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   第5版:中国石化报05版
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车用非金属材料

新能源、轻量化、智能化

2024年12月18日 来源: 中国石化报  作者:
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    中国汽车技术研究中心有限公司首席专家、中汽研中央研究院副院长孟宪明说,我国在新能源汽车领域已形成规模优势和先发优势,但新能源汽车增加了“三电”系统和大量智能化设备,大大增加了整车质量,轻量化是新能源汽车节能减排的现实途径。

    非金属材料的优势是轻量化、耐腐蚀,允许创新设计,可以提高美学和功能,且加工过程废料产生较少、可回收,可以减轻环境负担。

    在相同性能指标下,碳纤维复合材料零部件可以有效减轻汽车整备质量,是绝佳的轻量化材料。碳纤维复合材料具有优良的可设计性,有利于未来汽车结构开发模块化和平台化。某国产品牌原型车,全车24处使用碳纤维复合材料共15平方米,减重超500千克;另一品牌汽车采用超级碳舱设计,减轻整车重量的同时,保护乘员舱安全。

    以PP(聚丙烯)+GF(玻璃纤维)为代表的玻璃纤维复合材料,已在汽车覆盖件及框架结构件广泛应用,如保险杠、前端框架、尾门、座椅靠背、仪表板本体骨架等。

    玻纤增强型复合材料板簧在驾驶平稳性与NVH(噪声、振动与声振粗糙度)行为方面具有更突出的功能优势。某国外品牌汽车悬架采用玻纤/PU(聚氨酯)复合材料横置板簧,相比螺旋弹簧阵列,减重约4.5千克。相对于钢材,纵置复合材料板簧可使货车悬挂系统减重超过100千克。

    某国外品牌电动皮卡软顶面板的大部分全铝框架被替换为玻纤/矿物增强尼龙6和回收聚合物,将车顶的质量减少了1.8千克。某国外品牌越野车车顶采用铝合金框架和玻纤/PU+蜂窝夹芯+玻纤/PU三明治结构顶棚复合结构,车顶重量仅为4.5千克/平方米,低导热系数减少了对热能的需要,蜂窝支撑结构提供了优良的稳定性和耐压强度。

    未来车用非金属材料的发展方向,一是核心能源材料,如固态电池需要高性能复合负极材料、复合正极材料、稳定电解质材料,燃料电池需要高性能交换膜材料、储氢材料、有机半导体材料等。二是新型复合材料,从传统能源出行到电动智能出行再到立体智慧出行,出行方式变革带来平台化、集成化、立体化的汽车构型变化,提出轻量化、智能化的用材需求。三是功能化材料,聚焦智能座驾、智能外观等用户需求,科技赋能,创新应用场景,发展功能化材料,提升用户体验。

 

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