新能源汽車(chē)助推手 碳纖維輕量化

 近年來(lái)，各大車(chē)企爭(zhēng)相布局新能源汽車(chē)，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。根據(jù)國(guó)家規(guī)劃，到2020年，新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)要達(dá)200萬(wàn)輛、累計(jì)產(chǎn)銷(xiāo)量超過(guò)500萬(wàn)輛;到2025年，中國(guó)新能源汽車(chē)年銷(xiāo)量要達(dá)到汽車(chē)市場(chǎng)需求總量的20%，市場(chǎng)前景廣闊。

新能源利用效率有待提高

在傳統(tǒng)汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域，中國(guó)距離世界領(lǐng)先水平很遠(yuǎn)且超越難度巨大。但是在新能源汽車(chē)領(lǐng)域，我國(guó)與世界其他國(guó)家在同一起跑線(xiàn)上，且政府在政策方面給予了強(qiáng)有力的支持。

但新能源汽車(chē)之所以現(xiàn)階段普及率并不太高，也源于新能源汽車(chē)發(fā)展中存在諸多問(wèn)題：包括整車(chē)設(shè)計(jì)技術(shù)亟待提升、動(dòng)力電池等關(guān)鍵零部件性能存在差距、能源補(bǔ)給不便、汽車(chē)先進(jìn)節(jié)能技術(shù)尚未完全掌握、推廣起來(lái)不方便等，這些因素都不同程度地制約著我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

但是除此之外，一個(gè)更明顯的問(wèn)題在于，當(dāng)前的新能源并不能很好地得到應(yīng)用，提高對(duì)能源的使用效率是最應(yīng)該關(guān)注的問(wèn)題。比如近年來(lái)，以純電動(dòng)汽車(chē)為代表的新能源汽車(chē)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化勢(shì)頭迅猛，每年高速增長(zhǎng)的電池量都以前所未有的規(guī)模涌入我們的周?chē)h(huán)境。這些電動(dòng)汽車(chē)，成了消耗大量可再生能源的關(guān)鍵所在，如果不能大幅提高現(xiàn)有新能源的使用效率，最終仍會(huì)導(dǎo)致能源緊張，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生更高的污染、更多的排放等一系列負(fù)面效應(yīng)。

碳纖維復(fù)合材料的車(chē)體一體化構(gòu)造

車(chē)重是關(guān)鍵：碳纖維成汽車(chē)輕量化必由之路

有相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明，在市區(qū)的運(yùn)行工況下，平均車(chē)重1600kg的電動(dòng)車(chē)如果減重20%，能量消耗可以減少15%，油耗與排放量均可大大降低。因此，要減少能量消耗，降低車(chē)重就成為關(guān)鍵。在當(dāng)前電池等相關(guān)技術(shù)短期內(nèi)難有重大突破的情況下，新能源汽車(chē)迫切需要采用輕量化技術(shù)來(lái)降低重量，以減輕電池增重的壓力。因此，對(duì)于新能源汽車(chē)整車(chē)廠(chǎng)商而言，車(chē)重與能源是新能源汽車(chē)的關(guān)鍵問(wèn)題，尤其汽車(chē)輕量化問(wèn)題始終是困擾該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。

2015年《德國(guó)輕量化現(xiàn)狀盤(pán)點(diǎn)》研究報(bào)告中指出：“輕量化對(duì)汽車(chē)制造業(yè)等許多行業(yè)意義深遠(yuǎn)，它決定了德國(guó)工業(yè)在未來(lái)的全球市場(chǎng)中是否能以創(chuàng)新、高能效和資源節(jié)約型的產(chǎn)品取得統(tǒng)治地位。”汽車(chē)工業(yè)大國(guó)德國(guó)如此重視汽車(chē)輕量化發(fā)展，可見(jiàn)輕量化將是新能源汽車(chē)未來(lái)發(fā)展方向，也是降低排放、節(jié)約能源的最佳途徑。

實(shí)現(xiàn)輕量化歸根到底需要車(chē)身的材料輕量化。而碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是迄今為止綜合性能最好，并能在工程上應(yīng)用的輕量化材料，因?yàn)樘祭w維復(fù)合材料替代鋼材可減重60%以上，是最理想的輕量化材料。碳纖維復(fù)合材料之前主要應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域，比如，波音787表面的90%都是碳纖維復(fù)合材料，碳纖維復(fù)合材料占結(jié)構(gòu)重量的50%，但由于產(chǎn)品造價(jià)高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，在汽車(chē)行業(yè)推廣與規(guī)模化生產(chǎn)上仍有難度。

但現(xiàn)在這種狀況得到了明顯改變，寶馬在2014年率先推出了i3、i8全碳纖維電動(dòng)車(chē)，在2015年推出了碳纖維和金屬混合結(jié)構(gòu)車(chē)身的新BMW 7系，隨著寶馬的i3、i8和新7系的出現(xiàn)，全球汽車(chē)碳纖維輕量化的大潮即將掀起，碳纖維或?qū)⒊蔀槠?chē)輕量化的最佳選擇和必由之路。

