汽车碳纤维会不会走向“穷”途末路?
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技术解析:汽车碳纤维会不会走向“穷”途末路?

来源:华龙网综合2016-11-21

汽车碳纤维,又称汽车碳化纤维,泛指一些以碳纤维编织或多层复合而成的材料。近日,作为汽车碳纤维应用风向标的宝马集团宣布,新一代宝马i3将碳纤维车架改回铝合金材质。10月份展示的5系列新车主要部件也都不再使用碳纤维。

宝马为什么会做出弃用碳纤维的艰难抉择?

主要原因是因为生产成本。不仅碳纤维复合材料生产成本较高,而且碳纤维复合材料的原材料成本也很高,另外与碳纤维配套的树脂体系主要是环氧类树脂,价格也较高。因此,尽管碳纤维比铝材质更硬更轻,但是为了与对手在轻质电动车上竞争并保持利润,宝马只有减少碳纤维材料的使用,改为成本相对较低的铝、钢等轻质材料,从而促进利润的提升。

碳纤维需要粘合在一起,每公斤花费约16欧元,而焊接普通钢每公斤还不到1欧元。宝马i3销量不景气的大部分原因就是由于大量使用碳纤维使其造价昂贵。宝马i3本来的销售主力就是以日常通勤为主,败给价格这样的显性优势是再正常不过了。因此,要让第二代的i3电动汽车,拥有更多的竞争优势,以全铝结构替代碳纤维车体来保存现有的开发基础和降低生产成本,这是它与雪佛兰Bolt、特斯拉竞争的市场策略。

难道汽车碳纤维广泛应用是个“伪命题”?难道汽车碳纤维应用要走向“穷”途末路?难道成本会使碳纤维应用成为“鸡肋”?

作为顺应大势潮流的碳纤维应用者决不会永远屈从于暂时的利润压力,这是汽车制造企业面对市场竞争不得而为之的权宜之计。从另一个方面分析,阻碍宝马i3继续使用碳纤维的看似是碳纤维的成本问题,但是说到底,还是技术问题。随着新能源、新材料理念的深入人心和市场的发展,以及政策的引导,一大批包括碳纤维在内的新材料应用案例将会在市场涌现。

1、奥迪混合材料轻量化。

奥迪未来的轻量化战略将趋于多样化,而不局限于碳纤维。奥迪车中不同的部分会采用不同的材料。A柱由于需要提供足够的安全保护,因此会采用高强度钢材;车辆底盘部分可以采用铝制悬架;而车身表面则可采用叠层钢、塑料或碳纤维。奥迪开发铝板与钢板的焊接工艺,或许还包括将塑料和碳纤维通过焊接方法融入钢板中。此类方案应用于量产中,可在实现组件轻量化的同时还能有效控制成本。

2、宝马Carbon Core技术实现“混搭”车身结构。

现在来看,宝马未来对碳纤维的应用将集中在两个方向:一是研究碳纤维材料与其他材料的混合应用;二是仅在新7系等更高端的车型上使用。目前全新一代宝马7系所采用的Carbon Core技术,已经达到了降低成本与提高效能的成果,是首款实现了碳纤维复合材料与钢材、铝材以及塑料进行组合达到了工业化规模生产的宝马车型。它由铝、高强度钢、镁、碳纤维增强塑料共同组成,实现了比钢强度高5倍、却比铝轻30%的轻量化车身。和上一代7系相比,新款车型得以减重130kg,却带来更好的安全性和操控性。这项技术会像奥迪的全铝车身一样,这会成为汽车技术的一个里程碑,必将会引领起一股风潮,带动产业的发展和升级,总之,是革命性的。

3、最新技术可100%回收碳纤维。

碳纤维有一个缺点就是,不能像铝、钢铁和塑料一样可以循环使用,属于不可回收利用产品。但最近来自美国的研究者研发出一种方法可以解决这个问题,这项技术可以近100%循环利用特定的碳纤维复合材料。新技术涉及到将复合材料浸入酒精溶剂,慢慢溶解以碳纤维塑形的环氧树脂。一旦溶解,碳纤维和环氧树脂分开,可100%回收碳纤维。

4、除了碳纤维,还有哪些纤维材料亦是汽车“轻量化利器”?

长纤维增强热塑性复合材料(LFT),具有质量轻、强度高、抗冲击热性强、耐腐蚀、成型加工性能优、可设计与重复回收利用、绿色环保等性能,并具有高的性价比和较低的密度,在汽车轻量化应用中展示了较好前景。

自然纤维复合材料也越来越多地出现在大众的视野。以大众XL1这一车型来说,其内饰件,包括通风管道,就全部使用了木纤维。将其与大众Polo对比,在使用木纤维之后,重量从184公斤,变为了80公斤,减重约57%。而除了大众XL1之外,宝马、奥迪、奔驰等众多车型在门板、嵌饰板、座椅靠背、仪表板、ABC柱、行李箱盖板等部件上也采用了这一材料。

总结:面对节能减排要求的不断提高,汽车的轻量化需求也会越来越高,但碳纤维能否成为轻量化的最佳选择,目前还没有定论。我认为碳纤维只是轻量化这顿“汽车大餐”的“佐料”而不是“主食”!碳纤维能否成为轻量化的最佳选择,归根结底就是在算一笔经济账。

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技术解析:汽车碳纤维会不会走向“穷”途末路?

