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汽车业面临轻量化大考 碳纤维有望加速普及
发布时间:2017-05-05      信息来源:      发布人:zhangzhi      点击:
 

在各国节能减排政策驱动下,轻量化当前全球各大传统汽车厂商关注的一大焦点,被誉为黑色黄金的碳纤维复合材料正成为实现汽车轻量化的有效途径。随着中国汽车轻量化的发展,以及国内碳纤维产业规模的扩充、技术工艺的持续改进和成本的逐步下降,未来几年碳纤维复合材料在汽车行业有望加速普及。

碳纤维质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁。凭借比钢铝更强的优异性能,目前碳纤维在民用航空、机器人、高速列车和电动车领域正在取代其他材料,成为轻量化重要方向。

在全球汽车领域,2009年宝马i3率先把碳纤维工艺走向了工业化。宝马运用一套自动化和智能化的生产,开启了碳纤维汽车轻量化的先河。不仅宝马,世界主要汽车主机厂都在碳纤维领域大举投入,如奔驰与东丽成立合资企业,通用与帝人成立合资企业,福特、奥迪、大众、兰博基尼等也纷纷与碳纤维生产企业开始合作。在国内,康得新、和邦生物、海源机械、精功科技等多家企业也争相布局碳纤维产业链,推动碳纤维产业化和行业应用。

目前,国内多家汽车厂商已开始尝试使用碳纤维轻量化部件。在近日举行的第十七届上海国际汽车工业展览会上,北汽展出的纯电动汽车ARCFOX-1,其车体上半部分为整体成型碳纤维复合材料车体;观致汽车则推出了全碳纤维车身的MODEL K-EV超级电动车,其碳纤维结构车身将于2018年批量生产;蔚来汽车展出了一辆全碳纤维车身结构的智能纯电动超级跑车——EP9,此外还正在开发一款金属、碳纤维混合车身的纯电动汽车,并将在不久的将来大规模量产上市。

近日,康得复材与北汽签订了中国首个汽车碳纤维部件量产项目的订单。北汽集团董事李峰认为,未来能够颠覆汽车行业,或者把汽车行业带到更高高度的有两件事情:一个是AI(人工智能),第二个就是碳纤维轻量化,用碳纤维复合材料颠覆金属材料。

汽车碳纤维轻量化浪潮的兴起,与近年来全球各国节能减排政策的推进息息相关。2009年全球气候大会对汽车排放提出了更高要求,中国政府在该次大会上承诺,到2020年中国汽车百公里油耗不可高于5升,每公里排放二氧化碳不超过120克。由于发动机技术已经到达一定极限,要解决排放问题,实际上只有一个选择,即轻量化和发展新能源电动车。

轻量化、智能化、低碳化是汽车产业未来三个重要驱动要素,其中轻量化将决定一个车辆或者品牌的生存。研究数据显示,汽车整车质量每减少100公斤,百公里油耗可降低0.3升到0.6升。对传统汽车厂商而言,减轻汽车重量是降低排放的最佳手段,而碳纤维材料的应用是实现汽车轻量化的必由之路。

东兴证券不久前发布研报指出,中国碳纤维理论产能超过1.9万吨,但产能利用率低、产业结构低端,缺少高模量高强度碳纤维产品,高端碳纤维仍主要依赖进口。据统计,目前中国每年需要碳纤维16200吨,国内企业只能生产3200吨,其他高性能的碳纤维全部需要进口,一些高端碳纤维,国外还在严格封锁。预计到2025年,中国碳纤维总需求将达到约10万吨。日本东丽集团已计划将其产能从2.2万吨跃升到5.5万吨,德国计划将产能从9000吨跃升到4万吨。康得新则计划未来四年将投资800亿元,把产能发展到6万吨。

                                                连云港纤维新材料研究院李广斌

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