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行業(yè)資訊

碳纖維在汽車輕量化中的成天職析
發(fā)布時(shí)間: 2023年04月12日




        使用碳纖維材料可以有用降低汽車自身重量,這一點(diǎn),在汽車行業(yè)已是不爭的事實(shí)。使用碳纖維材料在減重的同時(shí),能大幅度削減油耗和降低污染,這也是相干的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以證實(shí)的。但是在汽車中使用多少碳纖維材料、在哪些部位使用性價(jià)比比較高?在汽車制造的團(tuán)體成本中會造成多少影響,這必要一個(gè)更為客觀和詳細(xì)的考量。

  使用碳纖維僅僅是使車子更輕而已?

  碳纖維一樣平常會與環(huán)氧樹脂結(jié)合成復(fù)合材料使用,這種復(fù)合材料繼續(xù)了碳纖維自己較強(qiáng)的比強(qiáng)度、比模量、耐委靡強(qiáng)度以及吸能抗震性等一系列好處,同時(shí)繼續(xù)了環(huán)氧樹脂配方設(shè)計(jì)天真多樣、應(yīng)用針對性強(qiáng)等特點(diǎn)。與鋁合金結(jié)構(gòu)件相比,碳纖維復(fù)合材料減重結(jié)果可達(dá)到20%-40%,與鋼類金屬件相比,碳纖維復(fù)合材料的減重結(jié)果甚至可達(dá)到60%-80%。但是碳纖維復(fù)合材料的使用,不僅減輕了整車的重量,更為汽車制造的工藝帶來了深條理的影響和改變。 


汽車輕量化
 
  沖壓、焊接、涂裝、總裝作為汽車的四大工藝,隨著碳纖維復(fù)合材料的加入以及比例上的增多,將發(fā)生肯定的轉(zhuǎn)變。例如,沖壓會被復(fù)合材料成型中的模壓和鍛造工藝所替換;將來整車也不再必要那么多的焊接,除了熱塑性復(fù)合材料會用超聲波做一些焊接外,焊接基本上會被膠接、鉚接如許的工藝所替換;因?yàn)閺?fù)合材料沒有耐腐蝕性的要求,基本上有些車型已經(jīng)不必要涂裝,而且涂裝哪怕是外附件涂裝溫度也不會很低,像某些注塑件,其涂裝溫度只有 85 度;復(fù)合材料成型、整車模塊化以后,其總裝生產(chǎn)線長度要求會大幅度削減,由于整車只有幾十個(gè)模塊,車的組裝節(jié)奏將會變得特別很是快。這對于總裝線的投入成本會大幅度降落。所以有業(yè)內(nèi)人士稱,碳纖維復(fù)合新材料的大規(guī)模應(yīng)用會降低整個(gè)汽車制造商的準(zhǔn)入門檻。由于,工藝上的這些改變不僅重置了汽車制造中各元素的配備,更從根本上解構(gòu)了傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)成本的計(jì)算模式。

  近日,國內(nèi)某電動客車廠家的產(chǎn)品消息發(fā)布會上發(fā)布了一款碳纖維材料純電動客車,現(xiàn)場12米長的實(shí)車并非整車悉數(shù)使用了碳纖維材料,而是車輛的頂棚、左右側(cè)圍和底板所構(gòu)成的車架采用了碳纖維復(fù)合材料。據(jù)發(fā)布會上的資料介紹,這款電動客車所使用碳纖維材料的部件重量約為1.8噸,相比于使用鋼材料的車身可以減重約23%,使整車質(zhì)量控制在8.5噸以內(nèi),車輛的續(xù)駛里程可以達(dá)到500km以上。從生產(chǎn)成本上看,這款使用了碳纖維復(fù)合材料的客車比傳統(tǒng)鋼材料的同級別客車補(bǔ)貼前成本高出20萬左右,這占了整車生產(chǎn)成本中一個(gè)很大的比例,但是該客車生產(chǎn)廠家卻對市場持有樂觀態(tài)度,其負(fù)責(zé)人坦言“并不憂慮這款車的銷量。”在他看來,盡管因?yàn)槭褂昧颂祭w維材料使得整車成本增長,但整車質(zhì)量的提拔與續(xù)駛里程的增加可以延伸車輛的使用壽命,可以比同級別車型略有所長。另外,動力電池重量的減輕與成本的降低,也將填補(bǔ)碳纖維材料使用帶來的高成本不足。

 
  對于新能源車型來說,動力電池是其核心組成部分,作為動力電池的承載件,動力電池箱體一樣平常安裝在車體下部,重要用于珍愛動力電池在受到外界碰撞、擠壓時(shí)不被損壞。山東英特力新材料有限公司為國內(nèi)多家新能源汽車提供碳纖維動力電池箱體及其他碳纖維汽車結(jié)構(gòu)件,其市場部負(fù)責(zé)人曾在碳纖維應(yīng)用成本方面做過相干計(jì)算,以一款碳纖維動力電池箱體為例,用碳纖維復(fù)合材料制作的箱體重量僅為2.7kg,與傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)材料制作的電池箱體相比大約能減重80%,在強(qiáng)度和荷載力上同樣能達(dá)到相干的技術(shù)要求,更緊張的是,由于車體下方的運(yùn)行環(huán)境惡劣,該款碳纖維電池箱體顯現(xiàn)出的抗腐蝕、防水、阻燃、使用壽命長等性能可以很好地應(yīng)對息爭決這些題目。從成本上看,使用碳纖維復(fù)合材料動力電池箱比鋼結(jié)構(gòu)電池箱要多支出一千多元,但是10千克的減重在長達(dá)數(shù)年的車輛運(yùn)行過程中將產(chǎn)生不可小覷的效應(yīng)。首先,根據(jù)已有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算,車身每減重100千克將降低能耗20%,那么僅僅一個(gè)碳纖維動力電池箱就可以削減2%的能耗,數(shù)字雖然不大,但是運(yùn)行時(shí)間越長,在運(yùn)行上節(jié)約的成本越多。其次,碳纖維電池箱體壯大的耐腐蝕性能和超長的使用壽命,直接降低了箱體維修和替換所帶來的成本。因此,從團(tuán)體上衡量,由使用碳纖維復(fù)合材料而帶來的一部分成本升高,就顯得眇乎小哉了。

  那么是不是碳纖維復(fù)合材料用的越多越好呢?碳纖維復(fù)合材料的成型工藝決定了它最終的使用成本,因而盡量選用碳纖維復(fù)合材料成型較為容易的部件進(jìn)行輕量化替代,性價(jià)比最高,而并非是盲目求量。另外,使用碳纖維復(fù)合材料對汽車制造成本的詳細(xì)影響是與輕量化之前的成本成正比的,原成本越高,輕量化的價(jià)值越高。
 

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