OEM应对有害物质和回收利用率管理要求的措施

乔伟，杨文谦，靳玉涛

(1.长城汽车股份有限公司技术中心,河北保定 071000；2.河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000)



OEM应对有害物质和回收利用率管理要求的措施

乔伟1,2，杨文谦1,2，靳玉涛1,2

(1.长城汽车股份有限公司技术中心,河北保定 071000；2.河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000)

随着国内市场汽车生产与保有量的日益增多，汽车材料中含有的有害物质如铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚带来的环境污染和对人体健康的威胁也越来越严重。为有效应对国内的《汽车有害物质和回收利用率管理要求》，建立标准体系和信息化应用、应用绿色环保设计和绿色供应链控制整车零部件材料中有害物质和提高整车回收利用率显得尤为重要。

有害物质；管理要求；应对措施；环保可回收性设计

0 引言

2015年6月9日，工业和信息化部发布第38号公告，即《汽车有害物质和可回收利用率管理要求》，自2016年1月1日起，我国将对总座位数不超过9座的载客车辆(M1类)有害物质使用和可回收利用率纳入公告管理，标志着汽车行业的有害物质和可回收利用率要求由企业自愿行为转变为国家强制要求。如果不满足要求，汽车企业将面临无法上市销售的局面。

1 《管理要求》解读

1.1 《管理要求》制定的背景及必要性

2014年我国汽车产销量双超2 300万辆，汽车保有量达1.54亿辆，位列全球第二。汽车材料中铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯等有害物质被广泛应用在钢材、玻璃、刹车片、电子器件、镀层等部件或材料中。加强汽车有害物质管理，可提高报废汽车的回收利用率，降低对环境和人体健康的危害。

欧、美、日、韩等汽车工业发达国家对汽车有害物质及回收利用领域管控已十余年，有害物质替代与减量化技术应用已达到较高水平，环境效益显著，形成了明显的绿色竞争优势。

如欧盟自2000年颁布《2000/53/EC指令》以来，汽车中铅的平均使用量减少90%以上，镉、六价铬、汞的含量基本趋于0，汽车可回收利用率达到95%以上；日本于2002年颁布《汽车回收再利用法》，至2011年，平均单车含铅量已降至96 g/辆，循环利用率达93%以上。

我国汽车行业整体水平与欧、美、日、韩相比尚有一定差距，面对绿色贸易壁垒，我国汽车产品难以进入发达国家市场，参与国际竞争。

1.2 我国汽车行业有害物质及可回收利用率现状

政策与标准方面：自2004年起，相关部门先后发布《汽车产业发展政策》《汽车产品回收利用技术政策》等政策文件；制定了《道路车辆 可再利用性和可回收利用性计算方法》(GB/T 19515-2004)《汽车部件可回收利用性标识》(GB/T 26988-2011)《汽车回收利用 术语》(GB/T 26989-2011)《汽车禁用物质要求》(GB/T30512-2014)等标准，推动了汽车有害物质和回收利用工作开展。

企业技术储备：在欧盟汽车绿色壁垒、国外汽车行业先进理念及相关技术的影响下，我国汽车企业逐步引入限制使用有害物质和提高可回收利用性的管理理念，并具有了一定的技术储备。如长城、吉利、上汽等企业在企业的质量管理体系中增加了有害物质和回收利用率管理要求。

但我国有害物质和可回收利用率与发达国家尚存在一定差距，主要表现在：

(1)部分企业对汽车产品有害物质和回收利用的重视程度普遍不够；

(2)企业自身的有害物质控制体系、标准的建立不完善，信息化应用差；

(3)汽车产品的供应链缺乏统一的行业材料数据、有害物质申报、跟踪的平台，部分企业使用IMDS系统、Excel电子表格等形式，造成供应商申报标准不一致、工作量大。

1.3 管理要求的内容及解读[1]

