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科技资讯
汽车轻量化开启碳纤维应用“蓝海”
时间:2013年9月18日  作者:刘松柏  来源:经济日报

今年初,我国首台配备碳纤维全复合材料车厢的自卸车下线,该车长8.6米,载重50吨,自重4.8吨,比金属厢体减重29%,这是复合材料在国内重卡车厢中首次成功应用,标志着我国复合材料在汽车轻量化领域的应用技术有了新的突破,开启碳纤维应用的“蓝海”。

汽车轻量化成趋势

汽车轻量化,是指在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车整备质量,从而提高汽车动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。研究显示,若汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%至8%;汽车整备质量每减少100公斤,百公里油耗可降低0.3升至0.6升,汽车重量降低1%,油耗可降低0.7%。此外,车辆每减重100公斤,每公里二氧化碳排放量可减少约5克。专家表示,当前汽车工业正面临资源和环境的严峻挑战,推进汽车轻量化已成为世界汽车发展的潮流。

实现汽车轻量化,碳纤维被寄予厚望。碳纤维因具有加工能耗低、轻质高强、可设计性强、耐腐蚀、成型工艺性好等优点,成为汽车轻量化的理想材料,特别是在电动车上碳纤维的应用空间更加巨大。

“减重、节油和环保是汽车产业重要的效益指标,因此碳纤维在该领域的应用引起了世界各国政府和相关企业的重视。如美国每年投入约2亿美元执行一个汽车车体轻量化的5年发展计划;日本的日产汽车和本田汽车也将与东丽公司联手开发汽车车体用新型碳纤维材料,据测算,到2019年汽车产业的碳纤维需求量有望增至9300吨。”中机系(北京)信息技术研究院产业规划所研究员毋剑波说。

对于我国而言,汽车轻量化的意义更加重大。一方面,我国是汽车消费大国,截至2012年底,全国汽车保有量已超1.2亿辆,年增长1510万辆,而且这一趋势将继续保持下去。如此巨量的汽车保有量,对能源和环境形成了巨大压力。今年发布的《中国低碳经济发展报告》显示,京津冀地区PM2.5的主要排放源中,机动车排放和道路扬尘占50%;环保部发布的相关报告也表明,机动车排放成为部分大中城市大气污染的主要来源。另一方面,我国政府明确承诺,到2020年,要实现单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%至45%。这无疑是一项非常艰巨的任务。“这就给了碳纤维复合材料汽车零部件借势发展的一个巨大市场。”中国化学纤维工业协会会长端小平说。

国内企业应抓住机遇

专家表示,我国汽车轻量化迎来了难得的历史发展机遇。一是经过多年的研究积累,目前我国已基本突破车身轻量化设计技术与评价方法、纤维增强塑料模块化设计与应用技术和以整车减重为目标的多种轻量化技术集成应用等汽车轻量化关键技术。二是政策支持力度加大,我国先后出台了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》、《新材料产业“十二五”发展规划》,明确鼓励汽车轻量化技术发展和应用;工业和信息化部发布的《工业转型升级投资指南》,也将汽车轻量化放在汽车行业的突出位置。

一些企业已经在轻量化方面卓有成效地开展了工作。常州神鹰碳塑复合材料有限公司投资3.3亿元,在常州武进经济技术开发区建设年产20万件碳纤维轿车顶棚板、引擎盖、保险杠生产线;长城汽车、奇瑞汽车也与国外企业开展合作,推进轻量材料的应用。

专家认为,随着我国碳纤维行业的不断发展,节能减排和汽车轻量化大方向的指引,碳纤维材料或将成为汽车界“瘦身革命”的领导者。

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