揭秘碳纤维:助力汽车轻量化 高成本成最大窒碍

 公司动态     |      2018-12-22 17:43

  2018年6月30日,前途汽车首款车型——前途K50在前途汽车苏州生产基地正式量产下线。值得关注的是,该车车身材质通盘采用碳纤维原料,整车行使29个碳纤维复相符原料外覆件,总重量比传统钢板原料重量降矮40%以上。

  12月15日,蔚来汽车在上海东方体育中心迎来了其今年的主要盛会,会上发布的第二款量产车型ES6引发通俗关注。值得一挑的是,ES6在铝制车身的基础上又增补了一块2平米旁边的碳纤维板,使其成为同级中唯一行使铝相符金 碳纤维添强复相符原料车身组织的车型。

  在减重的同时,汽车必要考虑部件的受力情况和抗冲击性以保证坦然性。

  车辆后端众数的关键负载由碳纤维后地板承受,蔚来ES6的碳纤维后地板总成、碳纤维座椅板总成、碳纤维后地板横梁总成三大部件由康得新欧洲汽车轻量化设计中心和蔚来说相符设计,由康得复相符原料有限义务公司(以下简称“康得复材”)批量供货。

  德国宝马公司是碳纤维添强复相符原料在大周围汽车生产周围行使的先驱。2011年,宝马在法兰克福车展首次发布i3电动概念车和i8混动概念跑车。2014年,i3成功商业化,碳纤维产品在通用汽车周围的商业化通俗行使向前迈了一步。

  碳纤维添强复相符原料在汽车周围的行使率先从赛车最先,近年来在民用汽车中也敏捷得到了通俗的行使。行为一类主要的汽车轻质原料,其行使周围正在由内饰向外装件、车身及组织扩展。

  行使挑速

义务编辑:霍琦

(图片来源:全景视觉)(图片来源:全景视觉)

  “减重是异日汽车的主要发展倾向。”原中国复相符原料集团有限公司董事长、行家张定金在批准经济不都雅察报记者采访时外示,碳纤维在模量和密度方面的上风清晰,代替钢材可减重40%以上。

  经济不都雅察网 记者 于惠如 “这个配相符照样表现在了ES6上。”12月20日下昼6点,康得复相符原料有限义务公司副总裁何鹏在带领两拨客户参不都雅完碳纤维复相符原料产业基地后,在电话里跟经济不都雅察网记者说。

  待解难题

  “现在已有为数不少的国内汽企和碳纤维复相符原料企业正添速在车用碳纤维原料周围的组织。”沈真介绍说。

  “企业评估成本是从综相符方面评估,尽管碳纤维原料成本高于钢材、铝相符金等原料,但行使能量消耗和维护成本消极,所以全寿命成本降矮。”据何鹏泄露,单从原料成正本望,ES6的原料成本限制在300元/公斤以内,而一致情况下行使铝相符金原料的成本也许为60元-100元。

  在张定金望来,国内汽车采用碳纤维复相符原料的挑衅,最先要解决的是理念题目。“复相符原料不该行为金属原料的浅易替代原料,重点要竖立碳纤维复相符原料在汽车上行使的编制解决方案,形成降矮全寿命成本的行使理念。”

  蔚来官方原料表现,ES6理论上年产量为10万-15万辆。对此,何鹏注释称:“汽车要批量化生产,部件生产效果是专门主要的核定标准,现在由康得复材挑供的碳纤维部件的生产效果为1分20几秒一个部件,这与生产金属汽车组织件的效果相通。”

  张定金介绍说,现在,全球主要碳纤维生产商和主要汽车生产商已纷纷结成联盟,追求共同发展。“比如奥迪汽车于德国福伊特公司,奔驰、丰田与日本东丽公司,通用汽车与日本帝人东邦等。”

  康得复材是康得集团、康得新集团携手打造的“碳纤维轻量化产业平台”的核心企业,为客户挑供从碳纤维复相符原料部件从设计、研发、样件试制、检测、幼批量生产到大周围供货和服务的碳纤维轻量化集体解决方案。

  沈真外示,汽车碳纤维轻量化是异日汽车轻量化发展的大趋势,但现在车用矮成本碳纤维及其中心体原料产业链的匮乏,碳纤维汽车修缮的题目等都是待解难题。“高成本题目是最大的窒碍。”

  “在碰撞过程中,碳纤维复相符原料接收能量的能力是钢的4-5倍,能够做到在减重的同时汽车的碰撞坦然性能得到升迁。”永远从事碳纤维钻研的中国复相符原料学会荣誉理事沈真在回答经济不都雅察报记者挑问时说。

  “其次,碳纤维制造商、碳纤维复相符原料供答商与汽车制造商之间答竖立三位一体的战略配相符有关,共同开发碳纤维汽车部件,竖立和完善碳纤维添强复相符原料汽车零件的设计数据、试验手段,发展矮成本碳纤维原料等。”

  具有“暗色黄金”之称的碳纤维添强复相符原料因具有质轻、设计解放度高、集成性强等特点,正在成为轻量化原料的新宠。

  东方证券一位分析师称,汽车减重10%,其燃油效果可挑高6%-8%,汽车减重100千克,百公里油耗可消极0.3升-0.6升。行为汽车节能减排的主要途径之一,轻量化被纳入节能汽车标准体系。

  永远钻研碳纤维复相符原料的聊城大学原料学院教师赵伟说:“在工业周围异国形成同一的体系,异国成熟的制造工艺及设备,就直接导致成本降不下来,理论上的量产实际上只是一个概念。”

  众位批准经济不都雅察报记者采访的业妻子士外示,与国外巨头相比,国内车企在碳纤维周围的行使尚处在初期发展、幼周围行使的阶段。

  “固然现在吾国几乎一切的汽车企业都制定了碳纤维添强复相符原料发展计划,并与碳纤维企业竖立联盟,但仍存在一些发展瓶颈,如:匮乏复相符原料整车及零部件设计准则、评价标准与数据库,匮乏复相符原料零部件自动化量产技术与装备等等。”东华大学教授、国家973项现在首席科学家余木火此前在批准经济不都雅察报记者采访时说。

  来自康得复材的新闻表现,康得集团与康得新集团说相符打造的碳纤维轻量化产业平台已经与近60家主机厂伸开交流与配相符。已完善了众个车型的车身遮盖件、车身组织件的汽车碳纤维复相符原料轻量化项现在。配相符车企包括:北汽集团、蔚来、上汽集团、长安汽车、吉利汽车、长城汽车、威马汽车等。

  减重30%以上

  采访中,经济不都雅察网记者晓畅到,不止一位业行家家持相通的不都雅点。

  “原形上,在蔚来打算推出ES8的时候康得复材就有配相符的思想。但后来通过一系列的评估、论证,吾们发觉当往往机还不是很成熟,所以这个配相符就表现在了ES6上。2016年7、8月份的时候,吾们便最先脱手一首进走ES6的设计研发做事。”何鹏说。

  公开原料表现,碳纤维是一栽含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新式纤维原料。其强度高于超高强度钢2倍以上,比铝轻30%、比钢轻50%,强度是钢的7-9倍,被称为“轻量化原料之王”。

  据介绍,ES6车型中碳纤维后地板的行使让车身集体的扭转刚度更高,被动坦然性能挑高,集体耐久性也得到很大升迁。此外,碳纤维后地板嵌入到全铝车身中,比铝相符金减重30%以上,与相通体积的高强度钢相比,重量仅是它的1/5。