《管理要求》提出了产品全生命周期绿色管理，从产品设计、原材料选择、生产加工等过程推进绿色制造，并推行年度发展报告制度，开展绿色评价，引导绿色生产和绿色消费。

推行生态设计，要求汽车生产企业在设计生产阶段采取环境友好的设计方案，确保产品具有良好的可拆解和易拆解性，便于回收利用阶段的拆解以及材料的分拣，提高回收利用效率和效益。

落实生产者责任延伸制度，打造绿色供应链。要求汽车生产企业向各级零部件和材料供应商传递相关管理要求。

强化绿色监管，开展绿色评价，汽车生产企业定期向工信部节能与综合利用司报送有害物质使用及可回收利用率等相关数据和信息，推行年度信息披露制度，并每年向社会公布相关信息，引导绿色消费，利用市场机制推动企业提高环保水平。

2 汽车生产企业应对措施

2.1 搭建汽车材料绿色供应链管控机制

汽车零部件的有害物质管控不仅仅是汽车生产企业的责任，更是整个汽车产品供应链皆需要履行的义务。

需要从产品的设计开始。汽车生产企业需对对各级供应商的选择、采购、生产、包装等各阶段进行严格准入和控制，将满足环保要求作为材料供应商选择的重要依据。

积极开展原材料供应商的环保生产一致性控制能力认可，认可后纳入汽车生产企业的供应商资源，并通过技术协议/合同等要求一级供应商采购认可的原材料供应商的产品，从产品的源头保证绿色环保。

目前，有害物质超标风险最大的材料是带六价铬表面处理的金属部件，因此为保证从源头消除有害物质，适度开展金属表面处理环保能力认可非常重要，并通过技术协议要求一级供应商采购认可的表面处理供应商的产品，从产品的源头保证绿色环保。

2.2 应用信息化的材料数据平台进行申报、监控

依据国内《管理要求》，各级汽车零部件和材料供应商应如实提供产品的材料和有害物质使用信息，以利于汽车生产企业对汽车有害物质和可回收利用率进行跟踪与分析。

因此，需要各级汽车供应商向汽车生产企业提供材料数据信息，按照零部件实际结构把所有材料名称、比例，构成材料的物质名称、比例、有害物质含有量等完全申报出来。

为了降低供应商的申报工作量、提高数据申报质量和准确性，避免重复申报，中国汽车技术研究中心联合国内数家汽车生产企业如长城、奇瑞等共同开发了中国汽车材料数据系统(即CAMDS系统，见图1)[2]，目前已正式运营。该系统能够帮助零部件企业进行平台化申报，并且帮助汽车主机厂收集全产业链的材料数据信息及监控有害物质的使用情况。

