业在推进循环汽车的过程中,仍会面临来自政策法规、技术创新与消费者意愿等方面的挑战。而数字化与智能化技术的创新、循环政策体系的完善、绿色可持续消费观念的普及等方面的进步,将成为“车到车”循环的重要推动力。
在循环经济转型的关键时刻,我们需要摒弃“开采-使用-丢弃”的线性模式,用每一辆车的材料循环,撬动整个行业体系的循环转型。循环汽车正在通过车辆自身的小循环,促进全社会资源再生,加速全球经济向“零废弃”未来迈进。
本文为“AI汽车制造业”首发,未经授权不得转载。版权所有,转载请联系小编授权(VOGEL100)。本文作者:黄敏学 孟大海 陶治源 张绍卿,单位:蔚来汽车科技(安徽)有限公司。责任编辑龚淑娟,责任校对何发。本文转载请注明来源:AI汽车制造业
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