隨著政府大力推行節(jié)能減排、綠色環(huán)保的理念,并有各種政策扶持低碳環(huán)保新能源的推行。近年來,我國新能源汽車呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,特別是2018年"國家新能源政策"明確指出:新能源汽車執(zhí)行免限行、免限購、發(fā)放新能源汽車專用號(hào)牌等支持措施,全國各城市還可以免更換新能源的綠色拍照牌照。
從目前來看,新能源汽車的發(fā)展難題是充電效率及續(xù)航里程,其中續(xù)航里程又與汽車的重量緊密相關(guān),所以目前汽車輕量化是頭等難關(guān)大事。新能源汽車要想實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減排,就必須要先解決汽車的重量問題,例如當(dāng)行駛里程不變,車重減重40%則可減少電耗40%左右,同時(shí)還可降低電池管理系統(tǒng)成本和使用較小的電機(jī)。然而,要想解決車重問題,就要實(shí)現(xiàn)輕量化,從目前全球的發(fā)展情況看來,只有碳纖維材料才能真正解決汽車輕量化問題。
記者近日采訪了前途汽車(蘇州)有限公司研究院副院長、蘇州華特時(shí)代碳纖維有限公司總經(jīng)理熊飛先生,從碳纖維技術(shù)發(fā)展、材料、結(jié)構(gòu)和性能等方面,共同探討了碳纖維復(fù)合材料在汽車輕量化應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù),展望了未來汽車用碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展趨勢(shì)。
汽車經(jīng)量化是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,從材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝這三個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮。汽車輕量化可以從輕量化材料、輕量化結(jié)構(gòu)和輕量化制造技術(shù)來實(shí)現(xiàn),在眾多的輕量化材料中,鋁、鎂、陶瓷、塑料、玻璃纖維以及碳纖維復(fù)合材料都各具特色,其中碳纖維材料更具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能,目前全球領(lǐng)先的碳纖維技術(shù)主要應(yīng)用于汽車的輪胎、摩擦材料、增強(qiáng)材料、成型制品和飾品等。
近年來,隨著新能源汽車快速發(fā)展、嚴(yán)苛的排放法規(guī)以及中國制造對(duì)汽車輕量化的要求,我國近年來輕量化技術(shù)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。熊飛博士談到:"汽車輕量化已經(jīng)從分散化、高端化和單一化走向了集成化、普及化和多元化。但從整體上看,國內(nèi)的輕量化水平和國外還有一定的差距,主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)、工藝和材料領(lǐng)域,供應(yīng)商、主機(jī)廠的上下游產(chǎn)業(yè)鏈的閉環(huán)上。
碳纖維作為一種高強(qiáng)度、低密度材料,有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),使得碳纖維復(fù)合材料能夠在汽車輕量化中充分體現(xiàn)"合適的材料用在合適的地方"這一重要特性。在從多輕量化材料中,碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料有著絕佳的物理特性:比鋁輕30%、比鋼輕50%,強(qiáng)度卻是鋼的7至9倍,剛度高于鋼材2至3倍,耐疲勞性高于鋼材2倍,重量比鋼材輕3至4倍,熱膨脹系數(shù)小4至5倍,碳纖維的應(yīng)用可使汽車減重30%~60%,被譽(yù)為"輕量化之王",是新能源汽車"瘦身革命"的領(lǐng)導(dǎo)者,在汽車輕量化方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。