图1 CAMDS系统主界面

2.3 汽车生产企业建立基于有害物质和回收利用率的体系和标准

汽车企业应参考QC 080000 《危害物质流程管理体系》、ISO 140001等体系，建立内部管理体系，主要包含以下几个方面的工作：

2.3.1 管理小组的组建

由研发单位中材料部门牵头，联合设计、法规、配套、品质、生产等单位组成虚拟的多功能跨部门的小组。

材料部门为整体产品有害物质控制、回收利用率目标达成的主责部门，负责整个体系流程、标准的建立及维护。

设计部门主要负责在产品开发阶段与供应商明确有害物质限量要求、输出文件等。

法规部门主要跟踪国内外关于有害物质相关法规、准入等政策的调研、跟踪、宣贯，如十环认证、中国生态汽车评价规程等。

配套部门主要负责将满足有害物质限量要求作为供应商选择、准入的必要条件，并将有害物质的执行情况纳入供应商评价中。

品质部门主要监控有害物质控制体系的运行及异常解决。

生产部门主要负责产品正式量产后的产品有害物质法规一致性。

2.3.2 内部管理体系的制定

对比国际一流汽车企业如大众、通用、博世等公司的有害物质先进管理理念，对企业内部设计研发、配套、品质、生产、销售等单位明确相关职责、流程、输出物标准及激励机制。

将有害物质控制、回收利用率纳入到整车开发流程中并固化下来，明确不同开发阶段、相关部门的有害物质控制及回收利用率的相关活动。

在技术协议/合同中规范供应商应提交的有害物质证明材料、审核的标准、橡塑件材料标识打刻要求，并将此类文件提交的准确情况纳入供应商考核范围，对供应商进行评价。

2.3.3 技术标准的建立

依据国内外有害物质法规和标准，并结合公司产品的销售区域，制定公司内部有害物质控制企标，对物质种类、适用范围、限值、检测方法、判定标准等做出明确规定。

制定、明确供应商申报的零部件材料数据信息填报和审核标准及激励措施。

建立或直接引用ISO 22628 2002《道路车辆 可再利用性和可回收利用性 计算方法》和QC/T 797-2008《汽车塑料件、橡胶件和热塑性弹性体件的材料标识和标记》，明确企业的回收利用率计算标准和橡塑件材料标识打刻标准。

2.3.4 其他事宜

建立日常公司内部人员及供应商的环保宣贯培训机制，明确供应商的环保管理要求及供应链传递途径。

2.4 建立内部材料数据管理系统

一般而言，一部汽车含有的零部件数以万计，零部件的供应商也比较多，材料涉及钢铁、塑料、橡胶、玻璃、纺织品、有色金属、电子产品和各种化工产品等，材料组成复杂，且汽车产品结构和配置也比较多，采用人工进行管理、监控、计算回收利用率的话难度太大。

为有效管理、监控整车所有配置的零部件的用材信息、有害物质信息、法规符合情况，出具整车回收利用率结果，并在零部件设计变更过程中信息有效传递、更新，信息化系统开展显得尤为重要。信息化系统主要功能如图2所示。

图2 信息化系统主要功能

该信息化系统需要具备以下功能：

(1)整车零部件EBOM管理。包括零部件创建、更新、质量、版本、属性修改等。

(2)有害物质法规分析模块。包括欧盟ELV指令、ROHS、REACH、GADSL、GB/T 30512-2014等。

(3)回收利用率计算模块。导入ISO 22628/GB/T 19515计算逻辑，计算整车回收利用率，出具标准中各项表单如Mp、Md、Mm、MTr、MTe等。

(4)有害物质符合性监控模块。利用法规，设置有害物质管控种类、限值、豁免等信息，实时监控零部件、材料的法规符合性状态。

(5)报表输出模块。根据国家公告和CCC要求，输出整车有害物质分布清单、豁免零部件清单等。

(6)和中国汽车材料数据系统(CAMDS系统)建立接口程序，自动下载供应商申报的零部件材料数据，并在线多方审批，将结果同步到CAMDS系统，数据被批准后自动挂接到本地系统EBOM零部件上。

(7)文档管理。根据供应商提交的有害物质符合性证明文件，通过上传系统进行在线审批后，实现与EBOM零部件的关联。

(8)其他管理。如系统用户管理、供应商代码管理、系统权限等。

2.5 积极开展汽车绿色环保可回收性设计

2.5.1 材料选择

2.5.1.1 绿色材料选择

生物基塑料、橡胶、天然植物纤维的复合材料，在满足功能需求的基础上可作为材料选择的首选：

(1)生物基橡胶材料开发[3]。福特汽车公司和俄亥俄州立大学对蒲公英展开研究，有望让蒲公英成为可持续发展的天然橡胶来源；普利司通公司致力于开发银胶菊作为高品质天然橡胶商业上可行的可再生来源。

(2)生物基尼龙材料[4]。可取代PA6、PA66，可选择应用在发动机油底壳、发动机装饰罩、快接插头、油路管线等部件上。

(3)PLA/PC复合材料[5]。PC/PLA合金材料结合了PLA材料的成型性及生物降解性和PC的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线等性质，可取代PC/ABS在汽车装饰条上应用，如出风口装饰条、门扣手等。

