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碳纖維電動車輕量化的發展方向

來源:江蘇優培德復合材料有限公司 發布時間:2017-06-28 09:27:37 瀏覽人次:2550

中德汽車輕量化聯合研發中心總協調人、同濟大學教授莫凡日前在不倫瑞克對記者表示,在沒有成熟的基礎設施,沒有足夠快的充電方式等條件下,目前電動汽車發展的瓶頸是續航能力問題,而輕量化能顯著提高電動車的續航能力,汽車企業已對此廣泛重視。
近日在德國東部召開的2015不倫瑞克全德華人汽車論壇上,莫凡向記者介紹了電動車輕量化的一些特點和趨勢。他指出,輕量化是一種共性技術,能廣泛應用于航空航天、軌道交通、汽車、機器人等領域?!熬推囶I域而言,純電動車實現500公里以上的續航能力,勢必要走輕量化路線。保時捷在今年法蘭克福車展上發布的純電動概念車MissionE就是一例”。
莫凡認為,中國車企在輕量化方面可重點關注鎂合金?!版V合金比鋁合金輕三分之一,中國鎂資源儲量豐富,未來發展潛力巨大”。
他還透露,中德兩國相關機構計劃在德累斯頓籌建汽車輕量化聯合研發中心,將具備從科研到產業化的整體能力,有望成為中德科技合作的新亮點。
莫凡向記者介紹,當前汽車輕量化的技術方式主要有3種:一是結構部件以金屬為主,利用碳纖維及復合材料加強,可減重10%至20%,這種技術已被很多車企采用,也是傳統燃油車輕量化的主要方法。
二是車體上部采用碳纖維等復合材料,底盤為鋁合金結構,這種技術可使復合材料在全車用料中的所占比例接近50%,減重效果達30%。寶馬首款電動車已采用這一技術。
三是采用金屬復合材料等多種材料組合,復合材料用料比例更高,減重效果可達50%,代表車型是德累斯頓工業大學輕量化及材料技術研究所、德國薩克森州輕量化中心和蒂森-克虜伯公司聯合開發的超輕結構四座電動轎車InEco。
莫凡告訴記者,汽車輕量化不僅是車身的輕量化,還包含傳動設備、電池等。例如增加單位體積的電池容量以實現輕量化,目前對這一技術已能工程化。InEco電動車的復合材料用料比例達到57%,傳動和電池系統也實現了輕量化,該車的全壽命期可節能28%,同時帶來的是生產線的深度創新。
莫凡說,輕量化與新材料密不可分,電動車輕量化未來主要涉及5大材料:碳纖維加強的熱塑性材料、高強度鋼、碳纖維加強的熱固性材料、鋁合金、鎂合金。對這些材料的使用,應從成本、與金屬的連接、修復及回收等方面進行綜合考量。其中,高強度鋼目前的性價比最高。
“從貼近市場的角度出發,高強度鋼是十分理想的,輕量化不宜一味追求材料‘高大上’,成本過高帶來的結果是難以推廣應用?!蹦舱f。










在減重方面,高強度鋼相比鋼材可以減重5-25%,鋁合金相比鋼材可以減重40%,多向碳纖維相比鋁合金可以減重20%,如果是單向碳纖維相比鋁合金可以減重60%!

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