技术不成熟 轻量化材料尚难为新能源汽车“减负”

 

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新能源汽车因动力电子系统增加了车身自重而对轻量化提出了更高要求,但目前高性能的轻量化材料在使用中仍存不少问题,这些问题的解决需要产业各个环节的通力合作。

减重可提升汽车性能

轻量化技术指将合适材料、工艺用于合适零件上,以达到减重效果的技术,其不仅可以实现汽车减重,还同时具备节能减排、降低成本及提高汽车产品性能等优势。

“从新能源汽车领域来思考为何要实现轻量化,我认为的推手应该是电池的能量密度。在国家政策向高能量密度电池倾斜的背景下,如果整车重量不变,车身和电磁包都变轻,电池的能量密度就可以较之前更大,而这代表着更好的能效提升。” 昆山市中迪新材料董事长刘伟德指出,在不影响汽车安全性、适用性和总体使用效果的基础上,为实现电芯能量密度的逐步提升,无论是整车结构还是电磁包,减重都是未来发展的重要趋势。

据新能源汽车技术展了解,目前使用轻量化材料的新能源汽车不在少数,如特斯拉的MODEL 3、MODEL S,长城华冠旗下的子品牌前途汽车K50等车型都采用了轻量化材料车身或零部件,丰田即将上市的新车顶盖位置采用的也是轻量化材料。这些车企无一例外都是秉承轻量化概念生产新能源汽车。

“目前市场十分看好轻量化技术,无论是传统车企、新能源车企还是零部件企业都十分欢迎汽车的‘减重方案’,想以此提升产品竞争力,这意味着轻量化的实施是由性能驱动的,而不是为了轻量化而轻量化。”北京海纳川汽车部件股份有限公司部长张春林表示。

成本陡增令车企“望而却步”

虽然轻量化发展益处颇多,但新能源汽车的“轻量化之路”并不轻松。

“诚然,‘减重方案’很受主机厂们欢迎,但想要车企掏钱买单,成本控制是一个重要问题。主机厂的各个系统零部件都有成本管控指标,一旦涉及到成本增加,交易就很难进行下去。”张春林坦言,想要和车企们“合作愉快”,成本的控制是一大关键因素。

其实,不仅是零部件企业十分关注成本问题,车企对轻量化技术的高昂成本也表现得“耿耿于怀”。“爱驰汽车在今年9月即将上市的U5车型采用的就是钢铝混合的轻量化材料,不仅材料成本高,维修成本也很高。” 爱驰汽车有限公司总监孙黎表示。

此外,轻量化技术的不成熟也是目前发展的一大阻碍,以相关政策中提到的碳纤维复合材料为例,其作为未来新能源技术的重要发展方向,目前的技术路线仍未完善,成本高昂,想要实现量产也极不容易。

“除了轻量化技术和材料本身的问题,材料间的连接难题也需引起重视。很多轻量化的设计最终都‘死’在了连接上。我们的产品是上钢下铝的混合材料车身,当初想要把它们连接在一起非常不容易,甚至到目前为止,我们都还没有找到特别合适的焊接方案。”孙黎表示。

混合材料为主要方向

新能源汽车技术展了解到,目前在整车上适度使用轻量化技术可小幅降低成本,但如果需要大幅度降低成本,提升技术无疑是必经之路。“技术和工艺的提升必不可少,此外,在产量大的情况下,轻量化也可以实现更高的生产效益。” 张春林表示。

“材料间的连接不仅要考虑连接物强度,还需考虑其载荷能力,汽车可以向航空器借鉴经验。”北京航空航天大学汽车工程系主任孙凌玉指出,材料连接物的构型设计也可以在一定程度上缓解连接上出现的各种问题。

“据相关统计数据,目前新能源汽车的轻量化技术和轻量化发展整体呈现出钢材占比小幅度下降、铝合金占比小幅度上升的趋势。同时,非金属材料占比虽然较小,但仍有一定发展,整车车身是往多材料的方向发展。”北京新能源汽车股份有限公司工程研究院新技术部博士田宇黎指出,从新能源汽车轻量化的整体技术来看,国际领先的企业大多是从单一的车身材料技术向混合材料应用方向发展,而碳纤维材料也将逐步成为该体系中的一部分。

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来源:中国产业经济信息网