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新能源车的这些内幕你知道吗?

2019-10-25 18:02:53 117

  特斯拉上海超级工厂即将投产,蔚来汽车交付量超预期仍持续亏损,恒大新能源大规模“招兵买马”,小鹏汽车老客户维权风波,FF创始人贾跃亭在美申请个人破产重组……新能源成为风口这两三年,造车新势力“你方唱罢我登场”,热闹非凡。与此同时,大众、通用、丰田等传统造车势力纷纷布局新能源领域,瞄准这个新兴市场。

  作为全球最大的新能源市场,2018年,中国新能源汽车保有量接近292万辆,占全球一半左右,产销量继续保持全球第一。新能源产业的快速发展,反映了人类对绿色低碳出行的重视,但电池寿命短、行驶里程少的缺陷也制约了其发展。对新能源汽车来说,重量的减轻意味着续航里程的增加。研究表明,纯电动汽车整车质量若降低10kg,续驶里程则可增加2.5km。不论是减少传统内燃机汽车油耗,还是提高新能源汽车的行驶里程,降低整车重量都是汽车产业的发展方向。

  轻量化技术在新能源汽车设计中将越来越受重视。对非金属材料而言,目前应用相对成熟的轻量化技术包括制品薄壁化(如门板、保险杠等)、以塑代钢(如汽车尾门、前端模块)和低密度材料等。在车用塑料品种中,以玻璃纤维增强塑料(FRP)材料占用量最高,所占塑料使用量的比例已经达到50%左右。此外,碳纤维复合材料、阻燃材料也越来越多地应用于新能源汽车领域。

  1、薄壁化FRP材料

  汽车部件薄壁化是指用更薄的壁厚设计取代传统壁厚设计,在保证制件满足刚性要求和韧性要求的同时,达到减重目的。由于FRP材料密度轻、强度好、性价比高,因此被广泛应用于汽车薄壁化部件。

  为满足薄壁化保险杠的要求,薄壁FRP材料必须具备“三高”性能:高流动性、高模量及高韧性。薄壁化FRP材料,具备“三高”性能,可满足2.2mm保险杠机械性能要求,相比2.8mm壁厚保险杠可实现21%的减重效果。以保险杠为例,薄壁化FRP保险杠制件,不仅能减轻汽车重量,还能通过缩短模压过程中的冷却时间,减少生产时间,提高生产效率。

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薄壁化FRP保险杠制件

  2、长玻纤FRP材料

  长玻纤增强FRP材料(BH-FRP)的玻纤长度一般在3mm以上,与相似的短纤维(纤维长度约小于1mm)增强FRP材料相比,无论在强度、抗冲击性能、能量的吸收率等方面都得到了明显提升,具有比强度高、比模量高、抗冲击性强、尺寸稳定和翘曲度低等显著特点,而且不吸水且密度更低、性价比更高,因此逐步取代部分短玻纤增强FRP应用于汽车零部件。

  3、碳纤维复合材料

  碳纤维在所有高性能纤维中具有最高的比强度、比模量以及优异的导热导电性能,素有“材料之王”的美誉。以碳纤维为增强体,结合工程塑料耐腐蚀、低比重、抗冲击、易成型、可二次使用等优点制备的碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP),因其出色的性能而广泛应用于汽车领域。

  4、新能源阻燃材料

  凭借绝缘、加工方便、质量轻等优势,轻量化塑料成为新能源动力电池、充电桩等配套设施和零部件的首选材料。针对动力电池壳体保护,金旸采用塑包铝方式,即玻纤阻燃尼龙6与铝嵌注方式结合,可以减小制件壁厚,减轻壳体重量,并且散热效果好,可一次注塑成型,冲击性能好,达到V-0级别阻燃。

  汽车轻量化与环保密不可分,它是实现节能减排和可持续发展的必经之路。塑料及其复合材料作为性能优异的轻质材料,值得材料供应商和汽车制造商投入更多资源进行研发与应用。随着材料技术的发展与进步,将会涌现越来越丰富的新能源轻量化解决方案。