碳纤维与汽车轻量化发展趋势


2016-10-22

     国务院发布《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020 年)》(以下简称“《规划》”),明确了我国汽车节能标准的整体目标,要求2020 年乘用车新车平均燃料消耗量达到5.0 L/100km。按照《规划》要求,工信部组织汽标委于2012 年正式启动了2016-2020 年乘用车燃料消耗量标准研究与制定工作。2013年11月,按照工信部装备司要求及工作组第五次会议讨论情况,确定第四阶段采用更加严格的车型燃料消耗量限值和更加严格的企业平均燃料消耗量目标值,因此依据该要求对GB 19578—2004《乘用车燃料消耗量限值》标准进行修订,进一步加严乘用车燃料消耗量限值,提高乘用车产品市场准入的最低要求,确保2020 年5 L/100km 节能目标的实现。日前,《乘用车燃料消耗量限值》、《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》强制性国家标准的修订工作已完成,现向社会公开征求意见。《乘用车燃料消耗量限值》标准对新认证车执行日期为2016年1月1日;对在生产车执行日期为2017年1月1日。

     现实往往和理想存在差距。工信部日前公布的《公示2014年度乘用车企业平均燃料消耗量情况》数据显示,91家车企中有26家没有达到2014年油耗目标值,且企业平均油耗高达7.22升/百公里,和2020年目标相差甚远。因此传统措施难以满足减低油耗的要求,需寻求新途径。根据测算,一般车重每减少10%,油耗可以减低6-8%,从技术角度,轻量化是传统内燃机汽车降低油耗的必然选择。

      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,百公里油耗可降低约0.4L/100km,0-100km/h加速性提升8-10%,制动距离缩短2~7m,汽车重量降低1%,油耗可降低 0.7%,并且每公里二氧化碳排放量可减少约5克。

      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,是汽车轻量化的相当理想的材料,“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。

宝马i3&8 是采用碳纤维复合材料应用于汽车轻量化设计中的典范,并将推广应用到更多的量产车型

       整车部件重量最大的是车身和底盘,约占总重的60%,轻量化潜力极大。若对车身底盘选择碳纤维复合材料,性能优势非常突出。业内人士分析指出,碳纤维复合材料在汽车中应用的前景可期,车用需求将有望显著提升,特别是豪华车和超豪华车辆细分市场。目前,不少代工工厂不仅与一级供应商合作,还与碳纤维制造商合作以便制造可用的零部件。我们有理由相信,碳纤维是汽车轻量化的未来。