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复合材料引领汽车轻量化
 点击数:929次 添加时间:2018/10/13 [打印] [返回] [收藏]
电动化、智能化、轻量化——轿车三大趋势中,前二者是热点话题,轻量化相对冷清,工业开展也不为外界熟知
在公开课开讲之前,第一电动网前往位于顺义航空工业园的中航工业复材,对李宏运副总经理进行了专访。李宏运以为,复合资料是推行新能源轿车使用的一把金钥匙。复合资料的技能和工艺现已足以规模化使用,而且轻量化能补偿动力电池能量密度的缺乏,续航路程得以延伸,因而复合资料与新能源轿车的结合是大有裨益的。碳纤维三维编织厂家宜兴市天晟高新科技材料有限公司。


​李宏运


中航复合资料有限责任公司副总经理李宏运


复合资料破解路程难题


在中航工业复材官网的产品列表中,最大个的一个是电动大巴全体车身。


这是中航工业复材现在在轿车轻量化上集大成的一个样板——电动大巴车身。选用复合资料之后,大巴纯车身减重2.4吨,假如再与有轻量化的电机、电控、电池的整车厂家合作,整车能减重5吨多,到达8.5吨左右。只装载3吨左右的电池,一次充电的行进路程就能够到500公里。


当时电动大巴路程缺乏,处理之道往往是加电池,这就造成了死循环:路程不行——加装电池——车重添加——续航变短。李宏运以为,复合资料的使用能够平衡各种束缚,是打破上述循环的利器。


“以12米电动大巴为例,整备质量13.87吨,动力电池质量3.2吨,纯电续航路程300公里。”李宏运说,“假如要做500公里的车,要再装上五六吨的电池,一是车变重了,电耗更大;二是车内空间全占了。但我现在的车身,减了2吨电池,续航路程也是500公里,空间也出来了——低地板或许是很大的行李舱,都没问题。”


那么本钱会不会急剧上升?李宏运说,车身造价肯定会添加,复合资料车身或许会比铝合金车身要翻一倍,可是整车的本钱并不必定增加许多。由于电池本钱大幅下降,“电池一吨最少要20万吧。”


李宏运泄漏,使用这一车身的一款电动大巴现在在我国轿车研讨中心测验,也会争取上工信部布告。


复合资料电动大巴车身


复合资料电动大巴车身


与航空复合资料技能同源


用复合资料代替钢材、合金钢,然后下降车辆的质量,提高功率节约能源,但条件是:复合资料能够代替钢材吗?


李宏运介绍说,碳纤维和树脂复合到一同的时分,树脂是基体,碳纤维是增强体,强度、轻量化体现都好许多。“咱们T300级的碳纤维复合资料,是标准级的,不是最高档的,拉伸强度为3500 MPA,是钢的7-9倍。”


与此一起,碳纤维资料的密度是1.7g/cm3,做成复合资料今后的密度为1.5 g/cm3左右。而钢的密度一般要到7.8 g/cm3。“对轿车的减重效果十分显着,和一般钢件比较,减重超越50%以上。和铝合金比较,减重也要到达30%以上。”


李宏运介绍,复合资料在轿车上的使用是一个渐进的进程。“首先是在掩盖件上,四门两盖(四个车门,引擎盖和后备箱盖),对错承力结构。第二步要往次承力结构,像现在的宝马i3的车身结构。再往下开展就要用到主承力结构,包含传动轴、底盘,还有轮毂等。”


李宏运泄漏,该公司现已向某些国内闻名车企交付了碳纤维前舱盖,也在和一汽、北汽等规划开发掩盖件,除了发动机盖、后备箱盖,还有装饰板、尾翼、前围、后围等。


中航工业复材的轿车用复合资料,并非无缘之木。此前,该公司在航空复合资料的研讨使用上,现已多年。中航工业复材是我国航空工业集团公司所属企业,整合中航工业北京航空资料研讨院(621所)和北京航空制作工程研讨所(625所)复合资料专业后组成。该公司制作的航空复合资料,现已大规模使用于我国的航空范畴。李宏运此前长时间担任621所的技能带头人,是碳纤维资料航空使用研讨的学术带头人之一。


复合资料轿车使用需“一条龙”


2013年7月,宝马正式发布首款量产电动车i3,除了电力驱动,许多运用的碳纤维资料也让世人一惊。其乘员座舱模块由全碳纤维复合资料制作,舱内也许多运用碳纤维复合资料,使得这款电动车的整备质量仅为1195公斤,续航路程可达160公里,百公里加速仅需7.2秒。


那么我国的车企能否也选用相似的资料和工艺来造车?李宏运表明,要如此大规模的使用碳纤维增强复合资料,触及工业链上的各家企业。“有必要是整车的制作商牵引,从规划开始,统筹考虑这个事情,后边像零部件制作范畴的、资料范畴的企业都得配合起来。”


“从规划技能、资料技能、制作和工艺配备以及查核验证上,我国的复合资料使用都存在许多的距离。传统轿车规划才能根本是以金属资料为根底的,对复合资料怎样去规划怎样使用,没有太多的概念。而复合资料的构件制作厂商,现在都不是批量化的水平,许多都是手艺作坊式的在做。”


更大的问题是工业链联系。“复合资料制作和规划结合不起来。整个工业链上的衔接十分松懈,各做各的。碳纤维想从资料一向做到车。做复合资料的企业也想恨不能全吃了。做轿车行业也想什么都做,可是工业链中心的结合,没有人做。”


中航工业复材现在具有零部件的规划才能,也有资料的研制和制作工艺。假如与轿车整车厂结合起来,能把这条工业链串起来。“假如说是一条龙的话,整车厂是龙头,复材公司要起到龙身的效果,下游的碳纤维厂家作为龙尾支撑,这样一条龙才舞得起来。”


中航工业复材现在已预备好了一个商业模式。李宏运介绍,“整车厂只需求将整体要求通知咱们,咱们做规划,引荐资料,研制工艺,包含技能文件开发——这都是处理方案了。小批出产时,就在中航工业复材组成演示线,供几万件级的零部件。将来真的需求量产,比如说十万辆的车,就在演示线的根底上做成一套大的出产线。车企能够挑选入股,或许购买外迁。”


现在中航工业复材现已在规划建设这样的出产线。该公司在复合资料中心资料上,现已有了产能预备,预浸料可年产300万平米,树脂可年产600吨。预浸料是树脂和纤维复合结合而成,是碳纤维部件的中心资料。


李宏运调查,我国车企对碳纤维复合资料技能和工业链的供给才能及本钱比较忧虑。对此,中航复材要扮演复合资料的高端技能研制领头人,推进复合资料使用,一起创新运营管理模式,实现工业跨越开展。“复合资料使用,不推是不进的。所以咱们必定帮着使用行业处理技能问题,处理工业链上下游的衔接问题,处理产能问题,这是咱们这个公司的一个战略。”






附:李宏运简历


李宏运是中航复合资料有限责任公司副总经理,曾任航空621所副总工程师(非金属资料)等职务。2001年至2002年在国际闻名的美国Delaware大学复合资料中心任高档访问学者。长时间从事先进复合资料以及资料加工与制备研讨工作