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迫于环境及政策压力 轻量化成企业生存必要之路

2016-06-26 00:05
kumsing
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  6月24日,某媒体在北京举办电动汽车轻量化沙龙,现场中航复合材料有限责任公司副总经理李宏运表示轻量化从来都不是为开车人轻量化的,而是为地球轻量化,为环境而轻量化。他从两个方面解释道,第一,全球环境压力造成不得不去轻量化。第二,轻量化是车企生存的必要之路,2020年所有车企的平均油耗5.0升,如果车企不去发展新能源或低排放的车,它将来生存就很困难。

  关于轻量化的实现,李宏运表示,从钢到铝,通过设计去满足结构强度、刚度、耐久性前提下,如何去降低结构重量,有很多的设计和分析方法。对于车钢质车身,他认为已经没有什么余地可挖了,材料的性能已经用到非常极限了,而且布局上也非常合理。关于轻量化的实现,从传统上讲,设计第一位的。结构的重量和成本都取决于这个设计。其次在选择材料的时候必须和设计紧密结合起来,如果离开了设计,单独用轻质材料去用,是用不出效果的。因为材料本身有不同的特点,尤其是比强度、比刚度、耐久性方面。当然设计还对制造工艺有影响,制造工艺来讲,也会从加工精度、制造精度这方面去控制这个重量,但是贡献率肯定没有前两个贡献率高。

  碳纤维复合材料的应用逐步由航空领域过渡到汽车领域

  而在碳纤维的材料特性方面,主要是使用高性能的碳纤维来作为增强体,和树脂体系,包括热固性和热缩性的树脂体系,形成一种复合材料。单项材料的性能,标准磨量的碳纤维可以到3500个兆帕,磨量可以到240个兆帕。那么现在最高级别的碳纤维可以到6600个兆帕,磨量由原来的230、240兆帕,可以到500兆帕左右,这个材料在迅速的发展和进步之中。

  通过在航空领域这几十年的应用,在近十年内开始逐步向汽车方面推广和应用。比如碳纤维在追求高速竞赛的F1赛车上成功应用,慢慢给其他通用汽车行业应用奠定了一些基础和信心。从现在来看,主要用的部位也是从表面的覆盖件(像四门两盖)。而后在有了新能源车应用于主结构。最典型的就是宝马i3,整个的乘员仓全部以碳纤维复合材料来制造,对于复材领域来讲已经是一个非常大的量了。

  宝马应用以后,国内也想引进生产线。但在总体上来看,用这些材料和设计的施工背景考虑,是不是最佳方案?应该说还有很多的可以探讨的地方。现在国际上也都有很多的设计,虽然宝马采用这种设计方式去做有一定的道理,但不是最优的。现在包括英国、法国、德国有很多的研究机构也在开发新的材料设计结构,结构的设计方法和更低成本的制造方法也在用。可能下一步的应用会在车身上,这个量一定会逐步扩大。从原来的覆盖件,向整个主要构建,整个车身上转移。如果再往下发展可能会在一些动部件,像传动轴、轮毂,改装车上用的很多,但是现在批生产,也面临生产装备和成本这块的挑战。

  其中,中航复材一直做这方面的设计和开发,刚才提到的覆盖件,车身成立结构,还有传动轴,轮毂这块也都在跟我们不同的主机厂进行设计和开发,也试图在这方面逐渐地走向产业化。

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