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中航工业复材李宏运:复合材料引领汽车轻量化
来源:第一电动网 2015-09-11 09:56:59
本文阅读次数:5768
文章关键词:
中航工业
复合材料
汽车轻量化
原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?news_id=2002
复合材料
破解里程难题
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整体车身。
这是
中航工业
复材目前在
汽车轻量化
上集大成的一个样板——电动大巴车身。采用
复合材料
之后,大巴纯车身减重2.4吨,如果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,达到8.5吨左右。只装载3吨左右的电池,一次充电的行驶里程就可以到500公里。
当前电动大巴里程不足,解决之道往往是加电池,这就造成了死循环:里程不够——加装电池——车重增加——续航变短。李宏运认为,
复合材料
的应用能够平衡各种约束,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,纯电续航里程300公里。”李宏运说,“如果要做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,续航里程也是500公里,空间也出来了——低地板或者是很大的行李舱,都没问题。”
那么成本会不会急剧上升?李宏运说,车身造价肯定会增加,
复合材料
车身可能会比铝合金车身要翻一倍,但是整车的成本并不一定增长很多。因为电池成本大幅下降,“电池一吨起码要20万吧。”
李宏运透露,应用这一车身的一款电动大巴目前在中国汽车研究中心测试,也会争取上工信部公告。
与航空
复合材料
技术同源
用
复合材料
替代钢材、合金钢,从而降低车辆的质量,提高效率节约能源,但前提是:
复合材料
能够替代钢材吗?
李宏运介绍说,碳纤维和树脂复合到一起的时候,树脂是基体,碳纤维是增强体,强度、轻量化表现都好很多。“我们T300级的碳纤维
复合材料
,是标准级的,不是最高档的,拉伸强度为3500 MPA,是钢的7-9倍。”
与此同时,碳纤维材料的密度是1.7g/cm3,做成
复合材料
以后的密度为1.5 g/cm3左右。而钢的密度一般要到7.8 g/cm3。“对汽车的减重效果非常明显,和一般钢件相比,减重超过50%以上。和铝合金相比,减重也要达到30%以上。”
李宏运介绍,
复合材料
在汽车上的应用是一个渐进的过程。“首先是在覆盖件上,四门两盖(四个车门,引擎盖和后备箱盖),是非承力结构。第二步要往次承力结构,像现在的宝马i3的车身结构。再往下发展就要用到主承力结构,包括传动轴、底盘,还有轮毂等。”
李宏运透露,该公司已经向某些国内知名车企交付了碳纤维前舱盖,也在和一汽、北汽等设计开发覆盖件,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
复材的汽车用
复合材料
,并非无缘之木。此前,该公司在航空
复合材料
的研究应用上,已经多年。
中航工业
复材是中国航空工业集团公司所属企业,整合
中航工业
北京航空材料研究院(621所)和北京航空制造工程研究所(625所)
复合材料
专业后组建。该公司制造的航空
复合材料
,已经大规模应用于中国的航空领域。李宏运此前长期担任621所的技术带头人,是碳纤维材料航空应用研究的学术带头人之一。
复合材料
汽车应用需“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,大量运用的碳纤维材料也让世人一惊。其乘员座舱模块由全碳纤维
复合材料
制造,舱内也大量运用碳纤维
复合材料
,使得这款电动车的整备质量仅为1195公斤,续航里程可达160公里,百公里加速仅需7.2秒。
那么中国的车企能否也采用类似的材料和工艺来造车?李宏运表示,要如此大规模的使用碳纤维增强
复合材料
,涉及产业链上的各家企业。“必须是整车的制造商牵引,从设计开始,统筹考虑这个事情,后面像零部件制造领域的、材料领域的企业都得配合起来。”
“从设计技术、材料技术、制造和工艺装备以及考核验证上,中国的
复合材料
应用都存在很多的差距。传统汽车设计能力基本是以金属材料为基础的,对
复合材料
怎么去设计怎么应用,没有太多的概念。而
复合材料
的构件制造厂商,目前都不是批量化的水平,很多都是手工作坊式的在做。”
更大的问题是产业链关系。“
复合材料
制造和设计结合不起来。整个产业链上的衔接非常松散,各做各的。碳纤维想从材料一直做到车。做
复合材料
的企业也想恨不得全吃了。做汽车行业也想什么都做,但是产业链中间的结合,没有人做。”
中航工业
复材目前具备零部件的设计能力,也有材料的研发和制造工艺。如果与汽车整车厂结合起来,能把这条产业链串起来。“如果说是一条龙的话,整车厂是龙头,复材公司要起到龙身的作用,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
复材目前已准备好了一个商业模式。李宏运介绍,“整车厂只需要将总体要求告诉我们,我们做设计,推荐材料,研发工艺,包括技术文件开发——这都是解决方案了。小批生产时,就在
中航工业
复材组建示范线,供几万件级的零部件。将来真的需要量产,比如说十万辆的车,就在示范线的基础上做成一套大的生产线。车企可以选择入股,或者购买外迁。”
目前
中航工业
复材已经在设计建设这样的生产线。该公司在
复合材料
中间材料上,已经有了产能准备,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,是碳纤维部件的中间材料。
李宏运观察,中国车企对碳纤维
复合材料
技术和产业链的供应能力及成本比较担忧。对此,中航复材要扮演
复合材料
的高端技术研发领头人,推动
复合材料
应用,同时创新经营管理模式,实现产业跨越发展。“
复合材料
应用,不推是不进的。所以我们一定帮着应用行业解决技术问题,解决产业链上下游的衔接问题,解决产能问题,这是我们这个公司的一个战略。”
文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?news_id=2002
文章关键词:
中航工业
复合材料
汽车轻量化
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