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【聚焦】碳纤维轻量化或打破新能源汽车困局

导读: 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。

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。

新能源汽车如何破局?碳纤维轻量化或成突围方向

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。

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