2016-11-21 06:50:10 来源: 0 条评论
【摘要】 面对节能减排要求的不断提高,汽车的轻量化需求也会越来越高,但碳纤维能否成为轻量化的最佳选择,目前还没有定论。碳纤维能否成为轻量化的最佳选择,归根结底就是在算一笔经济账。

汽车碳纤维,又称汽车碳化纤维,泛指一些以碳纤维编织或多层复合而成的材料。近日,作为汽车碳纤维应用风向标的宝马集团宣布,新一代宝马i3将碳纤维车架改回铝合金材质。10月份展示的5系列新车主要部件也都不再使用碳纤维。

宝马为什么会做出弃用碳纤维的艰难抉择?

主要原因是因为生产成本。不仅碳纤维复合材料生产成本较高,而且碳纤维复合材料的原材料成本也很高,另外与碳纤维配套的树脂体系主要是环氧类树脂,价格也较高。因此,尽管碳纤维比铝材质更硬更轻,但是为了与对手在轻质电动车上竞争并保持利润,宝马只有减少碳纤维材料的使用,改为成本相对较低的铝、钢等轻质材料,从而促进利润的提升。

碳纤维需要粘合在一起,每公斤花费约16欧元,而焊接普通钢每公斤还不到1欧元。宝马i3销量不景气的大部分原因就是由于大量使用碳纤维使其造价昂贵。宝马i3本来的销售主力就是以日常通勤为主,败给价格这样的显性优势是再正常不过了。因此,要让第二代的i3电动汽车,拥有更多的竞争优势,以全铝结构替代碳纤维车体来保存现有的开发基础和降低生产成本,这是它与雪佛兰Bolt、特斯拉竞争的市场策略。

难道汽车碳纤维广泛应用是个“伪命题”?难道汽车碳纤维应用要走向“穷”途末路?难道成本会使碳纤维应用成为“鸡肋”?

作为顺应大势潮流的碳纤维应用者决不会永远屈从于暂时的利润压力,这是汽车制造企业面对市场竞争不得而为之的权宜之计。从另一个方面分析,阻碍宝马i3继续使用碳纤维的看似是碳纤维的成本问题,但是说到底,还是技术问题。随着新能源、新材料理念的深入人心和市场的发展,以及政策的引导,一大批包括碳纤维在内的新材料应用案例将会在市场涌现。

1、奥迪混合材料轻量化。

奥迪未来的轻量化战略将趋于多样化,而不局限于碳纤维。奥迪车中不同的部分会采用不同的材料。A柱由于需要提供足够的安全保护,因此会采用高强度钢材;车辆底盘部分可以采用铝制悬架;而车身表面则可采用叠层钢、塑料或碳纤维。奥迪开发铝板与钢板的焊接工艺,或许还包括将塑料和碳纤维通过焊接方法融入钢板中。此类方案应用于量产中,可在实现组件轻量化的同时还能有效控制成本。

2、宝马Carbon Core技术实现“混搭”车身结构。

现在来看,宝马未来对碳纤维的应用将集中在两个方向:一是研究碳纤维材料与其他材料的混合应用;二是仅在新7系等更高端的车型上使用。目前全新一代宝马7系所采用的Carbon Core技术,已经达到了降低成本与提高效能的成果,是首款实现了碳纤维复合材料与钢材、铝材以及塑料进行组合达到了工业化规模生产的宝马车型。它由铝、高强度钢、镁、碳纤维增强塑料共同组成,实现了比钢强度高5倍、却比铝轻30%的轻量化车身。和上一代7系相比,新款车型得以减重130kg,却带来更好的安全性和操控性。这项技术会像奥迪的全铝车身一样,这会成为汽车技术的一个里程碑,必将会引领起一股风潮,带动产业的发展和升级,总之,是革命性的。

3、最新技术可100%回收碳纤维。

碳纤维有一个缺点就是,不能像铝、钢铁和塑料一样可以循环使用,属于不可回收利用产品。但最近来自美国的研究者研发出一种方法可以解决这个问题,这项技术可以近100%循环利用特定的碳纤维复合材料。新技术涉及到将复合材料浸入酒精溶剂,慢慢溶解以碳纤维塑形的环氧树脂。一旦溶解,碳纤维和环氧树脂分开,可100%回收碳纤维。

4、除了碳纤维,还有哪些纤维材料亦是汽车“轻量化利器”?

长纤维增强热塑性复合材料(LFT),具有质量轻、强度高、抗冲击热性强、耐腐蚀、成型加工性能优、可设计与重复回收利用、绿色环保等性能,并具有高的性价比和较低的密度,在汽车轻量化应用中展示了较好前景。

自然纤维复合材料也越来越多地出现在大众的视野。以大众XL1这一车型来说,其内饰件,包括通风管道,就全部使用了木纤维。将其与大众Polo对比,在使用木纤维之后,重量从184公斤,变为了80公斤,减重约57%。而除了大众XL1之外,宝马、奥迪、奔驰等众多车型在门板、嵌饰板、座椅靠背、仪表板、ABC柱、行李箱盖板等部件上也采用了这一材料。

总结:面对节能减排要求的不断提高,汽车的轻量化需求也会越来越高,但碳纤维能否成为轻量化的最佳选择,目前还没有定论。我认为碳纤维只是轻量化这顿“汽车大餐”的“佐料”而不是“主食”!碳纤维能否成为轻量化的最佳选择,归根结底就是在算一笔经济账。

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