汽车轻量化之路:复合材料的机遇与挑战

       汽车轻量化多年来一直是一个热点话题,轻质材料的应用也一直被认为是实现汽车轻量化直接有效的方法,材料的混合车身是车身轻量化目前车企普遍的趋势,各家车企轻量化技术上也都有不同程度上的突破。 目前,超高强钢及钢铝混合等材料技术相对成熟,不少车型已量产上市;而涉及镁合金、碳纤维、PDCPD、SMC等新型复合材料的新能源车型多数仍在技术储备和样车试制阶段。但是, 开发低成本、短周期和高质量的复合材料技术是推动汽车轻量化的关键要素之一。

目前,国内很多车企已经不同程度的应用复合材料,如:

上汽荣威E50纯电动轿车尾门采用SMC复合轻量材料,充电口及小门、PEB横梁等零件也采用新兴复合材料替代。

图片1

北汽新能源纯电动汽车ARCFOX-1采用的是碳纤维+铝合金混合结构轻量化车身平台,主要采用碳纤维复合材料上车体,全塑外覆盖件,铝合金框架式车身,镁合金仪表板横梁。

图片2

奇瑞新能源纯电动车“小蚂蚁”是基于全铝空间架构+全复合材料外覆盖件的轻量化技术平台开发。采用了高强度铝镁合金骨架、铝车身专用连接技术、FRT发泡树脂复合材料外覆盖件和碳纤维材料应用等轻量化技术。

图片3

吉利新能源汽车的前舱主体主要采用钢铝混合+塑料件车身,后地板为铝框架,后备胎处为塑料结构,后盖采用SMC尾门,翼子板为PP塑料。

还有去年备受关注的前途K50采用前途汽車自主研发的核心技术解決方案:通过全铝合金車身框架,以及全碳纤维車身覆盖件的应用,减少电池配重对車身总质量和加速性能的影响; 

图片4

我国车身材料新材料品种、数量、性能与国外还有很大差距。特别是国际汽车公司在的合资企业有其自成体系的供应商链,国产材料企业进入非常困难,国内材料企业明显滞后于汽车产业发展。而国内自主品牌汽车企业和材料企业也融合得不够。由于技术限制,国内企业在材料和加工成本控制难度大,导致整车成本上升,制约了汽车轻量化的发展。

所以在2018(第三届)国际车用非金属材料高峰论坛上,将汽车轻量化作为一个独立的分论坛,而且把新型复合材料的技术突破与应用作为本次论坛的重中之重,我们与日本汽车复合材料学会共同举办了中日复合材料交流会,邀请了来自主机厂、材料企业、科研机构等不同产业链的专家探讨复合材料新的技术突破以及在汽车上的应用进展。

图片5

来自河南科技大学教授、博导、PDCPD材料鼻祖级专家张玉清教授,为我们介绍PDCPD复合材料新的研究进展以及在新能源汽车上的应用,张老师研究PDCPD复合材料多年,不仅科研成果丰硕,还出版了关于PDCPD的书籍,在PDCPD 复合材料领域绝对是毫无争议的领头人。

图片6

来自北汽集团轻量化工作组组长王旭院长,北汽集团将轻量化技术作为北汽集团“智能化、电动化、轻量化”三大核心技术之一,目前已经有5款明星车型,2017年实现旗下所有车型减重5%,在国内汽车轻量化赛道上已经一马当先。此次王院长将会从材料,设计、技术等多方面为我们分享北汽新能源汽车的轻量化之路。北汽轻量化能有如此快的突破,复合材料技术的突破是其关键所在!

图片7

来自吉林大学的教授韩奇刚老师,韩老师的报告题目是纤维增强复合材料轻量化零部件成型技术及其装备研发,包括碳纤维、玄武岩纤维等多种纤维增强材料的开发与应用,韩老师长期开展金属/非金属材料的制备、加工成型及其产业化技术研究,团队已开发出纤维增强复合材料机盖、翼子板、尾翼、后备箱、悬架弹簧、电池箱等多种汽车轻量化零部件和装备线;开发的汽车悬架复合材料弹簧得到副主席李源潮肯定,科技部部长万钢亲手感受减震效果。

图片8图片9

来自金发科技的产品线经理陈延安,陈经理的报告题目是车用轻量化趋势下车用聚丙烯材料的改性发展方向,

聚丙烯作为汽车上用量大的塑料,为减轻车辆的重量,采用低密度聚丙烯是必然趋势。例如,大众汽车已将一种密度为1.02g/cm³的PP复合材料向密度为0.95g/cm³的过渡,而奔驰汽车(Mercedes-Benz)则从1.04g/m³转变为0.98g/cm³。金发科技提供的低密度复合材料,在确保物理性能和成型收缩的同时,具有更好的抗划伤性、更稳定的熔体流动和低VOC排放。此外,出于轻量化考虑,金发科技采用高熔体强度(HMS)聚丙烯,结合化学和物理发泡工艺,使零件产品的重量减少了20%-30%。例如,熔体指数(MFI)超过40的高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)采用无机盐作为发泡剂,由锁模力为1300吨的注塑机注塑成型。

图片10

来自日本钟化集团的技术专家鈴木紀之,为我们分享日本钟化集团的发泡树脂在轻量化上的运用,钟化是发泡材料的领导者,分布细腻、均一的发泡材料能实现大幅度的减重。而且,微发泡的材料可以应用在汽车尾门、风道、车身、汽车风管等很多部位。诸如通用、宝马、奔驰等汽车品牌则已然在车门内衬板、仪表板、后门内衬板、底护板等汽车内饰中大范围地应用微发泡材料。对汽车的轻量化具有重要的助力作用。 

以上只是本次会议部分轻量化模块发言嘉宾,还有多位关于复合材料的嘉宾正在邀请当中,请各位持续关注更新动态!


      联系方式:

联系人:于珍

电话:13605342691

       邮箱:frp@cnfrp.com