(4)亚麻纤维PU复合板[5]。它本身不含有有毒有害物质，在减质量、吸音性方面很具优势，在阻燃性、气味及有害气体等方面也表现良好，可应用于顶棚的制作；并取代玻璃纤维，应用于汽车排气管、引擎盖及发电机组等，既实现消音、隔热的目的，还实现了可降解回收处理。

(5)PLA(聚乳酸)和洋麻的复合材料[5]。成型加工为汽车轮胎罩和车垫。

(6)以甘蔗乙醇为原料生产的聚乙烯(PE)[4]，在汽车油箱及内饰等方面具有广泛的应用。

2.5.1.2 材料种类选用

设计时宜避免选用多种不同的材料，尤其是非金属材料的种类应控制：一般整车主体塑胶材料种类控制在5种，最多不应超过9种；内饰件主要塑胶材料控制在3种以内，其中用量最大的前两种塑料应占90%以上。

2.5.1.3 多种材料共用选择原则

联接不易分离的零部件应采用相同的材料或相容的材料，以减少拆解量、提高回收率。零件及其螺栓、卡扣等连接件使用的材料宜属于同种材料、同一族材料或可兼容性比较好的材料。

2.5.1.4 易回收再生材料的选择

PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PA(尼龙)、PC(聚碳酸酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PS(聚苯乙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、橡胶等在国内外均有产业化的回收利用技术，可优先选用。

2.5.1.5 有毒有害的材料或物质的选用

(1)铅的替代

在满足部件/材料的功能和性能的前提下，宜不用或少用含有害物质的材料。

如车轮上铅质平衡块、灭火器上铅封等可用锌合金材料或其他材料替代，采用无铅焊接、无铅封装等工艺。

(2)紧固件六价铬替代方式

无铬锌铝涂层替代达克罗涂层。目前无铬锌铝产品国外的有交美特、德尔卡、美加力, 以及近年来新兴产品锌美特等，国内的企业有北京永泰和金属防腐技术有限公司、常州捷迈特表面工程技术有限公司及南京达克罗涂装技术有限公司。

三价铬钝化层替代六价铬镀锌钝化层。目前德国赛德克和安美特、美国麦德美、日本迪普索等都可以批量供应三价铬钝化液；国内企业有武汉风帆电镀技术有限公司、深圳氟隆宝、香港恩森等。

2.5.2 零部件环保可回收性设计

产品的可回性设计是绿色产品设计的主要内容，产品的可回收性是与产品设计密切相关的。若产品不按回收性来设计, 则能够回收的零件数量是很少的；反之，若在产品设计时，就考虑到这种产品未来的回收及再利用问题，则可使产品零件的回收利用率大为提高，从而可以节约材料及能源，并对环境污染影响最小。正因如此，产品的回收性设计已越来越受到人们的关注[6]。

(1)减少零部件种类

采用集成化设计，零部件的功能合并，减少零部件的个数，减少螺栓的个数、种类，并规范螺栓、螺帽的形状和尺寸。

(2)模块化设计

把能够设计在一起的塑料件等非金属材料设计为一体，便于拆解；把含有禁用、限用物质的零部件设计在便于拆卸的位置。

(3)紧固方式优化

在不影响零部件设计性能的前提下，设计中零部件之间的紧固方式、连接方式都采用可拆卸形式，统一并减少紧固件数量、类型，尽可能地减少不可拆卸的焊接、铆接、胶粘接等。

优化连接方式还可以减少拆卸工具种类，简化拆卸工作。

(4)易拆解设计

在不影响零部件整体性能的情况下，多采用对称性结构，充分考虑装配斜面、引导槽、定位等易装配和易拆卸的设计模式。

(5)简化产品功能

宜简化产品的造型和功能，减少产品的附加结构，简化产品结构的复杂程度，合理精简零部件结构，宜选择标准的、规则的零部件形状。

(6)零部件少量化、小型化、简单化

在不影响功能的情况下，通过产品的小型化可节约资源的使用量，如采用轻质材料、去除多余的功能及减轻产品质量等。

简化产品结构，提倡“简而美”的设计原则，合理精简、优化零件的结构，在形状等外观方面选用标准的、规则的零件，简化产品结构。

(7)方便废液排空

在某些废弃的产品中往往含有残留的废液体，如燃油、各种润滑油等，在拆卸和回收之前应将废液排出。由于存储的位置各不相同，产品设计时需根据油品提取方式，考虑排放口的位置及排油操作空间布置。