在此背景下，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出以康得集團(tuán)、康得新集團(tuán)為代表的企業(yè)，整合全球優(yōu)勢(shì)資源，打造了全球唯一的碳纖維輕量化生態(tài)平臺(tái)，包括：中安信科技有限公司，KDX雷丁汽車(chē)輕量化設(shè)計(jì)中心，位于慕尼黑的KDX歐洲復(fù)合材料研發(fā)中心，以及大批量自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)支持的德國(guó)GFG和SGL公司，康得復(fù)材工業(yè)4.0版智能化工廠(chǎng);與此同時(shí)，生態(tài)平臺(tái)還實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)、研發(fā)、碳纖維及部件柔性制造全過(guò)程的信息化，形成了碳纖維車(chē)體工業(yè)4.0智能制造平臺(tái)， 具備了碳纖維及部件生產(chǎn)規(guī)?；?客戶(hù)需求個(gè)性定制化;產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造、檢測(cè)及物流等全生命周期智能化;供應(yīng)鏈、客戶(hù)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)化的能力。

平臺(tái)的核心——康得復(fù)材提供了從設(shè)計(jì)、研發(fā)、樣件試制、檢測(cè)、小批量生產(chǎn)到大規(guī)模供貨的全方位的碳纖維輕量化整體解決方案。目前已與包括與北汽、蔚來(lái)汽車(chē)、上汽等30多家整車(chē)廠(chǎng)商建立業(yè)務(wù)聯(lián)系，共同推進(jìn)碳纖維復(fù)合材料在汽車(chē)輕量化領(lǐng)域的應(yīng)用，助力我國(guó)新能源電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)彎道超越。

蔚來(lái)汽車(chē)創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)李斌先生、北汽集團(tuán)新技術(shù)研究院常務(wù)副院長(zhǎng)榮輝先生與康得復(fù)材共啟碳纖維輕量化整體解決方案

寶馬(中國(guó))高級(jí)副總裁MartinSautter博士一行與康得復(fù)材、中安信團(tuán)隊(duì)合影

高效節(jié)能，碳纖維或打破新能源汽車(chē)?yán)Ь?/p>

據(jù)悉，碳纖維復(fù)合材料除具有輕量化優(yōu)勢(shì)之外，還具有可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、抗疲勞、耐腐蝕、減震性能好等優(yōu)點(diǎn)，車(chē)身的輕量化可以使整車(chē)重心下移，讓車(chē)輛的運(yùn)行更加安全、穩(wěn)定。因此，隨著碳纖維原材料價(jià)格不斷下降和新工藝的進(jìn)步、生產(chǎn)周期的壓縮等規(guī)模效應(yīng)發(fā)展起來(lái)之后，碳纖維可能會(huì)廣泛地應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)，帶動(dòng)新能源汽車(chē)提高能源利用效率，節(jié)能減排，從而更好地提高我國(guó)汽車(chē)新能源的使用效率。

據(jù)悉，中國(guó)政府已經(jīng)制定了到2020年的汽車(chē)油耗標(biāo)準(zhǔn)，從2015年的每百公里6.9L，降到每百公里5L，到2025年汽車(chē)總重量平均下降25%，新能源電動(dòng)車(chē)到2025年將減重50%。而要做到這些，碳纖維復(fù)合材料的大量應(yīng)用將是目前最好的選擇。業(yè)內(nèi)人士介紹，過(guò)去由于電池技術(shù)等方面限制導(dǎo)致新能源汽車(chē)行駛里程受限，但新能源通過(guò)應(yīng)用碳纖維新材料在2020年實(shí)現(xiàn)車(chē)身減重30%的目標(biāo)之后，普及的速度會(huì)加快。

但在碳纖維復(fù)合材料的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)從事過(guò)碳纖維汽車(chē)量產(chǎn)部件設(shè)計(jì)的企業(yè)與人才并不多。而汽車(chē)碳纖維零部件生產(chǎn)需要企業(yè)具備研發(fā)、設(shè)計(jì)、大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)實(shí)力、生產(chǎn)工藝與效率。值得慶幸的是，國(guó)內(nèi)帶頭致力于汽車(chē)碳纖維輕量化的康得復(fù)材在這方面已經(jīng)成為行業(yè)翹楚。

康得復(fù)材在短短一年時(shí)間內(nèi)，在國(guó)內(nèi)率先建成了全球規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的工業(yè)4.0版智能化生產(chǎn)線(xiàn)，年產(chǎn)150萬(wàn)件碳纖維復(fù)合材料零部件，所采用的新一代HP-RTM、surface-RTM工藝成熟、可靠，成型周期可縮短至2-3分鐘,一舉解決了碳纖維復(fù)合材料規(guī)?；a(chǎn)以及時(shí)間周期難題，對(duì)解決我國(guó)新能源汽車(chē)輕量化的難題意義重大。

康得復(fù)材工業(yè)4.0智能制造工廠(chǎng)

中國(guó)工程院項(xiàng)目組曾經(jīng)提出高性能纖維與汽車(chē)輕量化產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，指出要從2016年到2020年，通過(guò)科技攻關(guān)，建立高性能纖維與汽車(chē)輕量化設(shè)計(jì)制造技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)鏈體系。但在當(dāng)前看來(lái)，康得集團(tuán)通過(guò)對(duì)國(guó)外優(yōu)質(zhì)資源的整合，有望快速提升車(chē)用碳纖維的技術(shù)水平，并帶動(dòng)新能源汽車(chē)新材料的應(yīng)用，有望打破當(dāng)前新能源汽車(chē)發(fā)展的僵局，也將加快推動(dòng)新能源汽車(chē)碳纖維輕量化的普及速度，迎來(lái)新能源汽車(chē)的春天。