“在未來10-15年之間,汽車的各類材料和用量將會(huì)平分秋色,普通鋼、高強(qiáng)鋼、聚合物、鋁合金、鎂合金都會(huì)達(dá)到20%的應(yīng)用,這是汽車材料工業(yè)的大革命。” 北汽股份研究院副院長(zhǎng)、總工程師曹渡在一次輕量化高峰論壇上這么指出。
據(jù)了解,這份數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)來源于一份德國政府委托德國工程師協(xié)會(huì)做的汽車輕量化盤點(diǎn)報(bào)告,其中顯示,鋁合金應(yīng)用以及復(fù)合材料的應(yīng)用在2025年將大幅增加,到2035年各類材料將平分秋色。
而我國也對(duì)汽車的輕量化材料已經(jīng)給出了詳細(xì)的發(fā)展要求與規(guī)劃(如下):
再以新能源汽車的動(dòng)力電池托盤為例,以前多采用鋼材制造動(dòng)力電池托盤,如今多以鋁合金型材為主。鋁合金型材的密度為2.7g/cm,無論在緊縮還是焊接等方面,鋁合金材質(zhì)優(yōu)勢(shì)明顯。而鎂合金的密度為1.8g/cm,碳纖維是1.5G/cm,用這些材料制造電池托盤可實(shí)現(xiàn)大幅減重。
“鎂或鎂合金在不可視的部分結(jié)構(gòu)件,如轉(zhuǎn)向支撐、座椅骨架等方面也會(huì)有所應(yīng)用;在變速器外殼、車身結(jié)構(gòu)等方面逐步將在高端車上使用。新能源車身也將加大碳纖維材料的應(yīng)用,會(huì)首先應(yīng)用于車身、覆蓋加強(qiáng)件及剛性結(jié)構(gòu)件(如堞形梁)等方面?!辈芏杀硎?。
此外,在鋼材的應(yīng)用上,有專業(yè)人士預(yù)測(cè),到2025年,鋼材在汽車中的應(yīng)用比例會(huì)達(dá)到在50%以上,但同樣行業(yè)人士預(yù)測(cè),將來汽車用材增量上非金屬將會(huì)占到很大部分。
一汽高工田洪福在一次輕量化論壇上曾表示,“除了有色金屬要替代一些鋼鐵,剩下一部分就是重點(diǎn)非金屬?!钡瑫r(shí)也指出,現(xiàn)在有很多好的輕量化技術(shù)應(yīng)用并不快,也沒有普及,最大原因還是由于成本,再好的技術(shù)如果成本太高,也會(huì)影響整個(gè)產(chǎn)品。
目前新能源汽車動(dòng)力電池外殼用材種類眾多,既有鋼、鐵、鋁合金等金屬材料也有塑料、碳纖維等非金屬材料。田洪福指出,這一塊現(xiàn)在并沒有完全成熟,但未來這部分以及充電樁、插座等都是新能源汽車重要的零部件,而且用量會(huì)非常大,非金屬材料在這個(gè)領(lǐng)域具有非常好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
除了電池外,非金屬材料在電機(jī)上也有廣泛的應(yīng)用,比如聚苯硫醚具有強(qiáng)度高、耐高溫、高阻燃、耐腐蝕的性能,可以代替部分金屬來制造新能源車關(guān)鍵的零部件。