注册并扫描二维码
免费送会刊
行业分析

新能源汽车如何破局?碳纤维轻量化或成突围方向
来源:搜狐  2017-04-19 13:55:29
本文阅读次数:1004

原文:http://chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=12&news_id=4679
  近年来,各大车企争相布局新能源汽车,行业竞争越来越激烈。根据国家规划,到2020年,新能源汽车产销要达200万辆、累计产销量超过500万辆;到2025年,中国新能源汽车年销量要达到汽车市场需求总量的20%,市场前景广阔。
 
  新能源利用效率有待提高
 
  在传统汽车工业领域,中国距离世界领先水平很远且超越难度巨大。但是在新能源汽车领域,我国与世界其他国家在同一起跑线上,且政府在政策方面给予了强有力的支持。
 
  但新能源汽车之所以现阶段普及率并不太高,也源于新能源汽车发展中存在诸多问题:包括整车设计技术亟待提升、动力电池等关键零部件性能存在差距、能源补给不便、汽车先进节能技术尚未完全掌握、推广起来不方便等,这些因素都不同程度地制约着我国新能源汽车产业的发展。
 
  但是除此之外,一个更明显的问题在于,当前的新能源并不能很好地得到应用,提高对能源的使用效率是最应该关注的问题。比如近年来,以纯电动汽车为代表的新能源汽车研发和产业化势头迅猛,每年高速增长的电池量都以前所未有的规模涌入我们的周围环境。这些电动汽车,成了消耗大量可再生能源的关键所在,如果不能大幅提高现有新能源的使用效率,最终仍会导致能源紧张,同时还会产生更高的污染、更多的排放等一系列负面效应。
 

 
碳纤维复合材料的车体一体化构造
  车重是关键:碳纤维成汽车轻量化必由之路
 
  有相关研究数据表明,在市区的运行工况下,平均车重1600kg的电动车如果减重20%,能量消耗可以减少15%,油耗与排放量均可大大降低。因此,要减少能量消耗,降低车重就成为关键。在当前电池等相关技术短期内难有重大突破的情况下,新能源汽车迫切需要采用轻量化技术来降低重量,以减轻电池增重的压力。因此,对于新能源汽车整车厂商而言,车重与能源是新能源汽车的关键问题,尤其汽车轻量化问题始终是困扰该产业发展的瓶颈。
 
  2015年《德国轻量化现状盘点》研究报告中指出:“轻量化对汽车制造业等许多行业意义深远,它决定了德国工业在未来的全球市场中是否能以创新、高能效和资源节约型的产品取得统治地位。”汽车工业大国德国如此重视汽车轻量化发展,可见轻量化将是新能源汽车未来发展方向,也是降低排放、节约能源的最佳途径。
 
  实现轻量化归根到底需要车身的材料轻量化。而碳纤维增强复合材料是迄今为止综合性能最好,并能在工程上应用的轻量化材料,因为碳纤维复合材料替代钢材可减重60%以上,是最理想的轻量化材料。碳纤维复合材料之前主要应用在航空航天领域,比如,波音787表面的90%都是碳纤维复合材料,碳纤维复合材料占结构重量的50%,但由于产品造价高,生产周期长,在汽车行业推广与规模化生产上仍有难度。
 
  但现在这种状况得到了明显改变,宝马在2014年率先推出了i3、i8全碳纤维电动车,在2015年推出了碳纤维和金属混合结构车身的新BMW 7系,随着宝马的i3、i8和新7系的出现,全球汽车碳纤维轻量化的大潮即将掀起,碳纤维或将成为汽车轻量化的最佳选择和必由之路。
 
  在此背景下,国内涌现出以康得集团、康得新集团为代表的企业,整合全球优势资源,打造了全球唯一的碳纤维轻量化生态平台,包括:中安信科技有限公司,KDX雷丁汽车轻量化设计中心,位于慕尼黑的KDX欧洲复合材料研发中心,以及大批量自动化生产技术支持的德国GFG和SGL公司,康得复材工业4.0版智能化工厂;与此同时,生态平台还实现了从设计、研发、碳纤维及部件柔性制造全过程的信息化,形成了碳纤维车体工业4.0智能制造平台, 具备了碳纤维及部件生产规模化;客户需求个性定制化;产品设计、研发、制造、检测及物流等全生命周期智能化;供应链、客户协同网络化的能力。
 

 
  平台的核心——康得复材提供了从设计、研发、样件试制、检测、小批量生产到大规模供货的全方位的碳纤维轻量化整体解决方案。目前已与包括与北汽、蔚来汽车、上汽等30多家整车厂商建立业务联系,共同推进碳纤维复合材料在汽车轻量化领域的应用,助力我国新能源电动汽车产业实现弯道超越。
 

 
蔚来汽车创始人、董事长李斌先生、北汽集团新技术研究院常务副院长荣辉先生与康得复材共启碳纤维轻量化整体解决方案
 

 
宝马(中国)高级副总裁MartinSautter博士一行与康得复材、中安信团队合影
  高效节能,碳纤维或打破新能源汽车困局
 
  据悉,碳纤维复合材料除具有轻量化优势之外,还具有可设计性强、抗疲劳、耐腐蚀、减震性能好等优点,车身的轻量化可以使整车重心下移,让车辆的运行更加安全、稳定。因此,随着碳纤维原材料价格不断下降和新工艺的进步、生产周期的压缩等规模效应发展起来之后,碳纤维可能会广泛地应用于汽车行业,带动新能源汽车提高能源利用效率,节能减排,从而更好地提高我国汽车新能源的使用效率。
 
  据悉,中国政府已经制定了到2020年的汽车油耗标准,从2015年的每百公里6.9L,降到每百公里5L,到2025年汽车总重量平均下降25%,新能源电动车到2025年将减重50%。而要做到这些,碳纤维复合材料的大量应用将是目前最好的选择。业内人士介绍,过去由于电池技术等方面限制导致新能源汽车行驶里程受限,但新能源通过应用碳纤维新材料在2020年实现车身减重30%的目标之后,普及的速度会加快。
 
  但在碳纤维复合材料的设计领域,国内从事过碳纤维汽车量产部件设计的企业与人才并不多。而汽车碳纤维零部件生产需要企业具备研发、设计、大规模生产的技术实力、生产工艺与效率。值得庆幸的是,国内带头致力于汽车碳纤维轻量化的康得复材在这方面已经成为行业翘楚。
 
  康得复材在短短一年时间内,在国内率先建成了全球规模最大、技术最先进的工业4.0版智能化生产线,年产150万件碳纤维复合材料零部件,所采用的新一代HP-RTM、surface-RTM工艺成熟、可靠,成型周期可缩短至2-3分钟,一举解决了碳纤维复合材料规模化生产以及时间周期难题,对解决我国新能源汽车轻量化的难题意义重大。
 

 
康得复材工业4.0智能制造工厂
 
  中国工程院项目组曾经提出高性能纤维与汽车轻量化产业发展战略,指出要从2016年到2020年,通过科技攻关,建立高性能纤维与汽车轻量化设计制造技术体系和产业链体系。但在当前看来,康得集团通过对国外优质资源的整合,有望快速提升车用碳纤维的技术水平,并带动新能源汽车新材料的应用,有望打破当前新能源汽车发展的僵局,也将加快推动新能源汽车碳纤维轻量化的普及速度,迎来新能源汽车的春天。
文章来源:http://chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=12&news_id=4679