(8)零部件表面加工一次性要求

宜选择一次性表面部件或工艺，避免在其表面再进行诸如电镀、涂覆、油漆等二次加工。 因二次加工后的表面附着材料往往很难分离，残留在零件表面形成材料回收时的杂质，影响材料的回收质量。

采用二次表面加工的零部件，其表面涂覆附件材料宜选用与基本材料相容性良好的材料。

(9)材料易分离原则

不兼容材料组成的相互连接的零部件，应保证材料间能够容易地分离。在材料不相兼容的零件之间宜不用粘接连接方式，简化因粘接造成的材料之间的污染，提高材料回收的纯度。

2.5.3 包装物环保设计要求

(1)最小化包装以及包装废料

在选择材料或零部件的包装时，尽量选择可再利用或可回收的材料，最好在设计零部件时尽可能减少对包装的需求。

(2)尽可能减少塞、帽、盖

一部分塞、帽、盖最初的用途是用来保护零部件，使其在被集装箱散装运输过程中不受到损伤。而现在，这些零部件/组件可能是使用分层式的可返还托盘来运输，以达到保护的目的，因此尽可能减少塞、帽、盖。在可能的情况下，选用一种常用的可回收材料作为所有塞、帽、盖的材料，比如低密度的聚乙烯。

(3)尽可能使用天然色树脂作为所有塞、帽、盖的材料。

3 结束语

如今，汽车给社会带来便利的同时，也潜伏着危机，实现汽车产品的绿色化有必要开展禁限用物质的替代。只有整个汽车产业实现绿色，才能促进汽车工业的可持续发展。

【1】中华人民共和国工业与信息化部．汽车有害物质和可回收利用率管理要求[S]．2015年第38号公告.

【2】徐耀宗，董长青．基于CAMDS 的汽车回收利用信息化管理研究[J].中国制造业信息化，2011,40(17)：24-28.

【3】钱伯章．生物基橡胶材料的开发[J]．现代橡胶技术,2012(5):41-42.

【4】扈蓉，陈丽琼，黄开胜，等．低碳生物基塑料研究进展[J]．塑料科技,2012,40(2).

【5】张慧君．生物塑料在汽车上的应用与展望[J]．橡塑资源利用,2013(2):33-36.

【6】刘志峰.产品的可回收性设计[J]．机械科学与技术,1996(4):531-534.

【7】宋守许，刘志峰,刘光复．绿色产品设计的材料选择[J]．机械科学与技术,1996(1):40-44.

大陆尿素传感器让柴油机更洁净

尾气后处理对于机动车进一步减排十分重要。除二氧化碳减排外，尽可能减少有害一氧化氮排放量也是汽车行业要应对的最大挑战之一。从2011年开始，作为一家科技公司，大陆集团着力开发选择性催化还原(SCR)技术。很多使用柴油机的轿车和商务车目前都已安装了选择性催化还原系统。水性尿素(也称“AdBlue”车用尿素或尿素溶液)与尾气中的一氧化氮发生化学反应将一氧化氮分解(“还原”)为氮N2和水。该流程的效率高低取决于能否对尿素注入量进行精确检测，从而顺利实现对尿素浓度的检测。为此，大陆集团即将首次推出具备新控制功能的尿素传感器，该设备有利于进一步优化选择性催化还原效果，并进行记录。这种创新性尿素传感器能够对尿素箱中尿素溶液浓度、液位及温度进行检测。已有多家汽车厂商有意采用该设备。

