新材料与工艺手册

新能源汽车轻量化技术真的环保吗

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发表于 2020-5-10 09:23:40 | 显示全部楼层 |阅读模式

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核心阅读:
  轻量化被认为是新能源汽车的独特优势,但某些轻量化材料被指只是将污染从使用端转移到了生产端。
  在日益提倡节能环保的今天,汽车轻量化技术由于可有效减少污染物和降低碳排放,被认为是与新能源汽车“一拍即合”的绿色技术路线。然而记者了解到,并不是所有的轻量化材料都符合环保节能的要求,有些轻量化材料甚至只是打着“环保”的幌子在进行污染转移,这令人不禁要问:轻量化技术真的像一些新能源车企宣传的那样环保吗?
  新能源汽车要与燃油车抗衡必须具备独特优势,轻量化是目前车企探寻到的最佳途径之一
  轻量化技术是指采用合适的材料、工艺在合适零件上,以达到最佳减重效果的技术,其不仅可以实现汽车减重,还同时具备节能减排、降低成本及提高汽车产品性能等优势。目前,业内普遍认为,由于新能源汽车的整车重量相对较大,比能量和比功率偏小,对轻量化技术的需求比燃油车更为迫切。
  “新能源汽车为何要实现轻量化?我认为最大的推手应该是电池的能量密度。在国家政策向高能量密度电池倾斜的背景下,如果整车重量不变,车身和电磁包都变轻,电池的能量密度就可以较之前更大,这就代表着新能源汽车可以获得更多的能源。” 昆山市中迪新材料董事长刘伟德表示,即使是在同样的能量密度下,车身更轻也有利于新能源汽车减少能耗,实现节能减排。
  据记者了解,目前使用轻量化材料的新能源车型不在少数,比如我国造车新势力中的蔚来ES8,铝材使用率高达96.4%,被称为全球量产车中铝材应用量最高的车型;此外,长城华冠旗下的子品牌前途电动跑车K50,车体与车身由铝合金碳纤维打造,为减少电池配重对车身总质量和加速性能的影响,全车采用29个碳纤维复合材料外覆盖件,总重量仅为46.7公斤。
  “轻量化复合材料是汽车行业未来发展的重要战略方向。”前途汽车董事长陆群表示,纯电动汽车的政府补贴退出后,新能源汽车要与燃油车相抗衡必须具备独特的优势,而轻量化便是目前车企探寻到的最佳途径之一。
  某些轻量化材料只是把污染从使用端转移到了生产端,甚至碳排放总量比普通材料还高
  “轻量化技术确实可以使汽车在使用过程中减少碳排放,但并不是所有的轻量化技术都是节能环保的,某些轻量化材料只是把污染从使用端转移到了生产端,甚至碳排放总量比普通材料还严重。”中国汽车技术研究中心有限公司数据研究中心绿色发展部部长赵明楠坦言,此前大热的碳纤维复合材料就是其中代表之一。
  记者了解到,目前新能源汽车的轻量化材料主要有钢材、塑料、陶瓷、玻璃、碳纤维、铝合金等种类,其中使用比例较大的主要是铝合金、碳纤维复合材料以及高强度钢这三种。
  “在这些轻量化材料中,铝合金、镁合金等材料的争议较大,是否会造成‘污染转移’主要取决于企业如何运用。如果是直接用于材料替换,由于他们的强度比钢低,做出来的车身成品较大,那么碳排放量反而可能会上升。” 赵明楠表示,与其形成鲜明对比的反面例子就是碳纤维,“碳纤维就不存在争议了,无论用在哪儿、怎么用,碳纤维都会造成污染转移。”
  据了解,碳纤维是指含炭量在90%以上的高强度高模量纤维,耐高温居所有化纤之首,以腈纶和粘胶纤维为原料,经高温氧化碳化而成。其在生产过程中不仅能耗极高,还会伴随产生大量的空气污染物。
  “碳纤维生产环节排放的污染物如果不能得到有效控制,不但会造成严重的空气污染,而且会对工人和附近居民的健康造成严重损害,更不要说在生产过程中所产生的巨大能耗了。”一位不愿具名的车企高管告诉记者,总体来看,碳纤维的节能环保其实只是一个彻头彻尾的“骗局”。
  轻量化材料正逐步从碳纤维、铝合金等向高强度钢、工程塑料等材料转移
  “虽然目前我国有不少车企还在‘叫嚷’着要使用碳纤维复合材料,但其实一些欧洲车企如宝马、奥迪等已经开始逐渐意识到碳纤维材料的污染问题。轻量化材料正逐步从碳纤维、铝合金等向高强度钢、工程塑料等材料转移。”赵明楠向记者介绍,目前越来越多的新能源汽车上都使用了工程塑料,其不仅轻量化效果好 ,作为石化行业的副产品,生产过程中的能耗也极低。
  “此外,高强度钢也是非常好的轻量化替代材料,虽然其轻量化效果并不是所有材料中最突出的,但优点是不会产生污染转移的问题。”
  不仅如此,高强度钢在其他方面的优势也十分明显。“除了在节能减排等方面具有优势,高强度钢板还有综合性能优越、安全性能高等优点。”奇瑞汽车股份有限公司材料工程部主管材料工程师李军认为,未来,随着先进高强度钢应用技术的进一步成熟,其必将有利于进一步提高汽车的安全性、环保性和节能性。
  “虽然目前最新技术的高强度钢还存在成本较高、架构难度较大等缺点,无法让新能源汽车在整车上实现‘全方位’运用,但车辆的关键部位其实都已用上。”赵明楠表示,未来随着技术和工艺的提升,高强度钢的成本还会进一步下降。

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