应用 | 碳纤维--新能源汽车轻量化关键的材料

随着政府大力推行节能减排、绿色环保的理念，并有各种政策扶持低碳环保新能源的推行。近年来，我国新能源汽车呈现爆发式增长，特别是2018年"国家新能源政策"明确指出:新能源汽车执行免限行、免限购、发放新能源汽车专用号牌等支持措施，全国各城市还可以免更换新能源的绿色拍照牌照。 从目前来看，新能源汽车的发展难题是充电效率及续航里程，其中续航里程又与汽车的重量紧密相关，所以目前汽车轻量化是头等难关大事。新能源汽车要想实现节能、减排，就必须要先解决汽车的重量问题，例如当行驶里程不变，车重减重40%则可减少电耗40%左右，同时还可降低电池管理系统成本和使用较小的电机。然而，要想解决车重问题，就要实现轻量化，从目前全球的发展情况看来，只有碳纤维材料才能真正解决汽车轻量化问题。 AI《汽车制造业》记者近日采访了前途汽车(苏州)有限公司研究院副院长、苏州华特时代碳纤维有限公司总经理熊飞先生，从碳纤维技术发展、材料、结构和性能等方面，共同探讨了碳纤维复合材料在汽车轻量化应用中的关键技术，展望了未来汽车用碳纤维复合材料的发展趋势。 汽车经量化是一项系统工程，从材料、结构设计和工艺这三个方面进行综合考虑。汽车轻量化可以从轻量化材料、轻量化结构和轻量化制造技术来实现，在众多的轻量化材料中，铝、镁、陶瓷、塑料、玻璃纤维以及碳纤维复合材料都各具特色，其中碳纤维材料更具有优异的综合力学性能，目前全球领先的碳纤维技术主要应用于汽车的轮胎、摩擦材料、增强材料、成型制品和饰品等。 近年来，随着新能源汽车快速发展、严苛的排放法规以及中国制造对汽车轻量化的要求，我国近年来轻量化技术得到突飞猛进的发展。熊飞博士谈到:"汽车轻量化已经从分散化、高端化和单一化走向了集成化、普及化和多元化。但从整体上看，国内的轻量化水平和国外还有一定的差距，主要体现在设计、工艺和材料领域，供应商、主机厂的上下游产业链的闭环上。 碳纤维作为一种高强度、低密度材料，有着得天独厚的优势，使得碳纤维复合材料能够在汽车轻量化中充分体现"合适的材料用在合适的地方"这一重要特性。在从多轻量化材料中，碳纤维增强复合材料有着绝佳的物理特性:比铝轻30%、比钢轻50%，强度却是钢的7至9倍，刚度高于钢材2至3倍，耐疲劳性高于钢材2倍，重量比钢材轻3至4倍，热膨胀系数小4至5倍，碳纤维的应用可使汽车减重30%~60%，被誉为"轻量化之王"，是新能源汽车"瘦身革命"的领导者，在汽车轻量化方面发挥着关键作用。