大陆集团动力总成事业部传感器与执行器业务单元负责人Klaus HAU对此介绍说：“我们的尿素传感器技术能够有力支持选择性催化还原。首先，该设备能够提供数据依据，可针对瞬时发动机负荷调节尿素量。其次，此类数据对于车载尾气后处理功能诊断是必不可少的。此外，这种尿素传感器还能对尿素箱中尿素填充液位进行检测，便于驾驶员及时添加AdBlue车用尿素。”如果要满足即将执行的欧洲6c排放标准，高效的选择性催化还原技术是其中一项核心要求，在系统中集成尿素传感器后，驾驶员对于车辆尾气后处理功能会更加放心。

这种创新性尿素传感器由多个压电元件、一个负温度系数(NTC)电阻式测温仪以及专用集成电路组成，以上各元件之前已被大陆集团成功应用于油位检测。大陆尿素传感器既可焊接到尿素箱中，也可焊接在泵设备中，利用超声波信号对尿素浓度以及尿素箱填充液面进行检测。

HAU继续介绍说：“汽车行业必须做到精准，因此对传感器的需求非常旺盛。选择性催化还原就是一个绝佳范例：要使选择性催化还原系统最高效运转，就必须根据尾气流量及其组分对AdBlue车用尿素注入量进行精准控制。”这是多种因素共同作用的结果。尿素溶液注入量必须根据瞬时发动机负荷进行计算。要得出正确的注入量，就必须了解AdBlue车用尿素溶液中精确的尿素浓度(质量分数)。此外，尿素溶液温度不能过低，必要时为确保系统稳定运行就必须启动加热系统，此时就要对尿素箱温度进行检测。最后一点也非常重要，那就是油箱中必须保持足够数量的尿素。利用超声波传感原理我们就能从油箱外部检测液体情况，这不仅是防冻关键，同时也能避免传感器组件或电子设备受蚀。

创新性大陆尿素传感器能够向我们提供以上各种数据，作为尿素检测过程中的输入值。传感器与执行器业务单元流体传感器研发负责人Wighard JGER博士对此进行了说明：“提高选择性催化还原控制的质量有助于在尿素检测过程中避免出现过度或不足等偏离情况。对传感器信号进行处理后，我们就能精确地控制尿素注入量，基本可杜绝氮化物或氨从选择性催化还原催化剂中排出。”

对于需要记录各种检测结果的应用而言，尿素传感器检测元件中包含两片压电瓷片，压电瓷片既可发出超声波信号，也能探测到超声波信号。通过对超声波抵达流体表面所用纵向传输时间以及超声波在溶液中水平传播速度的测量，就能计算出溶液的液面和溶液质量高低。这种传感器应用了超声波在尿素浓度较大的溶液中传播速度更快的原理。为确保车辆处于较大倾斜位置时液面检测结果精确，还加装了另一套液面检测系统来确保信号的可靠性。

(来源：大陆集团)

Response Measure of OEM to Management Requirements on Hazardous Substances and Recycling Rate

QIAO Wei1,2， YANG Wenqian1,2，JIN Yutao1,2

(1.Technical Center, Great Wall Automobile Co., Ltd., Baoding Hebei 071000, China;2.Automotive Material Engineering Research Institute, Baoding Hebei 071000, China)

With the daily increase of car production and ownership in domestic market, automotive materials containing hazardous substances such as lead, mercury, cadmium, hexavalent chromium, polybrominated biphenyls and polybrominated diphenyl ethers, cause environmental pollution and threat human health serious. In order to effectively respond domesticCarsofHazardousSubstancesandRecyclingRateManagementRequirements,it was important to establish standard system and informative application,to apply green environmental protection design and green supply chain to control vehicle parts materials harmful substances and to improve vehicle recovery rate.

Hazardous substances; Management requirements; Response measure; Green recyclable design

2015-10-20

乔伟(1989—)，男，本科，工程师，研究方向为全球有毒有害物质法规搜集、整车有毒有害物质控制、有毒有害物质应用、替代技术的研究等领域。E-mail：weiqiaoxx@126.cn。

TB39

A

1674-1986(2016)02-033-05