2013年年初,我國首臺(tái)配備碳纖維全復(fù)合材料車廂的自卸車下線,該車長8.6米,載重50噸,自重4.8噸,比金屬廂體減重29%,這是復(fù)合材料在國內(nèi)重卡車廂中首次成功應(yīng)用,標(biāo)志著我國復(fù)合材料在汽車輕量化領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)有了新的突破,開啟碳纖維應(yīng)用的“藍(lán)海”。
汽車輕量化成趨勢(shì)
汽車輕量化,是指在保證汽車的強(qiáng)度和安全性能的前提下,盡可能地降低汽車整備質(zhì)量,從而提高汽車動(dòng)力性,減少燃料消耗,降低排氣污染。研究顯示,若汽車整車重量降低10%,燃油效率可提高6%至8%;汽車整備質(zhì)量每減少100公斤,百公里油耗可降低0.3升至0.6升,汽車重量降低1%,油耗可降低0.7%。此外,車輛每減重100公斤,每公里二氧化碳排放量可減少約5克。專家表示,當(dāng)前汽車工業(yè)正面臨資源和環(huán)境的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),推進(jìn)汽車輕量化已成為世界汽車發(fā)展的潮流。
實(shí)現(xiàn)汽車輕量化,碳纖維被寄予厚望。碳纖維因具有加工能耗低、輕質(zhì)高強(qiáng)、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、耐腐蝕、成型工藝性好等優(yōu)點(diǎn),成為汽車輕量化的理想材料,特別是在電動(dòng)車上碳纖維的應(yīng)用空間更加巨大。
“減重、節(jié)油和環(huán)保是汽車產(chǎn)業(yè)重要的效益指標(biāo),因此碳纖維在該領(lǐng)域的應(yīng)用引起了世界各國政府和相關(guān)企業(yè)的重視。如美國每年投入約2億美元執(zhí)行一個(gè)汽車車體輕量化的5年發(fā)展計(jì)劃;日本的日產(chǎn)汽車和本田汽車也將與東麗公司聯(lián)手開發(fā)汽車車體用新型碳纖維材料,據(jù)測(cè)算,到2019年汽車產(chǎn)業(yè)的碳纖維需求量有望增至9300噸。”中機(jī)系(北京)信息技術(shù)研究院產(chǎn)業(yè)規(guī)劃所研究員毋劍波說。
對(duì)于我國而言,汽車輕量化的意義更加重大。一方面,我國是汽車消費(fèi)大國,截至2012年底,全國汽車保有量已超1.2億輛,年增長1510萬輛,而且這一趨勢(shì)將繼續(xù)保持下去。如此巨量的汽車保有量,對(duì)能源和環(huán)境形成了巨大壓力。今年發(fā)布的《中國低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展報(bào)告》顯示,京津冀地區(qū)PM2.5的主要排放源中,機(jī)動(dòng)車排放和道路揚(yáng)塵占50%;環(huán)保部發(fā)布的相關(guān)報(bào)告也表明,機(jī)動(dòng)車排放成為部分大中城市大氣污染的主要來源。另一方面,我國政府明確承諾,到2020年,要實(shí)現(xiàn)單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%至45%。這無疑是一項(xiàng)非常艱巨的任務(wù)。“這就給了碳纖維復(fù)合材料汽車零部件借勢(shì)發(fā)展的一個(gè)巨大市場(chǎng)。”中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長端小平說。
國內(nèi)企業(yè)應(yīng)抓住機(jī)遇
專家表示,我國汽車輕量化迎來了難得的歷史發(fā)展機(jī)遇。一是經(jīng)過多年的研究積累,目前我國已基本突破車身輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)與評(píng)價(jià)方法、纖維增強(qiáng)塑料模塊化設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)和以整車減重為目標(biāo)的多種輕量化技術(shù)集成應(yīng)用等汽車輕量化關(guān)鍵技術(shù)。二是政策支持力度加大,我國先后出臺(tái)了《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020)》、《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,明確鼓勵(lì)汽車輕量化技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用;工業(yè)和信息化部發(fā)布的《工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)投資指南》,也將汽車輕量化放在汽車行業(yè)的突出位置。
一些企業(yè)已經(jīng)在輕量化方面卓有成效地開展了工作。常州神鷹碳塑復(fù)合材料有限公司投資3.3億元,在常州武進(jìn)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)建設(shè)年產(chǎn)20萬件碳纖維轎車頂棚板、引擎蓋、保險(xiǎn)杠生產(chǎn)線;長城汽車、奇瑞汽車也與國外企業(yè)開展合作,推進(jìn)輕量材料的應(yīng)用。
專家認(rèn)為,隨著我國碳纖維行業(yè)的不斷發(fā)展,節(jié)能減排和汽車輕量化大方向的指引,碳纖維材料或?qū)⒊蔀槠嚱?ldquo;瘦身革命”的領(lǐng)導(dǎo)者。
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