碳纤维材料在新能源汽车中的应用可行性分析

  随着社会经济的快速发展,低碳节能、高效低成本已经成为各个行业市场竞争的必然选择,低碳环保、节能减排也是当前政府非常重视与强调的,尤其是工业生产与汽车产业。在政府、社会相关宣传与个人环保意识不断提升的推动下,新能源汽车等相关领域不断创新与发展,为新型低成本三维复合材料带来发展契机。碳纤维复合材料不仅具有良好的性能,诸如:超强韧性、能量吸收性能、轻柔性、结构稳定、耐腐蚀与耐高温等,在提升电动汽车性能方面具有不可替代作用,还能降低电动汽车车身的总体成本,非常有利于新能源汽车赢得消费者的青睐并抢占更多的市场份额。碳纤维复合材料在汽车车身中的运用已经成为世界各国争相发展的一门关键技术,尤其是具有成熟汽车产业市场的欧美国家与日本,这些国家各大车厂在进行汽车生产的过程中都大量选用了碳纤维材料,实现优化车体结构、降低汽车车身生产成本以及提高汽车性能的目标。

  对于汽车行业来说,主要是致力于开发清洁能源汽车,碳纤维复合材料成为车用材料轻量化的主要目标。早在2009年,我国科研院所开始致力于碳纤维电动车的相关研究,经过8年的发展,取得了明显的研究成效。而在国外,碳纤维复合材料在新能源汽车行业运用也得到了极大的重视。2010年,德国奔驰公司与日本碳纤维生产商东丽公司(TORAY)展开复合材料与新能源汽车的资源整合,共同投资建厂生产碳纤维汽车部件。2013年,德国宝马汽车公司就开始瞄准碳纤维电动汽车的开发,投资了将近5亿欧元进行电动汽车车身的开发与设计,成功将“全球首款量产全碳纤维车体汽车"推出市场,并在市场上取得了巨大的反响。此外,该公司还与德国碳纤维生产商SGL集团进行资源整合与开发,共同投资,在美国设立专门的碳纤维纱线生产基地。

  近几年来,在政府的各种宏观调控政策的引导与规范下,新能源汽车的生产与制造更偏向于选择CFRP材料,这样才能符合政府所制定相关政策法规的要求,诸如:车辆燃料经济性标准、二氧化碳排放法规等。各国对汽车的规范、要求各不相同,都是根据自身国家的实际情况进行拟定,并落实与实施。例如,美国提高了对乘用车的车身重量、燃料效率等方面的要求,将乘用车的燃料效率要求提高到4.32 L/100 km,这是常规的、典型的乘用车所难以实现的,促使汽车生产企业纷纷加入到削减车身重量的队伍中去。这也大大推动企业对具备超强稳定性、抗腐蚀性、耐高温性以及高能量吸收性能的CFRP材料的选用。由此可见,碳纤维复合材料在新能源汽车行业运用即是时代选择的结果,也是行业发展的必然趋势。

  纵览当前汽车产业与新能源产业的发展情况,可以发现,CFRP材料在新能源汽车中的广泛运用是一种必然结果,也是新能源汽车企业进行汽车生产与制造的必然选择。未来,随着节能减排、生态环保理念的不断推广,再加上新能源技术的开发与运用,碳纤维复合材料(CFRP) 在新能源汽车行业中的运用范围与运用比例将会有很大程度上的提升,朝着经济性与动力性方向发展。